高壓磨料射流主要是以高壓水射流作為載體，再加入一定數量的磨料粒子來大幅度增加射流的衝擊力和對岩層的磨削速度。目前石油鑽井開採技術常使用高壓磨料射流硬質合金噴嘴進行深源油藏和邊緣油藏的開採，是很有應用前景的一種高壓射流技術。而硬質合金噴嘴是高壓磨料射流設備中不可缺少的關鍵零部件之一，是形成射流工況的直接元件。此外，石油鑽井行業通常是在高圍壓的環境下進行工作，噴嘴在使用時由於受到高速磨料以及岩屑的衝擊磨損會較為嚴重，其壽命通常只有幾十個小時甚至更低，更換噴嘴的一旦過頻，成本也就相應升高。與此同時，為了保證磨料射流的鑽孔效率，通常一個鑽頭上會同時分佈多個噴嘴。但是，這樣一來，只要其中一個噴嘴失效，將會導致射流壓力的驟降，從而影響了整個工作的效率，所以噴嘴的材料與組織結構均勻穩定就顯得相當重要了。









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由於噴嘴內部固液兩相流與內壁材料之間複雜的相互作用，其噴嘴失效形式也難以用單一的磨損機理簡單地進行解釋。但絕大數學者和研究人員認為沖蝕磨損是其中一種最為主要的磨損機制。根據壓痕理論分析，材料硬度遠大於材料韌性對噴嘴抗蟲是性能的影響。在足夠高的斷裂韌性前提下，提高噴嘴材料的硬度能大幅度減少並改善沖蝕磨損的情況。硬質合金材料由於其自身高硬度、高韌性且耐磨性能優良的特點被廣泛應用於製備耐磨噴嘴類零件。

此外，隨著納米材料研究的發展，超級晶粒硬質合金的製備也成為相關人士關注的焦點。細化晶粒也是用來提高材料強度以及韌性所採取的常用方法之一。有實驗表明，減小WC-Co硬質合金中WC晶粒的尺寸可在不降低韌性的情況下進一步提升硬度。因此，組織均勻的細晶粒硬質合金可以在一定程度上提升噴嘴的使用壽命。










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對比三種不同配比的經冷等靜壓處理和模壓成型的硬質合金噴嘴的相對密度，可得到如下冷等靜壓工藝對合金相對密度的影響圖。從圖中不難發現經冷等靜壓處理的三種不同成分的壓坯經真空燒結後硬質合金的相對密度均高於未經冷等靜壓處理的壓坯。其中經冷等靜壓技術處理後的WC-8Co壓坯真空燒結的相對密度最大。然而，經冷等靜壓處理後的WC-8Co-0.6（VC/Cr3C2）-0.4TaC壓坯真空燒結的相對密度較低。

其中主要的原因是，前者未加入晶體長大抑制劑，液相燒結時Co相對WC的潤濕性好，有利於緻密化，而相對添加了抑制劑的合金，WC在粘結相中的溶解度下降，降低粘結相對WC的親和力，Co相對WC的潤濕性下降，從而對硬質合金的緻密化過程不利。相關學者認為，壓坯中聚集的成型劑在脫蠟後留下的孔洞通過其後的真空燒結工藝並不能有效除去。而冷等靜壓處理過程使得壓坯密度增大，顆粒間的間距縮小，達到液相燒結溫度時，Co在液相遷移壓的作用下，填充了孔隙，使硬質合金更加緻密化，具有高的相對密度。












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