硬質(zhì)合金是由硬度和熔點很高的硬質(zhì)相碳化物和粘結(jié)相金屬通過粉末冶金工藝制成的。硬質(zhì)合金刀具中常用的碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等，常用的粘結(jié)劑是Co、Mo、Ni等。隨著硬質(zhì)合金燒結(jié)工藝的改進，傳統(tǒng)WC硬質(zhì)合金性能的提高，以及鈦基硬質(zhì)合金、細顆料和超細顆粒硬質(zhì)合金、梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金以及新型涂層技術(shù)硬質(zhì)合金表面應用的發(fā)展，硬質(zhì)合金刀具的應用近年來獲得了進一步的大發(fā)展，它順應了高速切削的發(fā)展和切削效率不斷提高的趨勢。隨著汽車制造切削加工不斷提高切削效率和向高速高效加工方向發(fā)展，過去曾大量使用的普通的高速鋼刀具已不再能適應這樣的高速高效加工條件，除了一部分過去建造和投入使用的專機自動線，因其切削速度較低，目前還在繼續(xù)使用高速鋼刀具以外，大部分的、特別是新建的生產(chǎn)線都已大量使用硬質(zhì)合金刀具，現(xiàn)在在汽車制造切削加工中硬質(zhì)合金刀具的應用已占了主導地位。

     過去為提高硬質(zhì)合金的韌性，通常是增加鈷的含量，但帶來了硬度的降低，而現(xiàn)在此硬度降低可通過細化硬質(zhì)合金顆粒得到補償。細顆料(1～0.5μm)硬質(zhì)合金具有硬度高、韌性好等優(yōu)點，其抗彎強度可提高到4.3GPa，已達到普通高速鋼的抗彎強度，即使在斷續(xù)切削的加工條件下切削刃也不易崩刃或破損，另外細顆料硬質(zhì)合金刀具的刃口可磨得很鋒利，可用于高速精密切削粘而韌的工件材料。

     以TiC或Ti(C，N)為主要成分(占60%～80%以上)，Ni—Mo或Ni—Co—Mo作結(jié)合劑的硬質(zhì)合金，即金屬陶瓷，在汽車零部件的切削加工中也得到了很多應用。這類合金不含或少含WC，與WC基硬質(zhì)合金相比，它的密度小，硬度較高，對鋼的摩擦系數(shù)較小，切削時抗粘結(jié)和抗擴散磨損的能力較強，具有很高的耐磨性。金屬陶瓷除可用于車刀、銑外，還可用于鉆頭、鉸刀及齒輪滾刀等復雜刀具。

     盡管硬質(zhì)合金刀具具有很多優(yōu)點，但是它還是受到了系統(tǒng)的很多限制，有其應用和效益發(fā)揮的最佳條件。其刀具價格相對于高速鋼刀具還是較貴的；在刀具制造上，用其制造一些復雜刀具難度也較大，成本也更高；硬質(zhì)合金刀具的韌性還有待進一步提高。

     硬質(zhì)合金刀具的合適應用和高的效益的取得需從切削速度、刀具費用、刀具類型等多方面進行分析和考慮。

     對于非常高的切削速度，如以1000m/min以上的切削速度切削鑄鐵材質(zhì)工件，目前水平的硬質(zhì)合金刀具一般都還不太適合，在這樣高的切削速度條件下工作，硬質(zhì)合金刀具會很快磨損，刀具壽命會異常短，對于汽車零部件切削加工的大量生產(chǎn)來說，是無法維持正常生產(chǎn)的，此時就只能選擇CBN刀具。如以這樣高的切削速度切削加工鋁合金零件，硬質(zhì)合金刀具由于極易產(chǎn)生積屑瘤，也無法勝任，較好的方案是采用PCD刀具。


     對于齒輪滾刀和拉刀等復雜刀具，由于用硬質(zhì)合金材料制造較困難，所以目前在很多情況下還是不得不采用高速鋼刀具，但近年來發(fā)展很快的粉末冶金高速鋼其性能有了很大的改善。粉末冶金高速鋼無碳化物偏析，顆料細小均勻，為2～3μm，經(jīng)熱處理后的硬度可達67～70HRC，硬度較高，抗彎強度好，可達2.73～3.34GPa，高的甚至可達4.4～5.4GPa，紅硬性相對高，在600℃時的高溫硬度比熔煉高速鋼高，同時還可在其表面覆以各種涂層，刀具壽命比普通高速鋼大為提高。由于汽車制造切削加工已大量采用高速切削，普通的高速鋼刀具又不能適應這樣的高速切削加工條件，從切削加工系統(tǒng)的整體考慮，在一些工況條件下，采用粉末冶金高速鋼是一種不錯的選擇。

     對于降低刀具直接費用要求比較高的場合，在滿足切削加工要求的條件下，為降低刀具成本，可試驗用粉末冶金高速鋼代替硬質(zhì)合金刀具，有時能夠獲得成功。汽車零部件的切削加工中不少鉆頭、絲錐等刀具已使用了粉末冶金高速鋼。

     重要的是需要根據(jù)切削加工系統(tǒng)的總體情況進行統(tǒng)籌考慮和安排。圖4—6是硬質(zhì)合金刀具在應用中所處位置的示意圖，表4—4是硬質(zhì)合金刀具與其他幾類常用刀具材料的比較。