硬質(zhì)合金目前一個(gè)重要的發(fā)展方向?yàn)槌?xì)硬質(zhì)合金。超細(xì)硬質(zhì)合金WC晶粒的長(zhǎng)大導(dǎo)致合金強(qiáng)度的下降，而單個(gè)粗大的WC晶粒常常是合金裂紋產(chǎn)生的重要因素，在超細(xì)硬質(zhì)合金中加入適當(dāng)?shù)木ЯｉL(zhǎng)大抑制劑通常會(huì)起到良好的效果。現(xiàn)在常用的晶粒長(zhǎng)大抑制劑如VC、Cr3C2、(Ta，Nb)C等，這些添加劑的加入很大程度上抑制了WC晶粒的長(zhǎng)大，促使合金性能得到提高。在加VC的合金中，WC晶粒更細(xì)，合金的硬度更高。在超細(xì)硬質(zhì)合金的制備中，V8C7，是最有效的晶粒長(zhǎng)大抑制劑，據(jù)報(bào)道，添加V8C7可使硬質(zhì)合金使用壽命提高20%。加Cr3Cz時(shí)，合金中黏結(jié)相的相對(duì)含量增加，合金中黏結(jié)相的平均自由程增加，此時(shí)，合金有更高的斷裂韌性。Crsc2對(duì)硬質(zhì)合金抗彎強(qiáng)度提高最為有效，當(dāng)添加量為0.7%時(shí)其抗彎
強(qiáng)度最高可達(dá)3.9GPa±0.2GPa。而且含Cr3c2的合金在空氣中的抗氧化性明顯強(qiáng)于添加其他晶粒生長(zhǎng)抑制劑的合金。(Ta，Nb)C對(duì)合金的硬度、抗彎強(qiáng)度、耐磨性等性能沒(méi)有明顯的影響，但可以提高合金的高溫性能。日本學(xué)者Tamotsu Fukatsu在0.2μm的超細(xì)WC粉同時(shí)加入VC和Cr3C2進(jìn)行試驗(yàn)，制備出不同VC、Cr3C2含量的WC-VC-Cr3C2-Co超細(xì)硬質(zhì)合金，合金的性能與VC、Cr3C2的相對(duì)含量密切相關(guān)，見(jiàn)圖6-34所示。

      由于各種添加劑對(duì)合金性能的影響效果不同，通?？紤]同時(shí)添加兩種或多種抑制劑，一般來(lái)說(shuō)，需要優(yōu)良的綜合性能的合金，可添加VC+Cr3C2兩種抑制劑。日本東芝公司研究的WC+0.6%Cr3C2+0.3%VC+15%Co合金，抗彎強(qiáng)度達(dá)到5.0GPa；如果對(duì)合金的抗壓強(qiáng)度、斷裂韌性、抗蠕變性、抗氧化性和耐腐蝕性等性能有一定要求，添加(Ta，Nb)C或Cr3C2的超細(xì)硬質(zhì)合金應(yīng)會(huì)產(chǎn)生最好的效果。此外，各種添加劑的相對(duì)含量對(duì)合金性能也有強(qiáng)烈的影響。

      晶粒長(zhǎng)大抑制劑添加量一般為黏結(jié)相的3%～5%左右，添加量太大，孔隙度增加，而且可能出現(xiàn)粗大第二相，使合金脆性增加，抗彎強(qiáng)度下降。但也會(huì)對(duì)合金的其他性能帶來(lái)影響。如添加VC后，合金中晶粒分布變得均勻，晶粒較細(xì)，隨著添加量的增加，WC晶粒逐漸變細(xì)，孔隙度增加，晶粒長(zhǎng)大抑制劑的加入阻礙了黏結(jié)相的流動(dòng)，從而使孔隙填充較為困難。正常燒結(jié)時(shí)，合金的抗彎強(qiáng)度隨VC的添加量的增加而降低，因?yàn)镃o含量越低，VC添加量越大，WC晶粒粗化程度越小，燒結(jié)時(shí)液相流動(dòng)就越難發(fā)生，增加了合金中殘留孔隙存在的可能性。而在熱等靜壓的情況下，當(dāng)VC添加量小于3%時(shí)，合金抗彎強(qiáng)度隨VC含量的增加顯著提高，若繼續(xù)增加VC的含量，抗彎強(qiáng)度則下降。這是由于熱等靜壓工藝有利于粘結(jié)相的流動(dòng)，使合金的殘留孔隙減少。但是，當(dāng)VC含量過(guò)高時(shí)，在合金晶界處將析出粗大的(W，V)C相，對(duì)合金的抗彎強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。VC和Cr3C2添加量相同時(shí)，添加VC的合金比加Cr3C2的合金有更高的硬度，但抗彎強(qiáng)度則要低些。

      超細(xì)晶粒的WC硬質(zhì)合金主要用于制作印刷電路板用微型鉆頭、點(diǎn)陣打印針、整體孔加工刀具、木工工具、精密模具、牙鉆和難加工材料刀具等，其主要應(yīng)用可以概括為以下幾個(gè)方面。

      (1)金屬加工
      亞微細(xì)硬質(zhì)合金的開(kāi)發(fā)解決了高溫合金等難加工材料的切削加工需要，而超硬質(zhì)合金在強(qiáng)度和韌性方面明顯優(yōu)于亞微細(xì)硬質(zhì)合金。因而更適合高溫合金、鈦合金、不銹鋼、各種噴涂(焊)材料、淬火鋼、冷鑄鋼的加工，超細(xì)硬質(zhì)合金突破了普通硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度遠(yuǎn)比高速鋼低的這個(gè)局限，其應(yīng)用已延伸到高速鋼占統(tǒng)治地位的領(lǐng)域。

      (2)電子工業(yè)
      電子工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是向小型化、集成化、精密化發(fā)展，印刷電路板是玻璃纖維增強(qiáng)塑料，這就要求微型鉆頭要有很高的硬度和耐磨性，而鉆頭直徑很小(一般0.2～0.3mm，甚至0.05mm)，易折斷，要求鉆頭有高強(qiáng)度和高韌性；鉆孔需要準(zhǔn)確的孔位精度，又要求鉆頭有高的剛度，這些要求相互矛盾，致使普通硬質(zhì)合金以及亞微細(xì)晶粒硬質(zhì)合金鉆頭難于達(dá)到要求，只有用晶粒度小于0.5urn的超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金才能滿足要求。

      超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金具有優(yōu)異的抗破損性、抗崩刃性和耐磨性，因此，用于印刷線路板孔加工PCB鉆頭直徑雖然非常細(xì)小，但其加工可靠性仍然很高，即使同時(shí)加工的工件層數(shù)(印刷線路板重疊層數(shù))較多，所加工的孔也不易產(chǎn)生彎曲和出現(xiàn)偏斜，可獲得極高的孔位置精度。另外，印刷線路板孔加工中極易產(chǎn)生的油污斑、不平度、掉邊等缺陷也可大幅度減少。

      (3)醫(yī)學(xué)應(yīng)用
      醫(yī)用牙鉆是精細(xì)儀器，其切口必須鋒利，而且要求具有很高的耐磨性和韌性，細(xì)晶粒WC硬質(zhì)合金以其高強(qiáng)度、高韌性和耐磨性在這一領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

      (4)其他應(yīng)用
      超細(xì)晶粒WC硬質(zhì)合金由于其晶粒細(xì)小，作刀具可以磨出精度極高、極鋒利的切削刀具和刀尖圓弧半徑；因其高強(qiáng)度，可以制作大前角、小進(jìn)給量和小吃刀量的精細(xì)刀具，如小直徑立銑刀、小鉸刀等；因其高彈性模量、抗摩擦磨損性能，以制作高精度模具、沖頭等，另外，還可以用來(lái)制作高耐磨，耐沖蝕的工具，如高壓噴嘴、閥門、高壓槍、玻璃刀、紡織品切刀以及磁帶、錄像帶切刀等。