钢结硬质合金
钢结硬质合金简称钢结合金，它以碳化钨或碳化钛为硬质相，以钢为粘结相（其体积分数一般在50％以上），针对不同的使用要求，可选用不同的钢种为基体，包括铬钼工具钢、高速钢、不锈钢和高锰钢。
钢结硬质合金硬度和耐磨性与某些硬质合金牌号相近，又具有工具钢的可机械加工、热处理、锻造和焊接等特点，是介于硬质合金与工具钢之间的工具材料，适用于工具钢由于耐磨性不够，而硬质合金由于韧性不够和难加工成型而受到限制的场合。
钢结硬质合金（简称DT合金）在保持高硬度和耐磨性的基础上，较大幅度地提高了强度和韧性，而且在激冷激热交变冲击下具有很好的抗热裂性，综合性能好，适于较大冲击负荷条件下使用
DT合金应用广泛，在各类冷作磨具、温作磨具、剪切工具及各种耐磨零件方面均得大成功应用，显示出很高使用寿命和显著的经济效益。根据多年的应用结果，可概括为：使用寿命比合金工具钢提高十几倍到几十倍；材料消耗率为合金工具钢的1／80-1／90；工模具成本比合金工具钢减少70％-90％。
钢结硬质合金是介于硬质合金与合金工具钢之间的一种新型模具材料。它既具有硬质合金的特点，同时也具有普通工具钢的某些特点，概括起来如下特点：
（1）钢结硬质合金是以碳化物为硬质相，因此它像一般硬质合金一样，具有比工具钢更高的硬度、耐磨性和较好的刚性，同时，又由于存在着钢基体，使此种材料比一般硬质合金有着更高的强度和韧性。
（2）材料经退火软化后，可承受各种切削加工，以制作形状比较复杂的模具零件。
（3）钢结硬质合金可进行热处理，经一定工艺淬火、回火处理以后，使材料获得较好的机械性能，并且淬火变形极小。
（4）可以承担一定的形变加工，具有一定的可锻性及一定的冷塑性变形能力。
应用领域举例：模具：冷镦、引伸、落料、冲裁、拉拔、弯曲、冲孔、挤压、铆装、粉末件成形及整形模。
刀具：铣刀、切料、剪切、镗杆、其中滚剪刀、横剪刀、V型冲模的使用寿命比合金钢刀具提高几十倍。使用这种刀具剪切硅钢片，具有毛刺小、质量高、稳定性好、辅助工时少等许多优点。
碳化钨基钢结硬质合金还被大量用于制造圆形、直形的薄片刀具,以切割铝箔、不锈钢箔、塑料、电路板、纸制品和化纤材料等。
钢结硬质合金具有与碳素钢相似的可锻性，经锻打后其组织和性能有如下改善：
（1）通过锻造可使烧结态原材的孔隙度由0.5%减小到0.l%，从而明显地提高了其强度并改善韧性。
（2）经锻造后可使碳化钨合金久烧产品的密度由（9.85-10.03）g／cm3而达到合格的密度≥10.2g／cm3。
（3）钢结合金锻造后，碳化物(指硬质相)均匀度提高，使复杂碳化物(指大颗粒状白色的[Fe·W]6C)与硬质相的桥接被打碎而呈颗粒状的碳化物。烧结态的钢结合金中，大块状复杂碳化物数量虽少，但它破坏了硬质相的均匀分布，形成脆性区，成为裂纹的策源地，因而降低合金的强度，易造成模具工作面崩块。因此，在钢结合金中，避免大块复杂碳化物的产生或通过锻造使之击碎对提高模具的耐磨性和韧性有极大好处。
（4）目前，由于受粉末冶金设备和工艺的限制，只能生产一些形状简单的钢结硬质合金坯料，因而可通过锻打成形来改变坯料尺寸，减少坯料加工量，提高合金材料的利用率。
（5）钢结硬度合金经改锻退火后可改善原材料表面硬度较中心处偏高的1～3毫米厚的硬壳后，且可使硬度下降HRC2-5，便于机械加工。
综上所述，钢结硬度合金通过锻造可改形，改善组织，提高密度、强度及韧性，效果是显著的。
1、原生产中存在的问题
生产中，模具使用一段时间后，制件表面就会出现明显的擦伤痕迹，严重影响了外观质量。观察发现：第一道拉深工序结束后，半成品外表面已有少量划痕，二次拉深后擦伤、划痕明显增多，而且凹模工作表面磨损严重，还常常粘附着制件材料。修模后也只能拉深几千个壳体。为解决这一问题，工厂曾尝试提高模具制造精度，降低表面粗糙度值，甚至抛光、镀铬，但仍不能从根本上解决产品表面拉伤、模具寿命短的问题
2、工艺分析
通过分析可知：原模具结构、模具工作部分结构参数以及拉深过程中的润滑方式基本合理，制件产生擦伤、划痕主要与模具与被加工坯料表面之间摩擦面的接触状况有关。
一方面，拉深过程中坯料与模具表面接触时会产生很大的压力，此时，若干摩擦与边界润滑区得不到润滑剂的补充，就会使该处的摩擦状态急剧恶化另一方面，08A1属软材料，若模具硬度低，则会加剧变形热的产生尽管Cr12的热处理硬度已较高，但对本例大批量连续拉深仍显不够。上述原因导致了模具使用一段时间后，摩擦面的温度急剧升高）在高温下，局部金属熔敷产生摩擦粘结，使半成品首先出现擦伤和细微划痕。此时，若没有及时修模，前道工序中产生的擦伤和细微划痕必然会在下一道工序中加剧模具的磨损进而又增加了拉深力、零件侧壁的拉应力和摩擦阻力，使摩擦面温度进一步升高，从而再一次引起金属熔敷，加剧摩擦粘结的产生，导致恶性循环、熔敷愈严重，划痕愈明显。
根据以上分析，同时考虑到钢结硬质合金GT35具有高硬度（淬火硬度可达69-73HRC），高耐磨性、热处理变形小以及良好的机加性等特点，可以满足本例拉深的使用及加工工艺要求，所以我们将凹模材料Cr12改为钢结硬质合金GT35。
3、模具制造中的注意事项
为充分发挥钢结硬质合金GT35的优良特性，得高樟具寿命。
首次拉深时模套要起到压料作用，故选用耐磨性好、热处理硬度较高的Cr12为镶套。二次拉深时，压边部分在合金圈内，故洗用45钢作为镶查材料。
（1）凹模的切削加工钢结硬质合金GT35在良好的退火状态下，硬度一般为39-46HRC。可进行车、铣、刨、鏜、锉、攻螺纹等工作。切削过程中，切削速度不宜过高，进给量不宜过大，背吃刀量不宜过小。实践证明：切削速度过高，进给量过大，背吃刀量过小，则刀刃与工件摩擦大，发热量大，会使刀刃磨损量加大、此外，由于刀刃与工件表面相挤压，加工面发亮并变硬，因而会使继续切削加工更加困难、实际加工中可先试低速，然后逐步提高转速。
切削刀具可以选用YT类硬质合金。刀具的几何角度宜采用前角0或负前角1º-2º，后角6º-7º，刀尖磨成圆弧状（R0.3-0.5mm）。切削时，不用切削液干态切削，以免工件急剧硬化.使切削困难。此外，当表层硬壳层切削困难时，可先用45º偏刀将工件表面切成坡面，然后加大背吃刀量切削较软的部分，使硬壳层随切屑一起剥落。
（2）模套及凹模外表面的磨削加工凹模外套的内孔应加以磨削，表面粗糙度值达到，圆柱度公差应控制在0.015mm以内。钢结硬质合金凹模与模套的结合面也应加以磨削，以保证结合面的紧密。磨削GT35时，磨料硬度要高，在保证加工表面粗糙度的前提下，可选择粒度粗一些的砂轮，以免烧伤工件。砂轮硬度也要适当软一些（可选碳化硅砂轮GC60JV）。磨削时采用乳化液冷却，磨削深度为0.004-0.006mm。
（3）凹模工作部分加工钢结硬质合金凹模机加工后用线切割将内孔切成，留一定的研磨余量。二次拉深模的45斜面用电火花加工成形。
（4）凹模装配模套与凹模采用热压装配，预加应力通过模套内径与合金圈外径的过盈配合获得。模具设计中，应根据装配温度及需要预加应力的大小准确计算模套内径尺寸。模套加热可在热处理箱式电炉中进行。当温度升高到350℃时开始计算时间，保温2h。同时在凹模底部放一磨好的平板与之一起加温，以免出炉后冷却太快，影响装配。
（5）其他注意事项模具导向应平稳可靠。模具上下板的厚度应适当加大，以提高模具的刚性和稳定性，并减小振动。
模具加工完，应使用高硬度的金刚石油石和金刚石研磨膏研磨工作面，以保证表面粗糙度，减小电加工中的变质层，充分发挥钢结硬质合金的高硬度、高耐磨性。
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