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宏觀硬質合金發(fā)展概論
專欄：行業(yè)動態(tài)
發(fā)布日期：2012-12-06
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硬質合金是一種由難熔金屬化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)為基體，以過渡族金屬(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性質穩(wěn)定等優(yōu)點，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重要的應用，被稱為“工業(yè)的牙齒”。
硬質合金概念最早出現在20世紀初，與制備鎢絲的拉絲模有關，用來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，通過固溶強化大大改善材料的切削性能。雖然硬質合金的發(fā)明和應用最初在德國進行，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 世界上最大的硬質合金生產廠家。硬質合金發(fā)展的一個重要里程碑是20實際60年代，采用化學氣相沉積在硬質合金表面沉積TiC涂層，顯著提高材料的硬度和耐磨性能，使得其切削壽命提高了3倍。該技術在不斷地改進，20世紀70年代出現了等離子化學氣相沉積以及硬質合金表面的復合涂層技術，一直到現在都是高性能硬質合金切削刀片的設計和生產方式。株洲三鑫硬質合金生產有限公司的電子行業(yè)切削刀具硬質合金切腳機刀片也采用類似方法。 硬質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重要的進步。采用可轉位刀片能夠成倍的提高刀具的應用壽命。長期以來，在礦用和模具用硬質合金方面，技術進步主要以來材料制備設備的更新。20世紀80年代開發(fā)的燒結熱等靜壓設備，能夠顯著消除硬質合金中的殘余空隙。由于空隙是硬質合金在工作中發(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，隨著制造工業(yè)和納米材料的發(fā)展，硬質合金在微觀結構和外形上都出現了新的形式。硬質合金產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，使得硬質合金的力學性能和使用壽命大幅度提高。隨著科學技術的發(fā)展，硬質合金在制備和應用方面將會有更多的突破。 硬質合金產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。在切削方面，硬質合金主要作為刀具材料，硬質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合金可作為微型鉆頭，對印刷電路板進行微孔加工，用硬質合金V-CUT刀進行線路板V坑V槽，用切腳刀對PCB板電子元件腳進行切削。由于微型鉆頭的形狀非常復雜、精度和性能要求高，其價格也是普通硬質合金產品的數倍。礦用工具方面，硬質合金主要作為鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具，在礦產、石油開采、基礎設施建設等方面發(fā)揮重要作用。硬質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合金總產量在4萬噸左右，而中國占了大約50%，是名副其實的硬質合金生產大國。但是，作為高附加值的硬質合金切削刀片，在發(fā)達國家如日本、美國等占其硬質合金總產量的約70%，我國僅25%?？茖W技術是第一生產力，因此需要大力提升技術水平和產品檔次，走向硬質合金生產強國！ 本文由株洲三鑫硬質合金生產有限公司http://www.allykey.com發(fā)表，如需轉載請注明出處！ 上一頁：難熔金屬碳化鎢WC
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