不锈钢是一种拥有优异耐腐性的材料,广泛用作食品、化工、医疗等领域的设备零部件。为了提高零件的精度和质量,通常采用硬质合金刀具进行加工。一方面,由于不锈钢的塑韧性高,有明显的加工硬化;另一方面,该材料导热率低,与刀具材料亲和力强,粘刀严重,综合导致刀具磨损严重,缩短刀具使用寿命。为了改善刀具使用寿命,本文通过对比试验,探索了粉末冶金法制备细晶颗粒的WC+10%Co+X（改性添加剂）硬质合金的最佳球磨时间和烧结温度。研究了Cr3C2、TaC、Re、Ru不同组合的添加剂对硬质合金组织和性能的影响。制备了四种不同成分的硬质合金刀具,通过干式切削奥氏体不锈钢试验,获得了刀具的切削性能。研究结论如下:1.对细颗粒WC+10%Co+0.5%Cr3C2+1%TaC+0.5%Ru硬质合金,球磨时间为60 h的混合料中各组分分散均匀性最好,WC晶粒得到细化,横线断裂强度最高。36 h的球磨时间过短,导致混合料中团聚的原料分散不均,添加剂不能有效发挥出抑制晶粒烧结长大的作用,团聚的颗粒形成缺陷,降低合金的横向断裂强度;但72 h球磨时间又过长,会导致合金中的粘接相在冷焊作用下聚集,成为断裂缺陷,降低合金的强度。2.在1390℃烧结温度下保温60 min制备的细颗粒WC+10%Co+0.5%Cr3C2+1%TaC+0.5%Ru硬质合金致密度为99.84%,硬度为91.8 HRA,抗弯强度3354 MPa。随着烧结温度提高到1450℃,合金的致密度提高到99.98%,硬度下降到91.7 HRA,抗弯强度先升后降,在1410℃达到峰值3962 MPa。提高烧结温度使WC晶粒长大,矫顽磁力下降。3.在细颗粒WC+10%Co硬质合金中,引入0.5%Cr3C2+1%TaC添加剂,合金的晶粒度降低,粗大WC数量减少,硬度和抗弯强度增加,但断裂韧性降低。引入0.5%Cr3C2+1%TaC+1%Re或0.5%Cr3C2+1%TaC+0.5%Ru可以使硬质合金在保持高硬度、高强度的同时具有高断裂韧性。含WC+10%Co+0.5%Cr3C2+1%TaC+0.5%Ru合金的硬度91.8 HRA,TRS为3962 MPa,断裂韧性为14.7 MN/m3/2,综合力学性能最好。4.干式切削奥氏体不锈钢试验结果表明:相对于不含添加剂的硬质合金,含Cr3C2、TaC、Re、Ru不同组合添加剂的硬质合金耐磨性更好,刀具前刀面和后刀面的磨损更小。其中,含量为WC+10%Co+0.5%Cr3C2+1%TaC+0.5%Ru的刀具材料耐磨性能最高,相对于不含添加剂的硬质合金刀具,后刀面磨损量减少39%。