制造硬質合金刀具采用的金剛石磨削處理可以使刀具表面層的物理?機械特性變壞或者改善。決定表面層質量的基本參數是:微觀形貌(即表面粗糙度),表面層的結構和亞結構,第Ⅰ類殘余應力值及其分布。燒結后的硬質合金通常具有不低于Rz5μm的表面粗糙度,金剛石加工可以保證Rz不低于2μm,在Rz=1~5μm范圍內顯微粗糙度的深度實際上不影響硬質合金的壽命指標。在磨削加工中硬質合金晶粒內部的細微結晶結構參數也發生變化,嵌晶塊發生破碎(相干分散區),其值減小一個數量級,由(10~15)×10-5mm降到(10~15)×10-6mm。晶粒顯微畸變值(Δd/d,第Ⅱ類應力)發生變化,表面層性能也相應變化。但是,實際上細微結晶結構參數變化與硬質合金壽命之間并未發現直接關系。所以在循環載荷下(如銑削力)硬質合金的使用壽命既與表面層的結構和亞結構無直接關聯,又首先不是決定于表面粗糙度,而是決定于表面層的殘余應力狀態,即第Ⅰ類殘余應力值及其沿截面的分布對硬質合金的強度和壽命起著決定性因素。表面層殘余壓應力的形成促使斷裂源遷移到距離表面更深的受載荷較小的層次,抑制了裂紋的萌生和擴展,這就使得強度和壽命增加;同時隨著硬質合金表面層殘余壓應力層分布深度的增加,其強度和壽命逐漸提高。而表面層形成的殘余拉應力則促進裂紋的萌生和擴展,是產生裂紋的必要條件,且使得強度和壽命降低。但磨削后的表面往往既有殘余壓應力又有拉應力,因此,理想的磨削表面層狀態應是表面層殘余壓應力值越高越好,殘余壓應力層分布越深越好;近表面層殘余拉應力值越低越好,殘余拉應力層越薄越好,拉應力值距離表面越深越好。反之,表面層較淺的壓應力分布和近表面層過高的拉應力值則是萌生磨削裂紋的主要原因。所以,在磨削加工過程中應盡量減小和避免殘余拉應力的產生。
在多數情況下硬質合金制品燒結后在表面層產生殘余拉應力(起源于熱),這種拉應力值可達500~1000MPa。該應力層的深度不大于5~7μm,應力滲入深度不超過30~40μm。越接近表面,其值越高;鈷含量越高,其值越高。因此燒結后的硬質合金抗彎強度值(TRS值)和疲勞壽命值很低。但磨削余量常大于0.1mm,因而隨后的磨削加工在去除硬質合金表層后完全可以消除燒結合金中的殘余拉應力,并形成新的應力狀態。由此可見,燒結工藝引起的殘余應力對在磨削過程中殘余應力的形成沒有影響。