硬質合金旋風銑是一種與普通車床配套的高速銑削螺紋裝置，用裝在高速旋轉刀盤上的硬質合金成型刀，從工件上銑削出螺紋的螺紋加工方法，運用於幹切削、重載切削、難加工材料和超高速切削，消耗動力小。

表面粗糙度能達到Ra0.8μm。車床主軸轉速慢，所以機床運動精度高、動態穩定性好，是一種先進的螺紋加工方法。因其銑削速度高(速度達到400m/min)，加工效率快，並採用壓縮空氣進行排屑冷卻。加工過程中切削飛濺如旋風而得名—旋風銑。


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軍用新材料是新一代武器裝備的物質基礎，也是當今 世界軍事領域的關鍵技術。而軍用新材料技術則是用於軍事領域的新材料技術，是現代精良武器裝備的關鍵，是軍用高技術的重要組成部分。世界各國對軍用新材料 技術的發展給予了高度重視，加速發展軍用新材料技術是保持軍事領先的重要前提。鎢的熔點在金屬中最高，其突出的優點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性，在軍事工業特別是武器製造方面表現出了優異的特性。在兵器工業中它主要用於制 作各種穿甲彈的戰鬥部。

鎢及鎢合金穿甲彈的研製是從20世紀50年代開始的，20世紀70年代英國、美國、西德等國用液相燒結高比重鎢合金（W-Ni-Fe和W-Ni-Cu）做大口徑脫殼穿甲彈芯及槍榴彈（穿甲彈）彈頭，從而大大提高了彈芯的韌性，增加了穿甲威力。

1999年8月26日的《美國金屬市場報》報導了該月開始新鎢芯子彈的使用。新銅殼鎢子彈使用鎢-聚合物複合材料代替老的鉛/銻合金芯。為了避免鉛制子彈對環境的污染，美國計畫生產主要用鎢合金製造“綠色子彈”。所謂“綠色”子彈僅是指其對環境污染較少而言，其殺傷力比鉛制子彈有過之而無不及。按照美國軍隊武器研究開發與工程中心（AARDEC）綠色子彈方案Wade Bunting經理的計畫，1999年美國決定生產100晚枚鎢合金子彈。最後把軍隊所有的子彈芯全部換成新鎢芯子彈。

Bunting說，通過試驗，有兩種設計：一種是鎢-錫成分的子彈和一種是鎢-聚合物複合材料的子彈證明是有效的。每枚子彈芯重量約28.349g，該重量含96%的鎢，則每年需要消費鎢5500多t，相當於現金世界鎢年消耗量的1/8。

潛在的鎢基高密度合金，美國Ceracon公司研發了功能梯度鎢基高密度合金，水霧化的每一顆粒都包裹著化學沉積的Ni-Fe層。中等力度約8um，糰粒尺寸15~20um。採用粉末鍛造法生產最終產品。這種功能梯度鎢基高密度合金可能應用於無鉛彈藥，這種無鉛彈藥具有巨大的潛在市場。美國還研究出78W-15.4Ni-6.6Fe（品質分數）的鎢基合金，並用於哥倫比亞的航空太空梭。

美國俄勒岡州奧爾巴尼的Environ Metal有限公司已經開發出了一種50%W-35%Ni-15%Fe組成的獵槍子彈，作為鉛彈的替代品，該子彈重12g。

粉末金屬複合材料子彈的彈芯用機械壓制，再裝入銅制的金屬套重，最後旋鍛成最終形狀。壓制的全過程使彈芯具有足夠的強度，無需燒結，而粉末金屬子彈的所有生產步驟和生產鉛制彈幾乎一致。

據美國學者唐納德·華特報導，鎢-聚合物複合材料和鎢-錫彈芯還可作為員警和民間用小型武裝彈藥。鎢複合材料彈芯可以滿足11.3g/cm³密度的要求。粉末金屬子彈的發射性能和鉛子彈一樣好，且鎢粉末金屬子彈的壽命週期更有優越性。

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中國是一個鎢的資源大國，半個多世紀以來，為世界鎢工業的發展作出過重大貢獻。特別是近幾十年來，中國鎢工業的發展已經從出口鎢精礦、進口鎢製品，逐步發 展成鎢加工製品基本滿足了國內需求，並發展成多種鎢製品可以大量出口的產業國。這不僅從根本上改變了中國鎢工業的局面，並較成功地為中國國防工業的發展與 國民經濟建設作出了十分重要的貢獻。在鎢加工產品的多個領域無論是產能，還是產量都名列世界前茅，成為真正的世界公認的產業大國，但是在鎢加工技術的某些 方面與世界先進國家相比還存在一定差距，要成為真正的鎢加工技術的世界強國還需努力。

1  鎢製品在國家建設中的重要作用

鎢加工材包括硬質合金、鎢基合金、鎢絲、鎢電極等，由於這些材料的生產規模和性能已達到或接近世界水準，較好地滿足中國國民經濟建設和國防建設的需求，為中國國民經濟建設的高速發展和國防建設現代化作了重大貢獻，使中國能以一種全新的姿態立足于世界之林。

1.1  鎢基合金在國防和國民經濟建設中的重要作用

(1)在航太航空工業中的應用。中國20世紀60年代研製出的第一代鎢基高比重合金由於性能優異，自誕生後立即在中國自行研製的第一顆人造衛星的導航儀中 得到成功應用，隨後這種新材料先後在我國第一枚洲際導彈及自行研製的各種新型殲擊機、直升機中得到成功的應用。為滿足中國通訊衛星研製的需求，又成功地研 制出一種密度高達18.5g/cm3的新型鎢基高比重合金。多種高性能的W-Cu合金在火箭(導彈)燃燒室、噴管、喉襯、方向舵等高溫部件的研製中得到應 用。

 (2)在軍工工業中的應用。中國W-Ni-Fe高比重合金的研製成功，為各種穿、破甲彈的研製提供了關鍵材料。W-Ni-Cu高比重合金做陀螺轉子材料在中國的第一艘核潛艇的研製中同樣發揮了重要作用。

 (3)在核工業和民用工業中的應用。在核能工業中，用做核反應爐的隔熱與防輻射材料，鎢基高比重合金具有良好的應用前景。在民用工業中，鎢基高密度合金得 到了更廣泛的應用，手機振子和高爾夫球杆上的配重便屬於量大面廣的產品。在電熱加工中做性能優異的砧塊材料使電鐓粗的生產效率成百倍的提高，具有顯著的經 濟效益。

1.2  硬質合金在國防與國民經濟建設中的重要作用

由於硬質合金的出現使切削加工速度成十倍地提高而引起機加工工業的一次革命。中國硬質合金工業的發展為中國提供了各種切削加工用刀具。使中國機加工工業得 以高速發展。中國汽車2009年產能達到1300萬輛，假如沒有國產的足夠品種與數量的硬質合金來保證，要實現這一目標將成為空談，而石油開發中用到的大 量鑽具，硬質合金更具有難以取代的地位。在高速公路和鐵路的建設中需用到大量的挖掘機械，這些機械中的大量耐磨損、耐衝擊零部件的製造，硬質合金更可發揮 其獨特的功效。

 在國防建設中要用到大量高性能或特異性能的新材料，要加工成各種零部件，遇到的第一個難題是加工用刀具材料的開發，而中國自行研製的新型硬質合金便很好地解決了這類難題，為中國國防現代化作出了積極貢獻。

1.3  鎢加工材在國民經濟建設中的作用

第一根鎢絲的出現給人類帶來了光明，中國鎢絲的品種與產量保證了千家萬戶照明用鎢絲的需求，而耐震鎢絲等高技術含量產品的研製成功，更改變了中國鎢製品的 出口結構。鎢除了具有很高的耐高溫性能外，更具有很強的吸收射線的功能，因此，在當今核能工業發展中鎢板將發揮巨大的作用。

綜上所述，鎢加工工業的發展不僅對國民經濟建設有舉足輕重的影響，對國防現代化建設更是具有非常重要的作用。

2  中國鎢加工材的生產現狀

經過60年的飛速發展，中國鎢加工材產業從無到有，從小到大，已經發展成為世界級的產業大國。

2.1  硬質合金

2.1.1  中國硬質合金的產能已居世界第一

建國初期，我國僅在大連電冶廠有硬質合金作坊，年產幾十公斤硬質合金，經過60年的頑強拼搏，中國硬質合金的生產能力有了飛速發展。近年來中國硬質合金產 能在穩步上升，根據對中國48家硬質合金主要生產廠家進行的統計結果顯示，中國硬質合金產能已達3000t，而中國目前擁有的硬質合金生產廠家據不完全統 計約有400家，當然有相當一部分年產量較小的小廠，但總產能應該可以達到約40000 t，即中國硬質合金的產能已是世界第一。

2.1.2  中國硬質合金的產量已居世界第一

中國硬質合金的產量到本世紀初已達到較穩定的狀態，即年產量達16000 t左右，約占世界硬質合金產量的40％，但應該指出的是這些資料也是基於48個主要硬質合金生產廠家的統計, 而中國目前已擁有400餘家硬質合金生產廠家，故年總產量應該是20000 t以上，所以中國已成為世界上最大的硬質合金生產國家。

2.1.3  中國硬質合金產品結構

中國硬質合金三大產品即切削刀具、礦用硬質合金和耐磨零件用硬質合金的產量約達5000 t。這些資料說明中國硬質合金產品的結構正在趨於合理發展，能較好地滿足各行各業對硬質合金產品的需求。

2.2鎢基合金

中國鎢基合金發展較晚，實際上是從20世紀50年代末期才開始研發，但到20世紀末期卻呈現一個高速發展的局面。

2.2.1鎢基高比重合金

中國鎢基高比重合金從20世紀50年代末開始研究，在1965年研究成功第一種W-Ni—Cu高比重合金，但其產量規模一直較低。在20世紀90年代以前 其產量僅約100 t／a，但進入21紀卻出現了一個高速發展的局面。到2006年中國鎢基高比重合金的生產廠家已發展到74家，年產量已達2770 t，到2009年產量已超過3000 t。

2．2．2鎢一銅合金

W—Cu合金是一類十分重要的電工材料，也是一類具有十分重要意義的軍工材料，因此其研發備受關注。中國W—Cu合金起步於20世紀60年代，但其產量規 模一直較低，由於電子、電氣行業的快速發展，極大地刺激了對W—Cu合金的需求，到21世紀初期有了較快的發展。

進入21世紀後中國W—Cu合金的產量成倍地增長，到2005年其產量超過600t，銷售收入達3929萬元，2008年產銷超過1億元。

2.3  鎢  材

中國鎢加工材發展速度較快，燈用鎢絲的產量2009年達近300億m，居世界首位。中國鎢絲材產量是繼硬質合金之後第二大鎢製品，其產量占整個鎢製品的29％以上。

2.3.1  鎢  絲

中國粗鎢絲與細鎢絲的產能、產量與消費量逐年增長，從20世紀70年代中期以來，中國鎢絲加工業發生了質的變化，從主要以增加產量為主的發展模式向提高技 術水準和提高經濟效益為目的的發展模式轉變。進入21世紀後，中國粗、細鎢絲的產能、產量與消費量均呈上升趨勢，而且出口量也在遞增。  

2.3.2  電極用鎢棒材

鎢棒材的直接應用領域主要是用做鎢電極材料，目前世界每年使用的鎢電極的總消耗量已達1600 t,市場需求隨著經濟發展仍在增長。中國鎢電極的年產量約占全世界鎢電極產量的3／4。近年來中國鎢棒材和鎢電極產量以極快的速度增長，2007年達到 1000 t，較1996年增長了20倍以上。

綜上所述，中國硬質合金、鎢基高比重合金、鎢絲和鎢電極等產品的產量已占世界總產量非常高的比重，中國已成為世界鎢製品生產的產業大國。

3  中國鎢加工材與國外的差距

中國鎢製品的產量與產能已成為世界大國，但整體來說與世界先進水準相比尚存在一些差距，這是我們今後努力的方向。

3.1  硬質合金與國外的差距 中國硬質合金產量大，品質也有大幅度提高，但超細和納米結構硬質合金、超粗晶粒硬質合金、超大型硬質合金製品和深加工、高附加值硬質合金製品等與世界先進水準比尚存在較大的差距。

3.1.1  超細及納米結構硬質合金

中國已有多個企業可以批量製備BET粒度小於0.2μm的WC粉末，並可批量生產晶粒度為0.4μm左右的超細晶硬質合金。但國外已能工業規模生產粒徑為 0.2μm的超細硬質合金。表1列出了Sandvik公司PCB微鑽用PN90硬質合金的性能資料。這種硬質合金的平均粒徑僅為0.2μm，其抗彎強度高 達4700 MPa，比中國生產的超細硬質合金高了約1000 MPa。而超細晶粒硬質合金是大量生產高附加值深加工硬質合金的必備材料。據報導，一支0.08 mm僅重5g的硬質合金微鑽，市場售價高達600-700元。目前應用廣泛的超細硬質合金世界產量達1.5萬t，而中國年產量不到2000 t，而且品質有待提高。

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1923年，德國的施勒特爾往碳化鎢粉末中加進10%～20%的鈷做粘結劑，發明了碳化鎢和鈷的新合金，硬度僅次於金剛石，這是世界上人工製成的第一種硬質合金。用這種合金製成的刀具切削鋼材時，刀刃會很快磨損，甚至刃口崩裂。1929年美國的施瓦茨科夫在原有成分中加進了一定量的碳化鎢和碳化鈦的複式碳化物，改善了刀具切削鋼材的性能。這是硬質合金發展史上的又一成就。

近二十年來，塗層硬質合金也問世了。1969年瑞典研製成功了碳化鈦塗層刀具，刀具的基體是鎢鈦鈷硬質合金或鎢鈷硬質合金，表面碳化鈦塗層的厚度不過幾微米，但是與同牌號的合金刀具相比，使用壽命延長了3倍，切削速度提高25%～50%。20世紀70年代已出現第四代塗層工具，可用來切削很難加工的材料。

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