硬质合金和钢结硬质合金资料大全
硬质合金基本知识简介
硬质合金基本知识简介
硬质合金基本知识简介
一、硬质合金的基本知识
1、硬质合金的定义：由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制
成的一种合金材料。
2、硬质合金的特点：具有高硬度、耐磨、强度和韧度性较好、耐热、耐腐等系
列优良性能。
3、硬质合金的用途：广泛应用于金属切削、拉伸、耐磨零件、冲压模具、地质
矿山、量具、刃具、圆珠笔尖、军事上穿甲弹头。
4、硬质合金的分类：1）、WC-CO 2）、WC-CO-添加剂3）、WC-CO-TiC 4）、
WC-Ni （无磁合金）
5、硬质合金的组成元素：W 、WC、Co 、Ni
6、硬质合金介于钢、陶瓷之间，与钢相比有以下特点：
1）高的硬度、高的耐磨性，低的抗冲击性（决定了硬质合金的使用范围）2）高的抗压性、低的抗弯强度，易断裂
3）热膨胀系数低只有钢的三分之一
4）耐腐蚀、耐磨性
5）高温稳定性
二、硬质合金的几个重要指标（物理性能、化学性能、机械性能）
1）、比重：Co上升，D下降 D ( density )
2）、硬度：Co上升，HRA下降、粒径上升
3）、抗弯强度：Co上升，抗弯强度上升
4）、抗压强度：Co上升，抗压强度下降
5）、冲击韧性：Co上升，冲击韧性上升；粒径大、韧性上升
6）、娇顽磁力：与Co含量，晶粒度有关，娇顽磁力可以用来控
制合金组织，是生产厂的一项内控指标
7）、磁饱和：与Co含量有关，检测Co 含量或已知成分Co量是否存在非磁性8）、弹性模量：硬质合金的弹性模量大。Co上升，弹性模量下降；晶粒度对弹性模量影响大
9）、导热性：WC-Co有较高的导热性。Co上升，导热率下降10）、热膨胀系数：Co含量的增大而增大，合金热膨胀系数比钢材低很多
gt35钢结硬质合金 成分
gt35钢结硬质合金成分
gt35钢是一种结构硬质合金，其成分主要包括碳(C)、钼(Mo)、钴(Co)、铬(Cr)和钛(Ti)等元素。该合金具有优异的耐热、耐蚀和高温强度等特点，被广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
gt35钢中的碳元素是其最主要的成分之一。碳的加入可以提高钢的硬度和强度，同时也有助于提高其耐热性能。碳元素的含量通常在0.3%到0.7%之间。
钼元素的加入可以显著提高gt35钢的耐热性能。钼具有很高的熔点和良好的耐腐蚀性能，在高温环境下能够保持钢材的稳定性。钼的含量一般在1%到2%之间。
钴元素的添加可以进一步提高gt35钢的高温强度和耐热性能。钴具有良好的高温韧性和热膨胀性能，能够增加合金的热稳定性。钴的含量通常在10%到15%之间。
铬元素的加入可以提高gt35钢的耐腐蚀性能和抗氧化性能。铬能够形成一层致密的氧化铬膜，防止钢材与外界环境的接触，从而起到抗腐蚀的作用。铬的含量一般在20%到30%之间。
钛元素的加入可以提高gt35钢的强度和硬度，并且能够抑制晶界的堆积和粗化，提高合金的耐蚀性。钛的含量通常在0.5%到1.5%之间。gt35钢的成分主要包括碳、钼、钴、铬和钛等元素。这些元素的添
加可以显著提高gt35钢的耐热性能、耐蚀性能和高温强度等特点，使其在航空航天、能源和化工等领域得到广泛应用。在实际使用中，我们需要根据具体的应用需求选择合适的gt35钢材料，并合理控制其成分含量，以确保其性能的稳定和可靠性。
硬质合金复习笔记
课题五硬质合金复习笔记
1.硬质合金的定义：以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC）微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
2.硬质合金的性能：硬度高、耐磨、强度高、韧性较好、耐热、耐蚀等，可加工不锈钢，是碳素钢的切削速度的数百倍，硬度仅次于金刚石。硬度500℃丝毫不影响，1000℃仍显英雄本色。
3.硬质合金的种类：钨钴类硬质合金如YG8，钨钛钴类硬质合金如YT15 ，钨钽钴类硬质合金如YA
钨钛钽钴类硬质合金（万能硬质合金）如YW1 。
4.硬质合金牌号含义
①钨钴类硬质合金：如YG8平均含钴量8％，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。
②钨钛钴类硬质合金：如YT15平均含碳化钛量15％，其余为碳化钨和钴含量的钨钛钴类硬质合金。
③钨钛钽（钴）类硬质合金：如 YW1，1号万能硬质合金。
5.知识归纳
硬质合金
常用的硬质合金以 WC为主要成分，根据是否加入其它碳化物而分为以下几类： （ 1）钨钴类（ WC+Co）硬质合金（ YG） 它由 WC和 Co组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。细晶粒的 YG类硬质合金（如 YG3X、 YG6X），在含钴量相同时，其硬度耐磨性比 YG3、 YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。 （ 2）钨钛钴类（ WC+TiC+Co）硬质合金（ YT） 由于 TiC的硬度和熔点均比 WC高，所以和 YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，而且在高温下会生成 TiO 2,可减少粘结。但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。 (3) 钨钽钴类（ WC+TaC+Co）硬质合金（ YA） 在 YG类硬质合金的基础上添加 TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于加工铸铁和不锈钢。 （ 4）钨钛钽钴类（ WC+TiC+TaC+Co） )硬质合金 (YW) 在 YT类硬质合金的基础上添加 TaC(NbC),提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧能力和耐磨性。既可以加工钢，又可加工铸铁及有色金属。因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合金）。目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。 YG3X 14.6-15.2 1320 92 适于铸铁、有色金属及合金淬火钢合金钢小切削断面高速精加工。 K01 YG3X YG6A 14.6-15.0 1370 91.5 适于硬铸铁，有色金属及其合金的半精加工，亦适于高锰钢、淬火钢、合金钢的半精加工及精加工。 K05 YG6A YG6X 14.6-15.0 1420 91 经生产使用证明，该合金加工冷硬合金铸铁与耐热合金钢可获得良好的效果，也适于普通铸铁的精加工。 K10 YG6X YK15 14.2-14.6 2100 91 适于加工整体合金钻、铣、铰等刀具。具有较高的耐磨性及韧性。 K15K20 YK15 YG6 14.5-14.9 1380 89 适于用铸铁、有色金属及合金非金属材料中等切削速度下半精加工。 K20 YG6 YG6X-1 14.6-15.0 1500 90 适于铸铁，有色金属及其合金非金属材料连续切削时的精车，间断切削时的半精车、精车、小断面精车、粗车螺纹、连续断面的半精铣与精铣，孔的粗扩与精扩。 K20 YG6X-1 YG8N 14.5-14.8 2000 90 适于铸铁、白口铸铁、球墨铸铁以及铬、镍不锈钢等合金材料的高速切削。 K30 YG8N YG8 14.5-14.9 1600 89.5 适于铸铁、有色金属及其合金与非金属材料加工中，不平整断面和间断切削时的粗车、粗刨、粗铣，一般孔和深孔的钻孔、扩孔。 K30 YG8 YG10X 14.3-14.7 2200 89.5 适于制造细径微钻、立铣刀、旋转锉刀等。 K35 YG10X YS2T 14.4-14.6 2200 91.5 属超细颗粒合金，适于低速粗车，铣削
硬质合金——精选推荐
硬质合⾦
硬质合⾦
由于切削速度不断提⾼，不少⼑具的刃部⼯作温度已超过700℃，这时⼀般⾼速钢已不再适应，就要采⽤硬质合⾦了。
硬质合⾦是将⼀种或多种难熔⾦属的碳化物和粘接剂⾦属，⽤粉末冶⾦⽅法制成的⾦属材料。即将难熔的⾼硬度的
WC，TiC，TaC（碳化钽）和钴、镍等⾦属（粘接剂）粉末经混合、压制成形，再在⾼温下烧结制成。
⼀、硬质合⾦的性能特点
1.硬度⾼、热硬性⾼、耐磨性好。硬质合⾦在室温下的硬度可达86HRA～
93HRA，在900～1000℃温度下仍然有较⾼的硬度，故硬质合⾦⼑具在
使⽤时，其切削速度、耐磨性及寿命均⽐⾼速钢显著提⾼。
2.抗压强度⽐⾼速钢⾼，但抗弯强度只有⾼速钢的1/3～1/2左右，韧性差
（约为淬⽕钢的30%～50%）
⼆、常⽤的硬质合⾦
按成分与性能特点不同，常⽤的硬质合⾦有三类：
1.钨钴类硬质合⾦
它的主要成分为碳化钨及钴。其代号⽤“硬”“钴”两字的汉语拼⾳字母字头“YG”加数字表⽰，数字表⽰钴的百分数。例如YG8，表⽰钨钴类硬质合⾦，含钴量为8%。
2.钨钴钛类硬质合⾦
它的主要成分为碳化钨、碳化钛及钴。其代号⽤“硬”“钛”两字的汉语拼⾳字母字头“YT”加数字表⽰，数字表⽰碳化钛的百分数。例如YT5，表⽰钨钴钛类硬质合⾦，含碳化钛5%。
硬质合⾦中，碳化物含量越多，钴含量越少，则合⾦的硬度、热硬性及耐磨性越⾼，合⾦的强度和韧性越低。含钴量相同时，YT类硬质合⾦由于碳化钛的加⼊，合⾦具有较⾼的硬度及耐磨性，同时，合⾦的表⾯会形成⼀层氧化薄膜，切削不易粘⼑，具有较⾼的热硬性；但其强度和韧性⽐YG类硬质合⾦低。因此YG类硬质合⾦⼑具挞合加⼯脆性材料（如铸铁），⽽YT 类硬质合⾦⼑具适合加⼯塑性材料（如钢等）。
硬质合金材料
硬质合金材料
硬质合金材料，又称硬质合金，是一种由钨、钴、钛、钼等金属粉末以及少量
粘结剂混合压制而成的坚硬材料。它具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、高强度和高熔点等特点，因此在机械加工、矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用。
首先，硬质合金材料的硬度非常高，通常在HRA80以上，有的甚至可以达到HRA90以上。这种超高硬度使得硬质合金材料成为了加工硬质材料的理想选择，
比如加工钢铁、合金钢、铸铁、不锈钢等材料时，硬质合金刀具能够保持锋利，不易磨损，从而提高了加工效率和加工质量。
其次，硬质合金材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。在高速切削、重载切削等
恶劣工况下，硬质合金刀具能够保持较长时间的使用寿命，不易出现断裂、磨损等现象。同时，硬质合金材料也具有良好的耐腐蚀性，能够在恶劣的工作环境下保持稳定的性能，延长使用寿命。
另外，硬质合金材料还具有高强度和高熔点的特点。这使得硬质合金材料在高
温高压的环境下仍能保持稳定的性能，不易发生变形、断裂等现象。因此，在矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用。
总的来说，硬质合金材料以其高硬度、耐磨、耐腐蚀、高强度和高熔点的特点，在机械加工、矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用前景。未来，随着科学技术的不断进步，硬质合金材料的性能将得到进一步提升，应用领域也将不断扩大，为人类的生产生活带来更多的便利和效益。
刀具材料的种类
刀具材料的种类
刀具作为工业生产和日常生活中常用的工具，其材料的选择至关重要。不同的刀具材料具有不同的特性和适用范围，因此在选择刀具材料时需要考虑到具体的使用环境和需求。下面将介绍几种常见的刀具材料及其特点。
1. 高速钢。
高速钢是一种含有较高合金元素的钢，具有优异的耐磨性、热硬性和耐热性。因此，高速钢常被用于制造高速切削工具，如铣刀、钻头和刨刀等。在高速切削加工中，刀具需要承受高温和高速度的摩擦，而高速钢正是能够满足这些要求的理想材料。
2. 硬质合金。
硬质合金，又称硬质合金钢，是一种由钨、钴、碳等元素合金化而成的材料。硬质合金具有极高的硬度和耐磨性，因此常被用于制造切削工具和磨料工具。硬质合金刀具在加工硬质材料时具有良好的切削性能，能够大大提高加工效率和工件质量。
3. 不锈钢。
不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的钢铁材料，具有优异的耐磨性和切削性能。不锈钢刀具常被用于食品加工、医疗器械制造等领域，因其不会产生金属污染，能够确保加工物料的质量和卫生安全。
4. 陶瓷。
陶瓷刀具是近年来发展起来的一种新型刀具材料，具有极高的硬度和耐磨性，而且不易产生刀痕和切屑。陶瓷刀具在加工高硬度、脆性材料时表现出色，能够实现高精度、高效率的加工。
5. 钛合金。
钛合金是一种轻质、高强度的金属材料，具有优异的耐腐蚀性和耐热性。钛合金刀具常被用于航空航天、汽车制造等领域，能够满足对材料强度和耐热性要求较高的加工需求。
总结。
不同的刀具材料具有不同的特点和适用范围，选择合适的刀具材料对于提高加工效率、改善加工质量具有重要意义。在实际应用中，需要根据具体的加工要求和环境条件选择合适的刀具材料，以确保刀具的使用效果和寿命。希望本文介绍的刀具材料种类能够对您有所帮助。
什么是钢结硬质合金
什么是钢结硬质合金
钢结硬质合金是近三十年来才发展起来的一种新型工模具材料，它是在合金钢的基体上均匀分布
30-50％硬质颗粒，经过烧结、锻造而成，因而既具有象硬质合金那样的高硬度、高强度、高耐磨性，又具有合金钢的可冷、热加工性能，如锻、车、铣、刨、磨、热处理等。它作为一种可加工、高耐磨的材料，已经广泛应用于各种拉伸模、冲裁模、挤压模、压型模、整形模、冷热轧辊、耐磨零件，使用寿命均比常用工模具钢提高十倍甚至几十倍以上，取得了非常显著的经济效果。
钢结硬质合金是以钢为粘结相，以碳化物（主要是碳化钛、碳化钨）做硬质相，用粉末冶金方法生产的复合材料。其微观组织是细小的硬质相，弥散均匀分布于钢的基体中（用于模具的钢结硬质合金，基体主要采用含铬、钼、钒的中高碳合金工具钢或高速钢）。
钢结硬质合金是介于钢和硬质合金之间的一种材料，具有以下特点：
工艺性能好具有可加工性和可热处理性，在退火状态下，可以可以采用普通切削加工设备和刀具进行车、铣、刨、磨、钻等机械加工。还可以锻造、焊接。与硬质合金相比，成本低，适用范围更广。良好的物理、力学性能
钢结硬质合金在淬硬状态具有很高的硬度。由于含有大量弥散分布的高硬度硬质相，其耐磨性可以与高钴硬质合金接近。与高合金模具钢相比，具有较高的弹性模量、耐磨性、抗压强度和抗弯强度。与硬质合金相比，具有较好的韧性。
具有良好的自润滑性、较低的摩擦系数、优良的化学稳定性。
钢结硬质合金在拉深模具中的应用
许多钢结硬质合金烧结坯件经退火后可进行普通的切削加工，经淬火、回火后有近似于金属陶瓷硬质合金的硬度和良好的耐磨性，也可以进行焊接和锻造，并具有耐磨、抗氧化等特性。尽管这类材料成本较高，制模难度较大，但使用后可显著提高模具的使用寿命，在大批量生产中具有很好的技术经济效果。因此，在更大范围、更深层次推广它，对模具行业具有非常重要的意义。
常用的硬质合金
常用的硬质合金
① 钨钴类硬质合金（YG）它由碳化钨和钴构成。其硬度为89～91.5HRA，耐热性为800～900 ℃，主要用于加工铸铁、有色金属及其合金，以及非金属材料和含钛的不锈钢等工件材料。常用的牌号有 YG3、YG6、YG8等，G后面的数字为 Co 的百分含量。硬质合金中含钴量越多，韧性越好，适合于粗加工，含钴量少者用于精加工。
② 钨钛钴类硬质合金（YT）它是由碳化钨、碳化钛和钴构成，其硬度为89.5～92.5HRA，耐热性为900～1000 ℃。常用的牌号有 YT5、YT14、YT15、YT30，T后面的数字为 TiC 的百分含量。当TiC的含量较多、Co的含量较少时，硬度和耐磨性提高，但抗弯强度有所下降。主要用于加工塑性材料，(如A3钢、20号钢、45号钢等)但它不适合加工含Ti 元素的不锈钢，因为两者的Ti元素亲和作用较强，会发生严重的粘结，使刀具磨损加剧。
③ 钨钽（铌）钴类硬质合金（YA）它是由碳化钨、碳化钽（碳化铌）和钴构成，有较高的常温硬度和耐磨性，同时能细化晶粒，也可提高高温硬度、高温强度和抗氧化能力。常用的牌号有 YA6，适合于对冷硬铸铁、有色金属及其合金进行半精加工，也可对高锰钢、淬火钢等材料进行精加工和半精加工。
④ 钨钛钽（铌）钴类硬质合金YW）它是由碳化钨、碳化钛、钴以及加入少量碳化钽或碳化铌构成。其抗弯强度、韧性、抗氧化能力、耐热性和高温硬度都有很大的提高。是一种既能加工钢材，又能加工铸铁、有色金属及其合金，通用性能好的刀具材料，常用的牌号有 YW1、YW2。
钢结硬质合金中的硬质相
钢结硬质合金中的硬质相
中国大陆使用的硬质合金，即硬合金钢，是由铁基合金和非铁基合金组成的，并经过特殊的制备工艺而成。它合金中的硬质相是一种硬质合金，它具有贴合性、耐磨性和高耐腐蚀性等优良性能，因此在工业制造中被大量使用。
硬质合金钢中的硬质相主要是钢基合金中的晶体相，它可分为硬化层和基体两部分。硬化层由各种金属元素如碳、氮、铬和钼等组成的固态层构成，具有较高的抗磨损和耐腐蚀性，这就是所谓的“硬质相”；而基体就是普通钢铁，它含有较低的钢铁成分，因此具有较低的抗磨损和耐热性能。
硬质合金钢的性能取决于其中含有的金属元素种和金属元素在晶体中的分布情况，它也可以分为硬钢、模具钢以及耐磨钢三大类。硬钢以耐磨性能和高硬度为主，主要用于制作刀具、金属切削工具及各种工具；模具钢的特点是硬度高，强度高，由于具备优异的冶炼性和制模性，常用于制造机械零配件、日常生活用品等；耐磨钢的优点是有较强的抗磨损性和耐化学腐蚀性，主要用于制作压力容器等耐磨件。
总之，硬质合金钢是一种具有众多优良性能的新型材料，它在工业制造中得到了广泛应用，其中硬质相的出现为合金中添加了一种新元素，使合金具有更好的性能。
世界上硬度最高的十大合金排行
世界上硬度最高的十大合金排行
合金是由两种或更多金属元素组成的材料，具有比纯金属更强大和更耐用的特性。在众多合金中，一些合金因其出色的硬度而受到广泛关注。下面将介绍世界上硬度最高的十大合金排行。
1. 金刚石合金：金刚石是最硬的自然物质，因此金刚石合金拥有无与伦比的硬度。金刚石合金广泛应用于切割、磨削和钻孔等领域。
2. 钨钛合金：钨钛合金是一种具有极高硬度的合金，常用于制造刀具、钻头和航空发动机等高强度和高温环境下的零部件。
3. 铌钛合金：铌钛合金是一种高强度、高硬度的合金，广泛应用于航空航天领域的发动机零部件和航空器结构件。
4. 铬钼钨合金：铬钼钨合金具有出色的耐磨性和高温强度，广泛用于制造高速切削工具和高温下工作的引擎部件。
5. 钛铝合金：钛铝合金是一种轻质高强度的合金，具有良好的耐腐蚀性和优异的机械性能，广泛应用于航空、航天和汽车制造等领域。
6. 硬质合金：硬质合金是由钨碳合金和钴粉末经过高温烧结而成，具有极高的硬度和耐磨性，常用于制造刀具、钻头和磨料等。
7. 铌钢合金：铌钢合金是一种高温合金，具有出色的抗氧化和高温强度，常用于制造航空发动机的高温部件。
8. 钽合金：钽合金具有良好的耐腐蚀性和高温强度，广泛用于化工、航空航天和电子工业等领域。
9. 钨铌合金：钨铌合金是一种高温合金，具有优异的耐高温和抗腐蚀性能，常用于制造高温炉具和航空发动机部件。
10. 镍基高温合金：镍基高温合金由镍、铬和钼等金属元素组成，具有良好的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于航空航天和能源领域。
以上是世界上硬度最高的十大合金排行，这些合金的出色硬度使它们在各个领域中发挥重要作用。无论是航空航天、能源工业还是切削加工，这些合金都为现代科技的发展做出了巨大贡献。它们的研发和应用将进一步推动材料科学的发展，为人类创造更加先进和高效的工具和装备。
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性能：硬质合金的主要性能指标有密度、抗弯强度、硬度、矫顽磁力、 钴磁等等。密度是硬质合金质量最基本的指标，它是其他各项性能的 基础。硬度与抗弯强度是硬质合金两项主要机械性能指标，直接影响 合金的使用效果。这三项性能就基本决定了硬质合金的综合品质，是 产品出厂的考核指标，也是用户最关注的指标，合理选用硬质合金的 重要依据。
新的命名法则是根据牌号的加工范围来命名的，所以，牌号的选择相对 简单，如P类加工，用YC10、YC101、YC201、YC301、YC35、YC45等，字 母Y表示硬质合金，C表示长切屑，数字表示加工范围，一般以前面两位数 字表示，“10”表示精加工，“20”表示半精加工，“30”表示粗加工， “35”“45”重载粗加工。M类加工，用YM101、YM201、YM301命名， K类加工，用YD101、YD201、YD301命名，其字母和数字表示的意义同P类 牌号的命名。
K类：普通铸铁、难加工铸铁（冷硬铸铁、高铬铸铁、高硅铸铁）、短屑可锻铸铁，一般
选用W—Co类合金，如YG3X、YG3、YG6X、YG6、YG6A、YG8、YG8N、YD101、 YD201、YD301等；
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5.5
0.17
GTi20 88 11 13000 2200 4300 6.0×105
5.5
0.16
GTi30 84 15 11500 2400 4100 5.4×105
6.0
0.15
5
GTi40 79 20 10500 2600 3800 4.8×10
6.5
0.13
5
GTi50 75 24 9000 2700 3400 4.4×10
20000
1290 0 0 1 1 1 2 2 3 4
4
W18Cr4V
1190 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
1240 0 4 4 5 6
W6Mo5Cr4V2
1140 0 0 0 0 0 0 0 2 2
2
连续生产时反抗凹模的使用寿命
钢号 淬火（℃） 编号 回火硬度（HV）生产数（个） 平均生产（个） 停止原因
几乎没有塑性，难以进行塑性加工。由图还可以看出，这种硬质合金具有很高的抗压强度，
并随碳化钨含量增加和颗粒细化而增大。但应注意的是这种硬质合金脆性大，当受压发生弹
性变形时就会产生碎裂现象。这种硬质合金的抗弯强度与抗压强度正好相反，随着碳化钨含
量的增加，抗弯强度逐渐减少。
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钢结硬质合金
钢结硬质合金顾名思义就是以钢为粘结相，以难熔金属碳化物（主要是以碳化钛，碳化钨）作为硬质相，用粉末冶金方法制备的一种组合材料。
钢结硬质合金从硬质相的组成可以分为碳化钨基钢结合金和碳化钛基钢结合金。从粘结相的最终组织结构可以分为马氏体，奥氏体，铁素体基钢结硬质合金。从机械加工性能可分为不可机械加工和可机械加工钢结合。
钢结硬质合金的优异性能与特点如下：
a.广泛的工艺特性
钢结硬质合金钢结的主要性能介于钢和硬质合金之间，它兼有两种材料的特点和长处，是填补了它们之间空白的一种新兴工程材料。和钢材相比它具有其无法比拟的高硬度，高耐磨性和淬透性，（钢结合金经淬火后，其材料从中心到表层的硬度相差不超过2°），这是由其材质结构的特殊性和硬质相所独有的特点决定；同时它还具有与刚才相近的可机械加工，可热处理和可焊接的优点，这些性能特点也基本都是一般硬质合金所不具备的。因此，也可以把钢结硬质合金称为可加工，可热处理的硬质合金。
b.产品突出的性能和特点
1）.钢结硬质合金产品具有良好的机械加工性、可热处理性和可焊接性，能用普通的加工设备和工具进行车、铣、刨、钻、磨削等各种加工。
2）.能通过锻造改变其外型和尺寸，改善材料内部的组织结构，从而提高其使用性能。3）.能用焊、镶焊、电焊、真空焊、堆焊等焊接方法与刚才或合金本身进行焊接，以扩大其使用范围。
钢结硬质合金具有良好的物理机械性能。它本身在硬化状态下具有很高的硬度，其耐磨性与高钴硬质合金相当，甚至更高（但材料强度和耐冲击性较一般硬质合金高）。这一是由于它含有较高（35%~50%）的硬质相TiC，同时也由于呈圆形的TiC晶粒在工作时与工件表面形成滚动摩擦系数，从而避免粘附磨损和擦伤磨损，使之具有高耐磨性和较小的破坏性。钢结硬质合金还具有较小的比重（碳化钛系钢结合金一般比钢铁轻。）、较高的比强度、良好的自润滑性、高阻尼特性与固有的频率（具有优异的消震效果）。
硬质合金基础知识
硬质合金基础知识
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金是冶金工业中常用的材料之一,下面熟悉并了解一下硬质合金的基本知识,加强行业知识的了解。
1、硬质合金成分
常用的硬质合金以WC为主要成分，根据是否加入其它碳化物而分为以下几类：
(1)、钨钴类（WC+Co）硬质合金（YG）
它由WC和Co组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。细晶粒的YG类硬质合金（如YG3X、YG6X），在含钴量相同时，其硬度耐磨性比YG3、YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。
(2)、钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金（YT）
由于TiC的硬度和熔点均比WC高，所以和YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，而且在高温下会生成TiO 2,可减少粘结。但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。
(3)、钨钽钴类（WC+TaC+Co）硬质合金（YA）
在YG类硬质合金的基础上添加TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于加工铸铁和不锈钢。
(4)、钨钛钽钴类（WC+TiC+TaC+Co）)硬质合金(YW)
在YT类硬质合金的基础上添加TaC(NbC),提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧能力和耐磨性。既可以加工钢，又可加工铸铁及有色金属。因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合金）。目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。
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12
807
20000
试验完
1240
17
803
3700
W6Mo5Cr4V2
3150
18
869
2600
试验完
1140
23
795
20000
20000
24
800
20000
表 8-16 我同模具硬质合金牌号化学成分及性能
化学成分（%）
物理机械性能
组别 牌号
硬度 HRA不 抗弯强度
WC TiC Co
低于
（MPa）
抗压强度
3
弹性系数（E） 比重（g/cm）
（MPa）
YG3 97
3 91
1050
（6.8～6.9）
5
×10
14.9～15.3
YG3X 97
3 92
1000
15.0～15.3
YG4C 96
4 90
1400
14.9～15.2
YG6 94
6 89.5
1400
（6.3～6.4）
5
×10
14.6～15.0
钨 YG6C 94 YG6X 94
热膨胀系数
导热性系数
弹性模量
牌号 （%） （%） （HV10） （MPa） （MPa）
（×106/℃） （Cal/CM ℃ s）
5
GTi0.5 93 6 16000 1500 5700 6.4×10
5.0
0.19
5
GTi10 93 6 15000 1700 5400 6.4×10
5.0
0.19
5
GTi15 90 9 14500 1900 500 6.2×10
（1）必须根据冷挤压的具体工作条件，来选择不同种类的硬质合金。模具的工作条件 不同，对模具材料的性能要求就有差异，究竟采用哪种硬质合金作模具材料，必须视具体条 件而定。如挤塑性较高、硬度较低的有色金属零件时，应选用含钴量较低的硬质合金 YG15 作模具材料；而挤塑性较低、硬度较高的有色多属或黑色金属零件时，应选用含 Co量较高 的硬质合金 YG20或 YG25作模具材料。
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（4）硬质合金模具主要用于零件生产批量大和自动化程度高的挤压。硬质合金价格贵，
加工成本高。因此，只有当产品批量特别大，要求模具的耐磨性好、使用寿命特别长以及模 具损坏的可能性较小的情况下，用硬质合金作模具材料才是合算的。
15 87
2000
3900
5
5.4×10 13.9～14.5
YG20 80
20
含少量
YG25 75
25
稀有元
YG30 70
30
素
YA6 91
6
85
2600
82～84 1800～2700
80～82
－
92
1400
3400 3200 －
5
5×10
5
4.7～10
13.5～14.4 12.8～13.0 12.3～12.8 14.4～15.0
钴 YG8 92
6 88.5 6 91 8 89
1500 1350 1500
14.6～15.0 14.6～15.0
5
（6～6.1）×10 14.4～14.8
YG8C 92
8 88
1750
14.4～14.8
类 YG11C 89
11 87
2000
（5.8～5.9）
×105
14.0～14.4
YG15 85
（2）硬质合金凹模壁不应出现拉应力。因为硬质合金性脆，易开裂，所以硬质合金凹 模应做成组合式结构。施加的预压力应完全抵消工作时产生在凹模内壁的切向拉应力。
（3）硬质合金主要用作简单形状的轴对称类零件的凹模。这是因为硬质合金机加工性 能差，只能采用压制、烧结或电加工成形。因此，形状复杂的四模制造成本高，且在过渡部 分会产生较大的附加应力，易开裂，寿命短，不能充分发挥硬质合金的优越性。
2400～3200
பைடு நூலகம்
4000～4500
表 8-18 美国肯纳金属公司（KennametelCorp）模具用硬质合金
硬度 Co含量 抗弯强度 压缩强度 热膨胀系数
热传导
比重
牌号 （HRA） （%） （MPa） （MPa） （106/℃） （Cal/cm s ℃） （g/cm3）
K96 92 6 1760 5640
3
2650 3.12 37.5 30
－
－
1150 580/560 各 1 2810 3.12 47
32 61.5
62.3
1190 210
2
2350 2.5 29.4 23 62.9
61.4
1190 500
3
2300 2.48 25.3 27 63.5
63.2
1190 560
3
2420 2.55 2.2 8.5
表 8-14 W6Mo5Cr4V2，高碳 W6Mo5CrV2不同淬火温度的机械性能
淬火 回火
抗弯强度 挠度
硬度 φ10×15试样硬度
2
回火次数
冲击值 （J/cm）
（℃） （℃）
（MPa） （mm）
（HRC）
（HRC）
1150 210
2
2800 3.11 62 1.3 61.8
61.6
1150 500
3
2080 2.04 16
13
67
66.9
1230 560
3
2040 2.13 12
11
67
67.7
表 8-15 W18Cr4V及 W6Mo5Cr4V2不同淬火温度处理的模具寿命
反挤凸模生产个数与模具破坏数的关系
生 产 零 件个数 网号 淬火（℃）
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
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1290
5
852
4500
6
887
20000
12250
1190
11
856
20000
试验完
W18Cr4V
20000
5.5
0.17
GTi20 88 11 13000 2200 4300 6.0×105
5.5
0.16
GTi30 84 15 11500 2400 4100 5.4×105
6.0
0.15
5
GTi40 79 20 10500 2600 3800 4.8×10
6.5
0.13
5
GTi50 75 24 9000 2700 3400 4.4×10
钨钴系硬质合金应用于不同场合，其强化途径不尽相同，如特别适合于制作在强烈冲击 负荷下工作的冷挤压模。以往多采用细晶粒合金，而近年来国外采用粗晶粒合金已逐渐增多。 如前苏联硬质合金研究所研制了一系列 6～8微米的粗晶粒合金，牌号为 BK10KC、BK20K、 BK20KC，均属钨钴类合金，用于制作沉重负荷下工作的冷挤模，效果显著。例如用 BK20K 作模具冲制 M12—M20螺栓，模具耐用度比通常 BK20合金高 8～10倍。这种特粗晶粒合金的 强度虽低些，但由于有很好的塑性变形能力和较高的冲击韧性，因此具有高的耐疲劳强度， 适于在循环载荷下应用，如用 BK20KC作冷镦模，激制 3/8″和 1/2″钢球时，寿命为 BK20 合金的 2倍多。国内近年来研制成功的 YG20C粗颗粒硬质合金，已在冷挤压模上应用获得成 效。
几乎没有塑性，难以进行塑性加工。由图还可以看出，这种硬质合金具有很高的抗压强度，
并随碳化钨含量增加和颗粒细化而增大。但应注意的是这种硬质合金脆性大，当受压发生弹
性变形时就会产生碎裂现象。这种硬质合金的抗弯强度与抗压强度正好相反，随着碳化钨含
量的增加，抗弯强度逐渐减少。
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的硬度随碳化物含量的增加几乎呈直线上升。硬度的高低还与碳化物颗粒大小、分布情况有
关。当碳化钨颗粒细小，分布均匀时，硬度就较高。硬度的高低也还与温度有关，随温度的
上升，硬度值有所下降，但绝对数值仍然很大。这种硬质合金加热到 800℃时，仍然具有较
高的热硬性和耐磨性，比高速钢高 15～20倍，但冲击韧性很差，只有一般钢材的 1/10，且
图 8-41 钨钴系硬质合金的性能曲线
钨钴系硬质合金中加入少量（2～3）％添加剂，是提高合金性能的有效途径之一，添加 剂通常以两种形式加入：金属碳化物和金属，碳化物添加剂有阻止基体碳化物晶粒长大的效 应，从而改善合金中碳化物相的结构和性能，而金属添加剂则主要是改善胶结相的性能。
最常用的碳化物添加剂有碳化钽（锯）、碳化钛、碳化铬（Cr3C2）、碳化钒、碳化锆 等。添加碳化铬可显著提高合金硬度，但使强度降低，故对耐磨零件尤为有利。添加 0.5％ 以下少量的钒，阻止基体碳化物晶粒长大的效应最大，故可显著提高合金的耐磨性。
20000
1290 0 0 1 1 1 2 2 3 4
4
W18Cr4V
1190 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
1240 0 4 4 5 6
W6Mo5Cr4V2
1140 0 0 0 0 0 0 0 2 2
2
连续生产时反抗凹模的使用寿命
钢号 淬火（℃） 编号 回火硬度（HV）生产数（个） 平均生产（个） 停止原因
63
64.3
1190 580
2
2600 2.6 20
32 62.3
53.6
1210 560
3
2340 2.38 15.3 14 64.9
62.3
1230 560
3
2190 2.08 14.8 13
65
65.5
高碳 W6Mo5Cr4V2
1150 560
3
2380 2.4 19
15
66
65.9
1190 560
从以上分析可以看出，钨钴系硬质合金具有高强度、耐磨性、热硬性以及很高的抗挤压 强度和一定的抗弯强度，并随粘结剂 Co含量的增加，韧性有所提高，且还具有很好的抗急 冷急热的能力，模具表面能抛光至 Ra=0.04以下。实践证明，采用硬质合金作冷挤压凹模是 完全可行的。为了充分发挥硬质合金的优越性，在设计硬质合金模具时，必须注意如下一些 问题。
K86
Co不明
89.5
1700
含 W、Ti
4160
7.0
0.068
11.1
K84
Co不明
89.0
2100
含 W、Ti
4220
7.2
0.113
11.9
Co不明
K82 90.0
1940
－
－
－
含 W、Ti
表 8-19德国（西德）特殊钢厂模具用硬质合金成分和性能
11.8
Titanit Wc* Co 硬度 抗弯强度 抗压强度
3900
G40T
11～15
85.5～87.5
2200～2800
4000～4500
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G40T
16～20
86～87.5
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硬质合金和钢结硬质合金
一、硬质合全
1.硬质合金的种类及性能：目前常用的硬质合金分为两大类：一类是钨钴系，它是以碳 化钨为基，用钴作粘结剂，经压制、烧结而成的。我国的牌号用“YG”表示；另一类是钨钛 钴系和钨钛锡钴系，它们分别以碳化物一碳化钛和碳化钨一碳化钛一碳化铌为基，用钴作粘 结剂，经压制、烧结而成。前者用“YT”表示，后者用“YW”表示。钨钴系硬质合金除了具 有很高的硬度和强度外，还有较好的韧性，适合于作冷挤压模具材料。我国常用的有 YG15、 YG20、YG25、YG30四种，其化学成分和性能如表 8-16所示。表 8-17、表 8-18、表 8-19分 别列出我国、日本、美国和德国模具用的硬质合金牌号及性能，供参考。
4.5
0.17
14.8
K94 90 12 2290 4220
5.5
0.147
14.1
K95 90.5 9 2110
－
－
－
14.6
K92 87.5 16 2710 4030
6.1
0.110
13.8
K91 86.5 20 2680
－
－
－
13.4
K90 85.0 25 2540 3650
7.8
1.106
12.9
表 8-17 日本模具用硬质合金牌号
材料种类
成分（%）
Co
Wc
硬度（HRA）
机械性能 抗变强度（MPa）
抗压强度（MPa）
D4
16
87
2400
4100
D5
20
86
2600
3800
G6
15
87.5
2400
4150
G7
20
86.5
2600
3700
GT30M
15
87
2400
4100
GT35M
18
85
2600
7.0
0.12
5
GTi60 73 26 8500 2700 3000 4.3×10
7.5
0.12
注：*各牌号中含 1%TaC。
我国的钨钛钴系硬质合金和钨钛铌钴系硬质合金一般不用来作模具，而用来作切削刀
具，一般又称为切钢合金，这里我们不作详细叙述。
2.钨钴系硬质合金：图 8-41为钨钴系硬质合金的性能曲线。由图可知，这种硬质合金