硬質(zhì)合金球以高硬度、高抗壓強(qiáng)度、中等抗彎強(qiáng)度、低沖擊韌性及優(yōu)異的耐磨性與抗腐蝕性為特征，其力學(xué)性能綜合表現(xiàn)使其成為高負(fù)荷、惡劣工況下的理想材料。
1. 硬度：超高硬度，耐磨性卓越
數(shù)值范圍：硬質(zhì)合金球的硬度通常≥90.5 HRA（洛氏硬度A標(biāo)尺），部分產(chǎn)品可達(dá)HRC 80-90（維氏硬度約1800-2200 HV），遠(yuǎn)超高速鋼（HRA 82-87）和工具鋼（HRC 60-65）。
性能表現(xiàn)：高硬度使其在高速切削、磨削、沖壓等加工中保持刃口鋒利，減少磨損。例如，硬質(zhì)合金球的耐磨性是傳統(tǒng)鋼珠的數(shù)十至上百倍，可長(zhǎng)期承受高負(fù)荷摩擦而不失效。
應(yīng)用場(chǎng)景：適用于加工硬質(zhì)材料（如淬火鋼、不銹鋼、鈦合金）或粘性材料（如鋁合金、銅合金），減少粘刀現(xiàn)象，提高加工精度。
2. 抗壓強(qiáng)度：極高，耐沖擊載荷
數(shù)值范圍：硬質(zhì)合金球的抗壓強(qiáng)度可達(dá)3500-5600 MPa，熱等靜壓產(chǎn)品甚至超過(guò)6000 MPa，是淬火合金工具鋼（24-26 MPa）的200倍以上。
性能表現(xiàn)：高抗壓強(qiáng)度使其能承受極端壓力而不破裂，例如在高壓沖壓、深孔鉆削或重載滾動(dòng)軸承中，硬質(zhì)合金球可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
影響因素：鈷含量對(duì)抗壓強(qiáng)度影響顯著。鈷含量5%時(shí)，抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值；細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度高于粗晶粒產(chǎn)品。
3. 抗彎強(qiáng)度：中等，受成分與工藝調(diào)控
數(shù)值范圍：常見(jiàn)鎢鈷類(lèi)（YG類(lèi)）硬質(zhì)合金球的抗彎強(qiáng)度為1200-2500 N/mm2，鎢鈦鈷類(lèi)（YT類(lèi)）為1150-1430 N/mm2，鎢鈦鉭鈷類(lèi)（YW類(lèi)）為1200-1350 N/mm2。
性能表現(xiàn)：抗彎強(qiáng)度反映材料抵抗彎曲斷裂的能力。例如，YG20硬質(zhì)合金球的抗彎強(qiáng)度可達(dá)2500 N/mm2，適用于需要一定韌性的場(chǎng)合（如拉絲模、軋輥）。
影響因素：
鈷含量：鈷含量越高，抗彎強(qiáng)度越高（如YG8N的抗彎強(qiáng)度比YG8高25%）。
晶粒尺寸：粗晶硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度高于中晶粒產(chǎn)品，但細(xì)晶粒產(chǎn)品韌性更好。
缺陷控制：孔隙、裂紋等缺陷會(huì)顯著降低抗彎強(qiáng)度，因此燒結(jié)工藝需嚴(yán)格控制。
4. 沖擊韌性：較低，但可通過(guò)成分優(yōu)化
數(shù)值范圍：硬質(zhì)合金球的沖擊韌性約為退火鋼的1/9（常溫），高溫時(shí)更低（僅為鋼的幾百分之一）。
性能表現(xiàn)：低沖擊韌性導(dǎo)致硬質(zhì)合金球在受到?jīng)_擊載荷時(shí)易脆斷，因此需避免在振動(dòng)劇烈或沖擊頻繁的場(chǎng)合單獨(dú)使用。
優(yōu)化方向：
增加鈷含量：鈷含量提高可提升沖擊韌性（如YG20的韌性?xún)?yōu)于YG6）。
添加韌性相：少量添加TaC、NbC等可細(xì)化晶粒，提高韌性。
梯度結(jié)構(gòu)：通過(guò)表面高鈷、芯部低鈷的設(shè)計(jì)，改善抗崩性。
5. 耐磨性與抗腐蝕性：綜合優(yōu)勢(shì)顯著
耐磨性：硬質(zhì)合金球的耐磨性源于高硬度和化學(xué)穩(wěn)定性。例如，在加工鋁合金時(shí)，其壽命是高速鋼球的10倍以上。
抗腐蝕性：對(duì)酸、堿等化學(xué)物質(zhì)具有一定耐腐蝕性，含鎳硬質(zhì)合金在腐蝕性環(huán)境中表現(xiàn)更優(yōu)。但需注意，WC在>600℃時(shí)易氧化，需通過(guò)涂層（如TiAlN）保護(hù)。
6. 熱膨脹系數(shù)與密度：物理性能穩(wěn)定
熱膨脹系數(shù)：4-7×10??/℃，較低的熱膨脹率使其在溫度變化時(shí)尺寸穩(wěn)定性好，適用于精密加工。
密度：約14.85-15.5 g/cm3，高密度賦予其良好的導(dǎo)熱性和抗振動(dòng)性能。
