硬质合金的化学成分、牌号及应用场景

硬质合金是用难熔高硬度碳化物的粉末与少量的粘结剂粉末混合后加压成形，再经烧结而成的粉末冶金材料。难熔金属碳化物如WC、TiC、NbC、TaC、VC等具有高硬度、高熔点的性质，硬质合金正是以这些难熔金属碳化物为硬质相，而以Co或Ni为粘结相，采用粉末冶金方法生产的烧结材料。

1.硬质合金的特性

硬质合金硬度高，常温下硬度可达85～95HRA。热硬性高，可达900～1000℃。耐磨性好，可切削50HRC左右的硬质材料；抗压强度高，如YG6类硬质合金的抗压强度可达到4510MPa，但抗弯强度低，脆性大。硬质合金的冲击韧度很低，而随硬质合金中含钴量增加及WC晶粒的增大而提高；耐腐蚀性和抗氧化性良好；线膨胀系数小，导热性差，有利于硬质合金与钢的焊接。密度一般在6.0～16.0g/cm³之间，根据其密度可以确定硬质合金的化学成分及牌号。

由于硬度高，加工较困难，硬质合金材料只能采用电加工（如电火花、线切割、电解磨削等）或砂轮磨削的特殊方法进行加工。而且一般将硬质合金制件钎焊、粘接或机械夹固在模具上使用，切削和磨削采用高硬度硬质合金刀具和金刚石磨具。因此，只能制造小型的、形状简单的模具零件或镶块，不需热处理。所以，加工成形的模具不存在尺寸和硬度等变化问题。如果使用不当，将会造成严重浪费。

硬质合金中碳化物含量越多，钴含量越少，则合金硬度、热硬性、耐磨性越高，但强度、韧性越低。YG类合金适宜于加工脆性材料，而YT类合金适宜于加工塑性材料。同类合金中含钴量高的适于粗加工，含钴量低的适于精加工。

硬质合金可用于制造冷作模具，如冷拉模、冷冲模、冷挤压模、冷镦模和精轧辊等。其中YG类硬质合金适用于拉深模，YG6、YG8适用于小拉深模，YG15适用于大拉深模和冲压模具。

2.金属陶瓷硬质合金(www.xing528.com)

制造模具用的硬质合金通常是金属陶瓷硬质合金。此类合金是将高熔点、高硬度的金属碳化物粉末（如WC、TiC等）和粘结相（Co、Ni等）混合后，加压成形，再经烧结而形成的一种多相组合粉末冶金材料。根据金属碳化物种类通常将其分为钨钴类（YG）硬质合金和钨钴钛类（YT）硬质合金等。冲模常采用钨钴类硬质合金（YG）制作。表2-40是钨钴类（YG）硬质合金的成分和性能。

表2-40 钨钴类硬质合金的成分和性能

金属陶瓷硬质合金具有高的硬度、抗压强度、耐磨性，由于脆性大，不能进行锻造和热处理。主要用来制作多工位级进模，大直径拉深凹模的镶块。

硬质合金与其他模具钢比较，具有更高的硬度和耐磨性，但抗弯强度和韧性差，所以，一般都选用含钴量多、韧性大的牌号。对冲击大、工作压力大的模具，如冷挤压模可选用含钴量较高的YG20、YG25等牌号；YG15、YG20用于冲裁模；YG6、YG8、YG11用于拉深模。采用硬质合金比一般工具钢制模具寿命可高出5～100倍。