在多数情况下硬质合金制品烧结后在表面层产生残余拉应力(起源于热),这种拉应力值可达500~1000mpa。该应力层的深度不大于5~7micro;m,应力渗入深度不超过30~40micro;m。越接近表面,其值越高;钴含量越高,其值越高。因此烧结后的硬质合金抗弯强度值(trs值)和疲劳寿命值很低。但磨削余量常大于0.1mm,因而随后的磨削加工在去除硬质合金表层后完全可以消除烧结合金中的残余拉应力,并形成新的应力状态。由此可见,烧结工艺引起的残余应力对在磨削过程中残余应力的形成没有影响。
在磨削加工过程中,影响刀具表面状态的有两个主要因素:施加的力和局部温度。施加的力对合金表面的作用会引起不可恢复的塑性变形、结构的变化和相变并伴随着单位体积的增大,从而导致形成残余压应力,提高抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、硬度、耐磨性和使用寿命等,亦即发生强化过程;局部温度对合金表面的作用会在表面层中产生不均匀的热塑性变形、结构和相的变化并伴随着单位体积的减小,从而导致形成残余拉应力、降低抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、硬度、耐磨性和使用寿命等,亦即发生弱化过程。因此,硬质合金刀具最终表面层状态是被强化还是被弱化,是残余压应力为主,还是残余拉应力为主,则取决于在磨削过程中对其表面的作用是以力为主还是以温度为主。当磨削过程中磨削接触区的局部瞬时温度达到一定程度(有时可达1000℃以上)占主导因素时,便会形成表面层较浅的压应力分布和近表面层过高的拉应力值,残余拉应力促进裂纹的萌生和扩展,其数值之大,甚至会超过材料的破断强度,而形成细微小裂纹。有时在磨削后不产生裂纹,但在研磨或使用过程中,当其表层被去除后,下层的残余应力失去平衡,才出现裂纹。在金刚石加工时,刀具表面磨削接触区局部瞬时温度的高低将取决于加工方法、金刚石工具特性和磨削制度。