梯度硬质合金刀具

梯度结构硬质合金是成分或组织呈梯度分布的硬质合金。梯度结构硬质合金通过成分或组织梯度结构而实现合金良好的性能，例如可同时赋予合金高硬度和高韧性。从而解决传统硬质合金硬度与韧性的矛盾。梯度合金制成的工具其综合使用性能明显高于传统合金的使用性能。

为了尽可能的防止由于裂纹的产生和扩展而导致的材料失效，以获得高性能的硬质合金刀具，通常在涂层之前，对合金基体进行梯度烧结，经梯度烧结后的涂层基体在其表面区域形成缺立方相碳化物和碳氮化物的韧性区域，相应的粘结剂的含量高于涂层基体名义粘结剂的含量，当涂层中形成的裂纹扩散到该区域时，由于其良好的塑性和韧性，可以吸收裂纹扩展时的能量，因此能够有效的阻止裂纹向合金内部的扩展，提高硬质合金切削工具的使用性能。在硬质合金刀具基体和涂层成分相同的情况下，梯度硬质合金刀具的切削性能比无梯度结构涂层硬质合金刀具的切削性能优良。

WC-Co梯度硬质合金刀具的制备工艺主要为：先配制低于正常含碳量的WC-Co合金混合料，并压制成坯，再在一定温度下烧结，得到含n相的硬质合金(是指W-C-Co系中的缺碳相，诸如Co3W3C2、Co2W4C、Co6W6C等)。随后进行渗碳处理，得到梯度结构的硬质合金，并进一步制备成梯度硬质合金刀具。

梯度材料的发展已突破耐高温材料的领域，向能源、化工、光学、电学、生物医学和机械工程领域发展。同时，梯度硬质合金刀具在金属切削工具、木材切削工具、石油矿山钻具、复合材料加工工具等方面有着重要的应用。