钢结硬质合金及其热处理钢结硬质合金性能 钢结硬质合金硬度 钢结硬质合金热处理 钢结硬质合金寿命
硬质合金虽然有很高的硬度、耐磨性和切削性能，但其冲击韧度很低，而且不能用锻造方法成形，也不能用切削的方法进行加工，使用范围有一定的局限性。钢结硬质合金也是用粉末冶金方法制备的高硬度材料，它与硬质合金的区别在于硬质相含量降低到50%以下，并且以钢为黏结剂，获得在钢的基体上均匀分布着大量细小合金碳化物颗粒的组织。钢结硬质合金可以锻造成形，便于制造不同形状的工具，而且锻造可以克服粉末冶金制品致密度不够高的缺点，改善了钢结硬质合金的力学性能。钢结硬质合金退火状态下的硬度约在35～45HRC之间，仍然可以被切削加工。淬火、回火使钢结硬质合金的基体强化，硬度和耐磨性进一步提高。由此可见钢结硬质合金是一种介于硬质合金和工具钢之间的工具材料，它有硬质合金所不具备的可加工性，可以用锻造、焊接和切削加工方法制成不同形状的工具，可以通过热处理改变其性能以分别适应加工性和使用性能的要求。和工具钢相比，则钢结硬质合金的耐磨性高得多。针对工具的具体使用情况，选择钢结硬质合金的牌号和热处理工艺，可望收到大幅度提高工具使用寿命的效果。例如某军工产品的黑色金属冷挤压凹模，用高速钢制造，最高寿命为几万件，而且很不稳定，常常因为碳化物偏析严重而导致凹模开裂，使冷挤压生产无法正常进行。用CrWMn钢制造，虽解决了凹模开裂的问题，但磨损严重，使用寿命只有一万件左右。改用GJW50钢结碳化钨硬质合金，经过锻造提高合金的致密度，硬度为35～35HRC，可以进行切削加工。淬火、回火态的组织是碳化钨和回火马氏体，作为黏结剂相的中碳回火马氏体具有足够的强韧性，保证凹模使用时不会开裂，大量的硬质相WC赋予模具很高的耐磨性，凹模的使用寿命超过一百万件，满足了黑色金属冷挤压大批量生产的需要。
钢结硬质合金的成分和淬火、回火工艺可以在很宽的范围内调节，获得不同的使用性能。低铬钢或中铬钢钢基硬质合金，淬火和低温回火后的组织是碳化物硬质相和回火马氏体，适用于要求高硬度和高耐磨的工具，若淬火后在450～500℃回火，则可以获得较高的强度和韧性，可用于冲击负荷较大的工具。高铬钼工具钢基体的钢结硬质合金经过淬火和中温回火之后，可用于热作模具。以高速钢为基体的钢结硬质合金的淬火、回火工艺与高速钢相似，高温加热淬火后于560℃三次回火，基体是出现二次硬化效应的回火马氏体组织，本身就有高硬度和高红硬性，更有约占体积百分数40%的TiC作为硬质相。因此以高速钢为基体的钢结硬质合金有非常高的切削性能和良好的强韧性，可用作加工奥氏体耐热合金或各种非铁合金的刀具。以不锈钢为基体的钢结硬质合金（例如ST60）的组织是碳化物与奥氏体，适用于在腐蚀性环境下工作的工具或在磁场工作的工具，也可用于热挤压模具。高锰钢结硬质合金在热处理状态下的组织是TiC和奥氏体，在使用过程中，表面层随着磨损而加工硬化，心部则保持高韧性，用于制造抗冲击和高耐磨的工具。几种常用于工具钢的表面强化方法，例如短时渗氮、氮碳共渗、渗硼和表面涂覆TiC、TiN等涂层等方法，都可用于钢结硬质合金，使其耐磨性进一步提高。钢结硬质合金的用途十分广泛，仅就使用性能而言，钢结硬质合金有独特的优越性。但应指出，废旧的钢结硬质合金回收和循环利用问题迄今尚未解决，长此以往，环境和资源将难以难受，应予高度关注。
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