1.硬质合金

硬质合金是以难熔金属碳化物为基体及硬质相，以铁族金属（Co或Ni，主要是Co）为粘结剂，用粉末冶金的方法生产的多相复合材料。硬质合金是一种高生产率的模具材料，具有以下特点：①硬度高，耐磨性高，耐疲劳性好，使用寿命长。在常温下，硬质合金的硬度一般为86～93HRA。硬质合金高温硬度高，在500℃以下硬度不会改变，超过500℃才有明显下降，但在800～1000℃范围内仍可以工作。硬质合金的耐磨性高，可比高速工具钢高15～20倍。②抗压强度高，热导率低及线胀系数小，耐腐蚀、耐氧化、耐酸、耐碱。③材料不需要淬火、回火，不存在尺寸、硬度及时效等变化问题。④脆性大，加工困难，价格昂贵。

硬质合金品种繁多，用途广泛，主要用于制造拉丝模、冷挤压模及模具零件或模块等。

（1）硬质合金种类 常用的硬质合金有以下3种：

1）钨钴类（YG）硬质合金。它是由WC与Co粉末烧结而成。YG类硬质合金模具或模具镶块的使用寿命比一般的工模具高几倍到几十倍。YG类合金制造的模具直接烧结而成，无需机械加工和热处理。

2）钨钛钴类（YT）硬质合金。它是由WC、TiC和Co粉末冶金烧结而成。

3）钨钴钽类（YW）硬质合金。它是由TaC、TiC、WC 3种粉末和Co粘结剂烧结而成。

3类硬质合金中，YG硬质合金的韧性高，YT硬质合金的热硬性高，YW硬质合金兼有YG与YT硬质合金的优点。因此，YW硬质合金应用比较广泛。

（2）硬质合金的成分与性能 国产硬质合金的成分、性能与应用见表2-77。

（3）硬质合金的应用 硬质合金作为一类模具材料，在冷作模具钢领域应用较为广泛，如冲裁模、弯曲模、拉深模、拉丝模、冷挤压模及冷镦模等。表2-78为不同工作条件下推荐模具选用的硬质合金。

表2-77 国产硬质合金的成分、性能与应用

表2-78 不同工作条件下推荐模具选用的硬质合金

2.钢结硬质合金模具及其热处理工艺(www.daowen.com)

钢结硬质合金是介于硬质合金和工具钢之间的一种工模具材料。钢结硬质合金的硬质相也是难熔的金属碳化物，但粘结相则是钢基体。钢基体可以是碳素钢、合金钢、高速工具钢及不锈钢等。硬质相赋予材料以高硬度和高耐磨性，而基体赋予材料可加工性和可热处理性。与硬质合金生产方式相同，钢结硬质合金也是用粉末冶金方法制作的（经球化退火后供给用户）。钢结硬质合金已在冷挤压模、冲模、整形模及冷镦模上得到广泛的应用。

（1）常用钢结硬质合金 常用钢结硬质合金牌号有：TLMW35、TLMW50、GW50、GJW50、R5、T1及D1等。

（2）热处理工艺 钢结硬质合金模具热处理包括预备热处理和淬火、回火处理。

1）预备热处理。钢结硬质合金的预备热处理为锻造后等温球化退火处理，这是由于锻造后硬度较高，只有通过退火处理降低基体硬度，才能改善机械加工性能。为确保钢结硬质合金表面无氧化脱碳，推荐球化退火在真空炉或保护气氛的热处理炉内进行。如果在箱式炉内进行等温球化退火，则应采用装箱法，并在箱内填充保护剂。其退火的基本工艺为：缓慢加热到850～880℃，保温足够时间（约4h），炉冷至730℃左右并保温6h，最后炉冷至500℃以下出炉。退火后的金相组织为硬质相+粒状珠光体+合金碳化物，硬度为40HRC，可进行切削加工。常用钢结硬质合金锻造后退火工艺规范见表2-79。

表2-79 常用钢结硬质合金锻造后退火工艺规范

2）淬火及回火。钢结硬质合金模具的热处理工艺与合金工具钢基本相同，可采用普通淬火、分级淬火及等温淬火等，目的是确保基体转变为高度合金化的马氏体组织，获得较高的力学性能。

由于钢结硬质合金的导热性差，因此淬火加热应进行一次或两次预热，第一次为500～550℃，第二次为800～850℃。表2-80为不同钢结硬质合金的热处理工艺规范。

表2-80 不同钢结硬质合金的热处理工艺规范

表2-81为冷作模具用钢结硬质合金的应用情况。

表2-81 冷作模具用钢结硬质合金的应用情况