硬质合金，一种通过粉末冶金技术制成的陶瓷材料，其关键成分包括高硬度难熔金属硬质碳化物（如WC和TiC）以及粘接剂金属（如Co、Ni和Mo）。这些成分经过精细的粉末制备、压制成型和高温烧结等工艺流程，最终形成了具有优异性能的硬质合金。

硬质合金刀具材料涵盖了众多难熔金属化合物，这些化合物通常源自周期表中的IV、V、VI族过度元素，包括碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等。其中，常见的硬质合金刀具材料有：WC（钨碳化物）、TiC（钛碳化物）、TaC（钽碳化物）、NbC（铌碳化物）、ZrC（锆碳化物）、VC（钒碳化物）、Mo2C（二矽化钼）、Cr3C2（二矽化铬）、TiN（氮化钛）、TiCN（氮碳化钛）以及TiB2（二硼化钛）等。

1.常见碳化物的主要性质

在硬质合金刀具材料中，常见的粘结金属主要包括周期表中的铁族元素，如Co、Ni、Fe和Mo。这些金属作为粘结剂，必须满足一系列严格条件，以确保碳化物合金具有出色的性能。这些条件包括：对碳化物组成的合金提供高强度粘结，与碳化物不发生化学反应，能够有效溶解碳化物，以及在高熔点下使用而不软化。

2牌号切削工具用硬质合金

根据国家标准《GB/T 18376.1-2008 硬质合金牌号第1部分：切削工具用硬质合金牌号》，切削工具所使用的硬质合金牌号被精心划分为P、M、K、N、S、H六大类别，以便适应不同的应用领域和需求。

切削工具用硬质合金的牌号构成包含类别代码、分组号以及细分号三个部分。为了满足多样化的使用需求，同时考虑到硬质合金材料的耐磨性和韧性差异，这些牌号被精心划分为若干个组，每组由两位数字表示，如01、10、20等。在需要进一步细分的情况下，可以在两组号之间加入补充组号，以05、15、25等形式呈现。
切削工具用硬质合金各组别的基本成分与力学性能要求
在切削工具领域，硬质合金以其卓越的耐磨性和韧性占据了不可或缺的地位。为了更好地满足不同使用需求，硬质合金被精心划分为若干组别，每组都拥有特定的基本成分与力学性能要求。这些要求不仅保证了硬质合金的性能稳定，更为切削工具的高效与耐用提供了有力支撑。

3.地质、矿山工具用硬质合金的牌号构成

根据《GB/T 18376.2-2014 硬质合金牌号第2部分：地质、矿山工具用硬质合金牌号》的规定，地质、矿山工具用硬质合金的牌号由多个部分组成。首先，它包含一个特征代号，用于标识这类硬质合金的独特性质。其次，分类代号用于进一步区分不同类型的硬质合金。此外，还设有分组号，以两位数字组的形式表示，如05、10、20等，必要时还可插入中间补充组号，如15、25、35等。最后，细分代号在需要时使用，由一位大写英文字母和后面的阿拉伯数字1~99组成。这些牌号元素的合理搭配，确保了地质、矿山工具用硬质合金的独特性和适用性。

4.地质、矿山工具用硬质合金的牌号分类

地质、矿山工具用硬质合金的牌号分类是硬质合金领域中的一项重要内容。根据相关标准，这些牌号不仅由特征代号、分类代号、分组号和细分代号等多个部分组成，而且这些部分之间有着严密的逻辑关系和明确的划分。通过合理的搭配和组合，这些牌号能够准确反映地质、矿山工具用硬质合金的独特性质和适用范围，为相关领域的应用提供有力支持。

地质、矿山工具用硬质合金的牌号不仅有着严密的分类体系，还对其基本化学成分及力学性能提出了明确的要求。这些要求旨在确保硬质合金在地质、矿山工具中的应用能够满足特定的性能需求，从而保障工具的耐用性和效率。

5.耐磨零件用硬质合金牌号的规定

按照《GB/T 18376.3-2015 硬质合金牌号 第3部分：耐磨零件用硬质合金牌号》的标准，耐磨零件所使用的硬质合金牌号有着明确的构成。这些牌号包含特征代号、分类代号、分组号以及细分代号。其中，分组号以两位数字组表示，如10、20、30等，用以区分不同的合金类型；细分代号则是在必要时使用，通常由一位大写英文字母和一位阿拉伯数字组成，用以进一步细化合金的特性和用途。

6.耐磨零件用硬质合金牌号分类详解

耐磨零件所采用的硬质合金牌号，其分类代号具有关键作用。这一代号能够明确区分不同类型和用途的合金，为选择和应用提供有力支持。通过深入了解和掌握这些分类代号，用户能够更加精准地找到满足特定需求的耐磨零件用硬质合金牌号。

耐磨零件所采用的硬质合金牌号，其基本化学成分和力学性能要求是至关重要的。这些要求不仅确保了合金的基本性能，还为耐磨零件的选择和应用提供了有力保障。通过深入了解这些基本化学成分和力学性能要求，用户能够更加准确地找到符合特定需求的耐磨零件用硬质合金牌号。

常用硬质合金牌号、性能及推荐用途
在金属切削领域，常用的硬质合金牌号包括YG类，其性能特点及推荐用途如下：

YG类硬质合金，以其优异的耐磨性和抗冲击性而闻名，常用于制造切削刀具，特别是在加工硬质材料时表现出色。其高硬度和高强度，使得切削过程更加高效、顺畅。此外，YG类硬质合金还具有较好的热稳定性和化学稳定性，能够在高温、高速的切削环境下保持优良的性能。因此，它在金属切削领域占据着不可或缺的地位。

金属切削中的另一类常用硬质合金——YT类
在金属切削的广阔领域中，除了YG类硬质合金，还有另一类重要的硬质合金牌号——YT类。这类硬质合金以其独特的性能和广泛的应用而受到青睐。它们在加工某些特定材料时，如铸铁、有色金属等，展现出卓越的切削性能。YT类硬质合金的耐磨性和抗冲击性也相当出色，使得切削过程更加高效、稳定。同时，它们还具备良好的热硬性和化学稳定性，能够在高温、高速的切削环境中长时间保持优良的切削性能。因此，在金属切削领域，YT类硬质合金也占据着一席之地。

金属切削中的非涂层硬质合金牌号
在金属切削的世界里，除了涂层硬质合金，还有一类非涂层牌号同样发挥着重要作用。这类硬质合金，虽然未经过涂层处理，却依然在加工过程中展现出优异的性能。它们适用于多种材料的切削，如铸铁、有色金属等，且在高温、高速的切削环境下也能保持稳定的切削性能。同时，这些非涂层硬质合金还具备较高的耐磨性和抗冲击性，使得切削过程更加高效、可靠。因此，在金属切削领域，它们同样有着不可或缺的地位。

地质矿山工具用硬质合金牌号、性能及推荐用途
在地质矿山领域，硬质合金工具发挥着至关重要的作用。这些工具不仅需要具备优异的耐磨性和抗冲击性，还需在高温、高压环境下保持稳定的性能。为此，专门针对地质矿山应用场景的硬质合金牌号应运而生，它们经过特殊设计和制造，以满足这一领域的严苛需求。这些牌号不仅性能卓越，而且有着明确的应用方向，是地质矿山工具中的关键组成部分。

模具与耐磨零件用硬质合金牌号、性能及推荐用途
在模具制造和耐磨零件领域，硬质合金同样展现出其不可或缺的价值。这些应用场景对材料的耐磨性和抗冲击性有着极高的要求，而硬质合金凭借其出色的性能，成为了这些领域的理想选择。针对模具和耐磨零件的特殊需求，专门研发的硬质合金牌号应运而生，它们经过精心设计和制造，以满足这些领域的严苛挑战。这些牌号不仅性能稳定，而且具有广泛的应用范围，是模具和耐磨零件制造中不可或缺的关键材料。

7.国内外硬质合金牌号对照表

在模具与耐磨零件的制造过程中，硬质合金的选择至关重要。为了更好地满足不同地区和行业的特殊需求，国内外均制定了相应的硬质合金牌号标准。这些牌号不仅代表着不同的性能特点，更在应用领域有着各自的优势。通过对照国内外硬质合金牌号，我们可以更清晰地了解各牌号的性能差异和应用范围，从而为模具与耐磨零件的制造提供更有针对性的材料选择。

8.3. 性能与测定

硬质合金的密度范围大致在10.0至16.0克/立方厘米之间，这一指标常被用于判断硬质合金的化学成分或牌号是否准确。同一牌号但不同批次的硬质合金，其密度波动通常不应超过0.08克/立方厘米。若合金中出现脱碳相，其密度可能会略有增加，甚至超过理论值。

密度测定方面，最常用的方法是浸蜡排水称重法。此外，硬质合金的矫顽力也是一个重要的性能指标，它反映了磁壁移动的阻抗量，从而有助于评价合金的组织状况。矫顽力随钴含量的减少而增大，而当钴含量一定时，碳化物晶粒越细、钴相分散程度越高，矫顽力也会相应增大。若合金中出现非磁性相，则矫顽力会进一步升高。矫顽力的测定则主要采用磁强计进行。

硬质合金的硬度是其抵抗局部塑性变形能力的重要体现，常用的硬度测定方法包括洛氏硬度或维氏硬度测量法，其单位分别为HRA和HV。硬质合金各牌号的硬度值差异不大，通常在HRA85至93的范围内，且随钴含量的增加而呈现降低趋势。在测定硬质合金的硬度时，必须使用专门的洛氏硬度试验机，并注意金刚石压头的损坏问题，以确保测试值的准确性。若测试值误差较大，可以采用比较测试法进行校准。

另一方面，硬质合金的抗弯强度也是其性能的重要指标之一。常温下，硬质合金的抗弯强度范围在75至250千克力/毫米²之间。抗弯强度通常随含钴量的增加而提高，但在含钴量一定时，碳化钛含量的增加可能会引起抗弯强度的下降。此外，钨钴合金的抗弯强度通常高于钨钛钴合金。在弯曲试验中，硬质合金表现出明显的脆性，最大弯曲应力容易测定，且弯曲试样易于制备。但需要注意的是，抗弯强度受试样几何形状、表面状态及试验设备的影响较大，因此不能仅凭TRS值来选择牌号。

最后，抗压强度也是硬质合金性能的一个重要方面。然而，关于抗压强度的具体测定方法和标准差异较大，因此在实际应用中需要根据具体情况来选择合适的测定方法和标准。
硬质合金的抗压强度范围为340至560千克力/毫米²。在含钴量为5%时，钨钴合金展现出最大的抗压强度。细晶粒钨钴合金的抗压强度高于粗晶粒合金，而钨钛钴合金则相对较低。此外，钨钛钴合金的抗压强度会随着碳化钛含量的增加而降低。

抗压强度的测定可以在普通材料试验机上进行，试样通常为圆柱形。另一方面，硬质合金的冲击韧性一般低于0.5千克力·米/厘米²，且随着含钴量的增加而提高。粗晶粒钨钴合金的冲击韧性比细晶粒钨钴合金高出20%至30%。

为了评估硬质合金刀片的切削性能，需要测定其高温硬度。硬质合金在500℃以下能保持优异的红硬性，即硬度基本不变。高温硬度的测试可以采用维氏或洛氏测定法。

在金相组织方面，硬质合金的试样制备需要经过粗磨、镶嵌、细磨、抛光和精磨等多个步骤，以确保制面光洁无瑕。低倍组织检验在金相显微镜下进行，主要观察试样中的孔隙、污垢、未压好、分层、裂纹等缺陷。而高倍组织研究则能更深入地检测钴相、WC相、TiC-WC相及其他潜在缺陷，通常需要使用浸蚀剂进行处理。

钴相的检验相对简单，因为钴相在显微镜下具有明亮的金属光泽，容易分辨。而脱碳相的检验则需要进行腐蚀处理，以使其在浸蚀剂中显现出来，从而与钴相进行区分。

9. 行业应用

硬质合金的产业链十分广泛，从上游的钨原矿、钨精矿，到中间冶炼产品如APT、氧化物，再到深加工产品如硬质合金及其制品，每个环节都蕴含着巨大的增值潜力。其中，硬质合金无疑是整个产业链中盈利空间最为可观的环节。

硬质合金的下游产品众多，可归纳为四大类：切削工具、地质矿山工具（即矿用工具）、耐磨用具（涵盖模具、耐磨零件、耐高压高温腔体、结构零件等），以及其他用途。据多方数据综合分析，切削刀具、矿用工具和耐磨用具被视为硬质合金的三大核心应用领域。这三者的应用比例大致相当，各自约占硬质合金应用的1/3至1/4左右，但值得注意的是，这一比例并非一成不变，例如矿用领域会因下游需求的市场波动而出现年度间的比例差异。

切削加工领域
在切削加工中，硬质合金主要被用作刀具材料，涵盖车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等多种类型。这些刀具广泛应用于铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材以及普通钢材的切削，同时也能应对耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工材料的切削需求。切削加工主要依赖于机床来实现，而硬质合金在切削工具中的应用占比也相当可观，大约占到硬质合金总产量的三分之一。其中，焊接刀具使用硬质合金的比例高达78%，而可转位刀具则约占22%。

硬质合金切削工具在制造业中发挥着至关重要的作用，凭借其出色的性能，如高强度、高韧性、高硬度，以及良好的热稳定性和热硬性，它们在高速切削领域得到了广泛应用。这些工具不仅应用于传统行业如机械、汽车、船舶、铁路、模具、纺织等，还拓展到高端及新兴领域如航空航天、信息产业等。据统计，通用机械和汽车制造是硬质合金刀具在金属切削方面的主要应用领域，约各占市场份额的三分之一，而航空航天领域的需求也占据一席之地。

此外，汽车制造业作为硬质合金的一个重要消费市场，对硬质合金的需求也日益旺盛。在汽车制造业中，工具模具是不可或缺的工装之一，而硬质合金工具模具则成为其核心组成部件。同时，机械加工解决方案作为硬质合金产业链的关键产品，也广泛服务于数控机床、航空航天、机械模具加工、船舶、海洋工程装备等制造加工领域。

值得一提的是，高端硬质合金刀具作为应用最为广泛的工业牙齿，能够有效提高制造业的加工效率，降低加工成本，成为支持先进制造加工技术发展的不可或缺的关键工具。特别是在新一代信息产业中，PCB（印刷电路板）作为信息产业的基础性硬件，其加工过程中常用的PCB钻头便是由硬质合金棒材精制而成。近年来，随着全球PCB产业向亚洲尤其是中国大陆的转移，中国大陆已成为电子产品和PCB生产的重要基地，这也进一步推动了硬质合金在切削加工领域的应用与发展。
地矿工具领域是硬质合金的重要应用之一。在煤炭石油、金属矿产以及基础设施建设等领域，硬质合金都发挥着至关重要的作用。具体而言，硬质合金被广泛应用于凿岩、采掘以及钻探等作业中，其产品形态包括冲击凿岩用钎头、地质勘探用钻头等。此外，在能源开采方面，硬质合金同样扮演着不可或缺的角色，特别是在石油、天然气和煤炭等矿产资源的开发过程中，硬质合金牙轮钻、钢体PDC钻和合金胎体PDC钻等工具都发挥着关键作用。
此外，在矿产资源开发中，工程凿岩是不可或缺的一环，而硬质合金钻头则是这一环节中的核心工具。同时，硬质合金在基础设施建设及维护方面也发挥着重要作用，例如硬质合金盾构刀具和硬质合金刨铣工具等产品的应用。

耐磨用具领域同样是硬质合金的重要应用领域之一。耐磨硬质合金被广泛应用于各种机械结构制品中，包括模具、耐高压高温腔体、结构零件以及耐磨零件等。这些产品不仅种类繁多，而且应用广泛，从模具生产到基础设施建设，都离不开硬质合金的支持。

模具工业作为国民经济基础工业的重要组成部分，其生产技术水平直接决定着所制造产品的质量、效益以及新产品的开发能力。在模具材料方面，虽然模具钢仍占据一定地位，但硬质合金以其出色的性能逐渐成为主流选择。特别是在耐磨性和耐高温方面，硬质合金模具表现出远超合金钢模具的优越性。

最后，值得一提的是，耐高压高温用腔体在硬质合金的应用中占据着重要地位。其中，最典型的应用莫过于生产合成金刚石所需的钉锤、压缸等制品。这些制品不仅技术含量高，而且对硬质合金的性能有着严格的要求。
在耐磨零件领域，硬质合金凭借其出色的耐磨性和高硬度，成为制造耐高温、摩擦和腐蚀的理想选择。无论是小型圆珠笔尖，还是大型冲压床、拉丝模以及钢铁工业中的轧机，其耐磨零件均可采用硬质合金进行制造。一个典型的例子是，在泵、压缩机和搅拌器中，硬质合金密封圈被广泛用作机械密封件。此外，机械密封件的原材料还包括碳石墨、聚四氟乙烯、通用合成橡胶和陶瓷等。
全球硬质合金行业已进入成熟阶段，市场竞争日趋激烈，市场趋于饱和。除中国外，美国、瑞典、德国、俄罗斯、日本、英国、法国等国也是硬质合金的主要生产国。近年来，全球硬质合金产量保持稳定增长，其增速与宏观经济紧密相关。据估算，2015年全球硬质合金行业钨消费量超过5万吨，硬质合金产量约为7万吨，同比增长2%。株洲市官方数据显示，2017年株洲硬质合金产量达1.2万吨，占全球产量的14.5%，据此推算，2017年全球硬质合金产量约为8.28万吨。同时，中国有色金属行业协会的数据显示，中国是全球硬质合金产量最大的国家，产量约占全球的38%，而欧洲则约占26%。

目前，全球有600至700家硬质合金生产厂商（不包含中国规模以下的中小型企业）。其中，国际知名的硬质合金生产商包括瑞典的山特维克集团、美国的肯纳金属公司、以色列的伊斯卡公司、卢森堡的森拉天时、日本的三菱综合材料株式会社以及日本的东芝泰珂洛株式会社等。
中国钨资源主要分布在湖南和江西两地，由于硬质合金产业受原料影响，因此地域集中现象显著。实际上，中国钨资源遍布23个省份，但其中江西、湖南、广东、云南、广西、内蒙古和福建七省是主要产地，它们的钨矿区总面积占据了全国的80%。从储量角度看，湖南和江西两省的钨资源最为丰富，分别占据了32%和18%，两者合计达到了全国储量的一半。硬质合金行业作为典型的原材料导向型产业，其地域分布与钨矿资源紧密相关，主要集中在湖南、江西以及河南等钨矿资源丰富的地区。特别值得一提的是，湖南的株洲市，作为中国硬质合金产业的重要基地，汇聚了120多家硬质合金生产企业，其中规模企业61家。在2017年，该市硬质合金年产量达到1.2万吨，占全国产量的37%和全球产量的14.5%。此外，该市的数控刀片产能也相当可观，达到了1.2亿片，占据了全国生产量的70%。