钢结硬质合金是以TiC、WC等碳化物为硬质相，以合金钢粉末为黏结相，经混合压制烧结而成的粉末冶金材料，其性能介于钢和硬质合金之间，既有钢的高强韧性，又具有硬质合金的高硬度、高耐磨性。钢结硬质合金可以通过热处理来改变性能，并可以进行各种机械加工及热加工，因此更适合于制造各种模具。

钢结硬质合金应用于各种冷作模具，如冷镦模、冲裁模、冷挤压模、拉深模、剪切模、压印模及滚压工具等，也部分用于热作模具，如热挤压模、热冲裁模、压铸模等。选用钢结硬质合金恰当时，模具寿命一般可比模具钢提高几倍到几十倍，有时甚至可以接近普通硬质合金制造模具的寿命。钢结硬质合金目前已经正式用于制造高寿命的模具。

钢结硬质合金虽然具有良好的耐磨性，但在承受较大的冲击载荷时，韧性尚显不足，故在模具结构上应该根据合金的特性采用相应的措施，一般多采用镶套的结构，采用高强度钢制造外套，甚至采用双套或多套结构，比较复杂的模具有时采用拼块结构，以承受或抵消冲击载荷的作用，从而充分发挥其优异的耐磨性，达到延长模具寿命的目的。

1.钢结硬质合金的成分与性能

我国生产的模具用钢结硬质合金的化学成分与性能见表11-20，选材时可以参考。

表11-20 我国模具用钢结硬质合金的化学成分与性能

2.钢结硬质合金的预备热处理

钢结硬质合金的基体是钢，故热处理工艺与合金工具钢基本相同。钢结硬质合金锻造后硬度很高，必须进行退火方可进行切削加工，并为后续工序和淬火、回火处理提供有利条件，一般采用等温球化退火。

常用钢结硬质合金退火工艺规范见表11-21。退火后的金相组织为硬质相+粒状珠光体+合金碳化物。退火加热时间不宜过长，温度也不宜过高，以防止碳化物聚集粗化或稳定化。

表11-21 常用钢结硬质合金退火工艺规范

注：1.退火宜采用真空炉或保护气氛炉，在空气炉中作业要加以保护，以防氧化脱碳。

2.本表所列工艺均为小件或小批量生产用，大模具或大批量生产时工艺应作适当调整。

3.钢结硬质合金的淬火与回火

（1）淬火 钢结硬质合金淬火的目的是使钢基体转变成高度合金化的马氏体组织，以获得较高的力学性能。钢结硬质合金的淬火工艺主要依据黏结相和硬质相的组成特点和模具技术要求来制订。通常可采用普通淬火、分级淬火、等温淬火等。

由于钢结硬质合金的导热性较差，一般都采用两次预热，如400～600℃、800～900℃各预热一次，盐浴炉加热时间按1～2min/mm计算，为防止脱碳和麻点产生，高温加热炉要充分脱氧捞渣。淬火加热时间按0.5～1.0min/mm计算，在箱式炉加热保温时间加倍，且必须采取措施防止氧化、脱碳。

不同钢结硬质合金的淬火工艺曲线如图11-2所示。

图11-2 不同钢结硬质合金的淬火工艺曲线(www.daowen.com)

a）TiC钢结硬质合金 b）WC钢结硬质合金

不同基体钢结硬质合金的淬火与回火工艺曲线如图11-3所示。

图11-3 不同基体钢结硬质合金的淬火、回火工艺曲线

a）铬钼钢结硬质合金 b）高速工具钢钢结硬质合金

钢结硬质合金具有较高的淬透性，截面较小、形状不复杂的模具可采用油冷方式；截面较大、形状复杂的模具可采用分级淬火或等温淬火，以避免开裂和减少畸变。常用钢结硬质合金的淬火与回火工艺规范见表11-22。

表11-22 常用钢结硬质合金的淬火与回火工艺规范

注：1.淬火采用L-AN32全损耗系统用油。

2.低温回火在质量分数为55%KNO₃+45%NaNO₂混合液中进行；D1、T1回火在质量分数为100%的NaNO₃中进行。

（2）回火 钢结硬质合金模淬火后应及时进行回火，特别是大型复杂件，以消除应力，防止开裂。同时，回火也是为了调整组织得到需要的力学性能。回火温度一般取180～200℃，保温时间取1.0～1.5h。要求较高韧性模具可用较高的回火温度。G型合金（高速工具钢为基体）的回火温度取500～560℃，回火3次。钢结硬质合金在250～350℃回火时出现第一类回火脆性，应予以注意。

4.钢结硬质合金的应用

1）钢结硬质合金与普通硬质合金相比，具有较好的韧性、较高的硬度和较好的耐磨性。常用钢结硬质合金的使用性能与用途见表11-23。

表11-23 常用钢结硬质合金的使用性能与用途

2）钢结硬质合金用作模具的实例见表11-24。

表11-24 钢结硬质合金用作模具的实例