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宏觀(guān)硬質(zhì)合金發(fā)展概論
專(zhuān)欄：行業(yè)動(dòng)態(tài)
發(fā)布日期：2012-12-06
閱讀量：3097
作者：佚名
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      硬質(zhì)合金是一種由難熔金屬化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)為基體，以過(guò)渡族金屬(Co、Fe和Ni)為粘結相，采用粉末冶金方法制備的金屬陶瓷工具材料。由于其高強度、高硬度、高彈性模量、耐磨損、耐腐蝕、熱膨脹系數小以及化學(xué)性質(zhì)穩定等優(yōu)點(diǎn)，在金屬切削工具、木材切削工具、電子切削工具、石油礦山鉆具、復合材料加工工具、冷成形工具、耐磨零件和熱軋軋輥等方面起著(zhù)重要的應用，被稱(chēng)為“工業(yè)的牙齒”。
      硬質(zhì)合金概念最早出現在20世紀初，與制備鎢絲的拉絲模有關(guān)，用來(lái)替代昂貴的金剛石模具。1927年，德國KRUPP公司將WC-6Co合金應用于切削工具，并命名為Widia(類(lèi)金剛石)，隨后合金成分根據應用要求怎家了TiC、TaC、NbC、VC等組元，通過(guò)固溶強化大大改善材料的切削性能。雖然硬質(zhì)合金的發(fā)明和應用最初在德國進(jìn)行，但該材料在美國、奧地利、瑞典等國家發(fā)展非常迅速。瑞典的Sandvik公司是 世界上最大的硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠(chǎng)家。硬質(zhì)合金發(fā)展的一個(gè)重要里程碑是20實(shí)際60年代，采用化學(xué)氣相沉積在硬質(zhì)合金表面沉積TiC涂層，顯著(zhù)提高材料的硬度和耐磨性能，使得其切削壽命提高了3倍。該技術(shù)在不斷地改進(jìn)，20世紀70年代出現了等離子化學(xué)氣相沉積以及硬質(zhì)合金表面的復合涂層技術(shù)，一直到現在都是高性能硬質(zhì)合金切削刀片的設計和生產(chǎn)方式。株洲三鑫硬質(zhì)合金生產(chǎn)有限公司的電子行業(yè)切削刀具硬質(zhì)合金切腳機刀片也采用類(lèi)似方法。
      硬質(zhì)合金刀具在結構上從焊接刀片方式向可轉位刀片方式的轉變是一個(gè)重要的進(jìn)步。采用可轉位刀片能夠成倍的提高刀具的應用壽命。長(cháng)期以來(lái)，在礦用和模具用硬質(zhì)合金方面，技術(shù)進(jìn)步主要以來(lái)材料制備設備的更新。20世紀80年代開(kāi)發(fā)的燒結熱等靜壓設備，能夠顯著(zhù)消除硬質(zhì)合金中的殘余空隙。由于空隙是硬質(zhì)合金在工作中發(fā)生失效的起源，空隙的消除能夠提高材料的疲勞壽命、抗沖擊和耐磨損性能。20世紀90年代，隨著(zhù)制造工業(yè)和納米材料的發(fā)展，硬質(zhì)合金在微觀(guān)結構和外形上都出現了新的形式。硬質(zhì)合金產(chǎn)品出現了異形復雜形狀，如螺旋帶內孔結構、微型鉆頭和模具、薄壁件等。在微觀(guān)結構方面，納米及超細晶結構、梯度結構以及超粗晶結構等，使得硬質(zhì)合金的力學(xué)性能和使用壽命大幅度提高。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，硬質(zhì)合金在制備和應用方面將會(huì )有更多的突破。
     硬質(zhì)合金產(chǎn)品從應用山基本分為切削刀片、礦用工具和耐磨零件三大類(lèi)。在切削方面，硬質(zhì)合金主要作為刀具材料，硬質(zhì)合金刀具的切削速度是普通碳素鋼的數百倍，可用于高速切削。在切削方面的新應用是硬質(zhì)合金可作為微型鉆頭，對印刷電路板進(jìn)行微孔加工，用硬質(zhì)合金V-CUT刀進(jìn)行線(xiàn)路板V坑V槽，用切腳刀對PCB板電子元件腳進(jìn)行切削。由于微型鉆頭的形狀非常復雜、精度和性能要求高，其價(jià)格也是普通硬質(zhì)合金產(chǎn)品的數倍。礦用工具方面，硬質(zhì)合金主要作為鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具，在礦產(chǎn)、石油開(kāi)采、基礎設施建設等方面發(fā)揮重要作用。硬質(zhì)合金耐磨零件主要包括金屬成形和制造模具、汽缸襯里、密封件、軸承和噴嘴等。
     目前全世界每年硬質(zhì)合金總產(chǎn)量在4萬(wàn)噸左右，而中國占了大約50%，是名副其實(shí)的硬質(zhì)合金生產(chǎn)大國。但是，作為高附加值的硬質(zhì)合金切削刀片，在發(fā)達國家如日本、美國等占其硬質(zhì)合金總產(chǎn)量的約70%，我國僅25%?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，因此需要大力提升技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次，走向硬質(zhì)合金生產(chǎn)強國！


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