硬質(zhì)合金作為一種工具材料,由于其具有高硬度、高強(qiáng)度、高彈性模量、耐磨損和耐腐蝕等性能,已廣泛應(yīng)用于各種切削工具、礦用工具和耐磨耐蝕零部件。為適應(yīng)各種服役條件,提高使用效率,針對傳統(tǒng)硬質(zhì)合金存在硬度高而韌性低的矛盾,人們開發(fā)了諸如梯度硬質(zhì)合金、超細(xì)硬質(zhì)合金材料。近年來,隨著功能梯度材料概念的提出,功能梯度硬質(zhì)合金正在發(fā)展成為當(dāng)前硬質(zhì)合金領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容之一。為了提高硬質(zhì)合金切削工具的切削性能和使用壽命,可在合金的表面涂上薄層高硬度耐磨材料。由于不同材料的熱膨脹系數(shù)不同,涂層材料在冷卻過程中可能因熱應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。由于涂層材料的脆性通常裂紋更容易在涂層表面產(chǎn)生并向基體中擴(kuò)展。為了盡可能防止由于裂紋擴(kuò)展而導(dǎo)致的材料失效,并有利于獲得高性能的硬質(zhì)合金切削工具材料,可對基體進(jìn)行梯度處理,使在基體表面區(qū)域形成缺立方相碳化物和碳氮化物的韌性區(qū)域,此區(qū)域的粘結(jié)劑含量高于基體的名義粘結(jié)劑含量。當(dāng)涂層中形成的裂紋擴(kuò)展到該區(qū)域時(shí),由于其良好的韌性,可以吸收裂紋擴(kuò)展的能量,因而能有效地阻止裂紋向合金內(nèi)部擴(kuò)展,提高硬質(zhì)合金切削工具的使用性能。
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