硬質(zhì)合金是一種高效率工具材料。它的特點(diǎn)是耐磨性高，能大大提高加工質(zhì)量，獲得高光潔度和精確尺寸的制品，但其韌性較差，脆性較高。因此，欲更好更合理地使用硬質(zhì)合金，必須了解它的性能。

      一、密度
      硬質(zhì)合金的密度范圍在6.0～16.0之間，一般可通過密度判斷硬質(zhì)合金的化學(xué)成分或牌號(hào)是否正確。同一牌號(hào)不同批號(hào)，密度波動(dòng)不應(yīng)超過0.08克/厘米3。合金密度一般略低于理論值，而在合金中出現(xiàn)η相時(shí)，密度會(huì)稍有增加，η相嚴(yán)重時(shí)，可超過理論值。

      二、硬度
      硬質(zhì)合金的硬度一般在HRA85N93之間，隨含鈷最的增加而降低。在鎢鈦鈷合金中，硬質(zhì)合金的硬度又隨其碳化鈦含量的增加而提高。因此，在含鉆量相同時(shí)，鎢鈦鈷合金的硬度高于鎢鈷合金。
      其次，硬質(zhì)合金的硬度與碳化鎢晶粒的大小有密切關(guān)系，隨著碳化鎢晶粒的細(xì)化，合金的硬度增加，如圖I-2所示。當(dāng)合金中出現(xiàn)叩相時(shí)，硬度升高，若出現(xiàn)石墨夾雜，則其硬度降低。
      引起硬度的變化，還有一些工藝上的原因，如球磨制度不當(dāng)，欠燒或過燒，都會(huì)使合金硬度降低。因此，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整碳化鎢的晶粒，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，可以改善硬質(zhì)合金的硬度。
      硬質(zhì)合金的紅硬性好。硬質(zhì)合金的硬度在500℃以下時(shí)維持不變，當(dāng)溫度高于500℃時(shí)，雖有明濕下降，但在1000～1100℃時(shí)，仍為FIRA73～76，相當(dāng)于HB430～477。而淬火鋼在200℃時(shí)，硬度即迅速下降，達(dá)到1000～1100℃時(shí)，就降低到HB30～40。
      三、抗彎強(qiáng)度
      在常溫下，硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度在75～250公斤/毫米2之間。一般合金中含鉆量愈大，抗彎強(qiáng)度愈高。含鉆量一定時(shí)，碳化鈦含量增加，會(huì)引起抗彎強(qiáng)度的急劇下降。因此，含鈷量相同時(shí)，鎢鈷合金的抗彎強(qiáng)度高于鎢鈦鉆合金?？箯潖?qiáng)度與碳化鎢晶粒的大小亦有關(guān)系，粗晶粒合金的抗彎強(qiáng)度較細(xì)晶粒合金為高，如圖1-3所示。這是由于碳化鎢晶粒增大后，碳化鎢的總面積減小，鈷層加厚，從而提高了硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度。
       硬質(zhì)合金的表面狀況對(duì)其抗彎強(qiáng)度有很大影響。在制造硬質(zhì)合金工具時(shí)，應(yīng)防止表面產(chǎn)生任何形式的裂紋，否則就會(huì)影響其抗彎強(qiáng)度。例如，因磨削而產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋的合金，其抗彎強(qiáng)度大約會(huì)降低1/2，而經(jīng)金剛砂研磨表面后，硬質(zhì)合金抗彎強(qiáng)度可提高25%。常溫下，硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度較鋼為低。在設(shè)計(jì)、制造和使用硬質(zhì)合金工具時(shí)，必須考慮這一特點(diǎn)。

       四、抗壓強(qiáng)度
       硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度約為340～560公斤/毫米2，熱等靜壓的硬質(zhì)合金制品抗壓強(qiáng)度達(dá)600公斤/毫米2，而淬火合金工具鋼僅有250～260公斤/毫米2。硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度與合金中的含鈷量和碳化鎢晶粒度有關(guān)。含鈷量達(dá)到5%時(shí)，共抗壓強(qiáng)度值最大，繼續(xù)增加含鈷量，則抗壓強(qiáng)度下降。細(xì)晶粒鎢鈷合金的抗壓強(qiáng)度較粗晶粒的高，而鎢鈦鈷合金的抗壓強(qiáng)度又低于鎢鉆合金，如圖1-4和圖1-5所示。在鎢鈦鈷類合金中，其抗壓強(qiáng)度隨碳化鈦含量的增加而降低。
  五、沖擊韌性
   硬質(zhì)合金很脆，而且脆性幾乎與溫度無關(guān)。常溫時(shí)，淬火鋼的沖擊韌性大于硬質(zhì)合金的1～2倍，而退火鋼則大于硬質(zhì)合金的9倍；高溫時(shí)，鋼的沖擊韌性比硬質(zhì)合金高幾百倍。所以，在鑲焊硬質(zhì)合金工具時(shí)，不允許對(duì)硬質(zhì)合金刀片作沖擊性的壓緊，在運(yùn)輸硬質(zhì)合金工具時(shí)，應(yīng)注意不要使其互相碰撞或受到?jīng)_擊，不然就會(huì)造成損壞。
    硬質(zhì)合金的沖擊韌性與合金中含鈷量有關(guān)。含鈷量愈高，沖擊韌性也愈高。根據(jù)試驗(yàn)，鎢鈷合金中，含鈷量與沖擊韌性的關(guān)系如圖1-6所示。硬質(zhì)合金的沖擊韌性還隨碳化鎢晶粒的增大而提高，所以，粗品粒鎢鈷合金的沖擊韌性較細(xì)晶粒鎢鈷合金高20～30%。例如，粗晶粒YC8C合金的沖擊韌性為0.35公廳·米／厘米2，而細(xì)晶粒的YG8合金則僅為0.25公斤·米／厘米2。
      六、導(dǎo)熱率
      硬質(zhì)合金的導(dǎo)熱率隨含鈷量的增加而提高，此外，鎢鈦鈷合金，導(dǎo)熱率還與鈦含量有關(guān)，隨碳化鈦含量的增加而降低。鎢鉆合金的導(dǎo)熱率為0.14～0.21卡／(厘米·度·秒)，比高速鋼高1～2倍，而鎢鈦鉆合金的導(dǎo)熱率僅為0.04～0.15卡／(厘米·度·秒)，高鈦合金如YT30、YT60的導(dǎo)熱率則比高速鋼低。
      在金屬切削加工時(shí)，導(dǎo)熱率這一性能具有特別重要的意義。大家知道，金屬切削加工過程中所產(chǎn)生的熱量，傳導(dǎo)于刀具、切屑和被加工零件上。熱量的傳導(dǎo)過程，在很大程度上取決于刀具材料的導(dǎo)熱率。當(dāng)?shù)毒卟牧系膶?dǎo)熱率很高時(shí)，絕大部分熱量傳給刀具，極小部分傳給切屑和被加工零件。當(dāng)?shù)毒卟牧系膶?dǎo)熱率低時(shí)，則與此相反，熱量大部分集中于切屑上，這對(duì)于切削加工的進(jìn)行是有利的。因?yàn)榍行际艿綇?qiáng)熱就會(huì)欽化，利于切削過程的順利進(jìn)行。
      鎢鈦鈷類合金，由于含有大量的碳化鈦，導(dǎo)熱率顯著低干鎢鉆類合金。因而，在鋼材的連續(xù)切削加工時(shí)，一般均采用鎢鈦鉆類合金。但是，對(duì)某些難加工鋼材，如耐熱合金鋼和高強(qiáng)度合金鋼等，則不能用鎢鈦鈷類合金加工，而要采用具有較高強(qiáng)度的鎢鈷類合金加工。其主要原因在于加工這類鋼材時(shí)，不僅要求刀具材料具有高的耐磨性，而且要具有足夠的使用強(qiáng)度，以保證在切削過程中，不致有崩刃或硬質(zhì)合金顆粒脫落而影響切削過程的順利進(jìn)行。

      七、線脹系數(shù)
      鎢鉆合金的線脹系數(shù)較小，低于高速鋼、碳素鋼和銅，并隨合金中含鈷量增加而增加；鎢鈦鈷合金的線脹系數(shù)比鎢鈷合金的高，且隨其碳化鈦含量增加而略增，但與高速鋼比較，仍小得多。各主要牌號(hào)硬質(zhì)合金及高速鋼W18Cr4V的線脹系數(shù)見表1-6。
      了解硬質(zhì)合金的線脹系數(shù)很重要。從表1-6中可以看出，硬質(zhì)合金的線脹系數(shù)較高速鋼低一倍。在鑲焊硬質(zhì)合金工具時(shí)，由于硬質(zhì)合金和鋼體的線脹系數(shù)的差異，在鑲焊的工具冷卻時(shí)，內(nèi)外層所受應(yīng)力不同，表面上形成內(nèi)向拉應(yīng)力，在鑲焊后，應(yīng)采取措施消除這種內(nèi)應(yīng)力。否則，硬質(zhì)合金片會(huì)產(chǎn)生裂紋或脫焊現(xiàn)象，從而造成硬質(zhì)合金工具的報(bào)廢。

      八、耐磨性
      硬質(zhì)合金的耐磨性比最好的高速鋼要高15～20倍。硬質(zhì)合金的耐磨性與其化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)等有關(guān)。當(dāng)其他條件相同時(shí)，硬質(zhì)合金巾的碳化鎢晶粒愈綱，其耐磨性就愈高。
      硬質(zhì)合金的耐磨性在金屬切削加工中顯示出極其良好的效果，在鋼材的連續(xù)切削加工中，刀具不斷磨損時(shí)，尤為顯著。鎢鈦鈷合金由于在切削加工鋼材過程中刀尖表面形成一層氧化鈦薄膜，使切屑不易粘附在刀具表面，因而降低切屑對(duì)硬質(zhì)合金刀具的磨損，故其耐磨性較鎢鈷合金高，這也就是切削鋼材時(shí)，為什么要選用鎢鈦鉆類合金的一個(gè)重要原因。而在加工鑄鐵時(shí)，一方面切屑呈碎粒狀，另一方面切削溫度較低，刀具的磨損主要是在后面上，故宜采用抗彎強(qiáng)度較高的鎢鈷類合金。

      九、矯頑力
      硬質(zhì)合金中的碳化鎢是非磁性的，但由于硬質(zhì)合金中含有不同量和不同狀態(tài)的鐵磁性金屬鈷，因此，合金具有微弱的磁性，從而有測量其矯頑力的可能性。
      每個(gè)牌號(hào)的硬質(zhì)合金，都有一定的矯頑力值。這個(gè)值與含鈷量和鈷的分散度有關(guān)，隨含鈷量的降低而增大。而在同一牌號(hào)中，矯頑力值決定于碳化鎢晶粒的分散度，在某種程度上，又與合金的孔隙度有關(guān)。在其他條件相同的情況下，矯頑力可作為間接衡量合金內(nèi)部碳化鎢晶粒大小的指標(biāo)。近年來，生產(chǎn)上已開始用矯頑力來檢驗(yàn)硬質(zhì)合金的質(zhì)量。