硬質合金是使用廣泛的一類高速加工（HSM）刀具材料，此類材料是通過粉末冶金工藝生產的，由硬質碳化物（通常為碳化鎢WC）顆粒和質地較軟的金屬結合劑組成。目前，有數百種不同成分的WC基硬質合金，它們中大部分都采用鈷（Co）作為結合劑，鎳（Ni）和鉻（Cr）也是常用的結合劑元素，另外還可以添加其他一些合金元素。為什么有如此之多的硬質合**號？刀具制造商如何為某種特定的切削加工選擇正確的刀具材料？為了回答這些問題，首先讓我們了解一下使硬質合金成為一種理想刀具材料的各種特性。

WC-Co硬質合金在兼具硬度和韌性方面具有獨到優勢。碳化鎢（WC）本身具有很高的硬度（超過剛玉或氧化鋁），而且在工作溫度升高時其硬度也很少下降。但是，它缺乏足夠的韌性，而這對于切削刀具是必不可少的性能。為了利用碳化鎢的高硬度，并改善其韌性，人們利用金屬結合劑將碳化鎢結合在一起，從而使這種材料既具有遠遠超過高速鋼的硬度，同時又能夠承受在大多數切削加工中的切削力。此外，它還能承受高速加工所產生的切削高溫。

如今，幾乎所有的WC-Co刀具和刀片都采用了涂層，因此，基體材料的作用似乎顯得不太重要了。但實際上，正是WC-Co材料的高彈性系數（衡量剛度的指標，WC-Co的室溫彈性系數約為高速鋼的三倍）為涂層提供了不變形的基底。WC-Co基體還能提供所需要的韌性。這些性能都是WC-Co材料的基本特性，但也可以在生產硬質合金粉體時，通過調整材料成分和微觀結構而定制材料性能。因此，刀具性能與特定加工的適配性在很大程度上取決于制粉工藝。

制粉工藝

碳化鎢粉是通過對鎢（W）粉進行滲碳處理而獲得的。碳化鎢粉的特性（尤其是其粒度）主要取決于原料鎢粉的粒度以及滲碳的溫度和時間。化學控制也至關重要，碳含量必須保持恒定（接近重量比為6.13％的理論配比值）。為了通過后續工序來控制粉體粒度，可以在滲碳處理之前添加少量的釩和/或鉻。不同的下游工藝條件和不同的加工用途需要采用特定的碳化鎢粒度、碳含量、釩含量和鉻含量的組合，通過這些組合的變化，可以產生各種不同的碳化鎢粉。例如，碳化鎢粉生產商ATI Alldyne公司共生產23種標準牌號的碳化鎢粉，而根據用戶要求定制的碳化鎢粉品種可達標準牌號碳化鎢粉的5倍以上。