超細晶硬質合金應用與前景

自硬質合金問世以來，其強度和硬度之間就一直是一對“不可調和的矛盾”，而先進製造技術的飛速發展，強烈要求將兩者結合起來。研究表明，當WC晶粒尺寸減小到亞微米以下時，硬質合金材料的硬度和耐磨性、強度和韌性均獲得提高。這種超細晶WC Co硬質合金，因同時具有高的硬度和高的抗彎強度、高耐磨性和高韌性，被形象地稱為“雙高”硬質合金，滿足了對高性能硬質合金刀具材料越來越高的要求，正成為國際工程領域競相研究開發的熱點，從合金粉的製備工藝、燒結工藝到材料檢測技術都得到了快速發展。　　

超細晶硬質合金在具有高硬度、高耐磨性的同時，具有高的強度和韌性，並且可穩定進行規模化批量生產，非常適應現代先進製造技術對高性能刀具材料的技術要求，成為國際工程材料發展的熱點，正廣泛用於汽車製造、航空航太、模具製造、電子資訊等行業的高效高精度切削加工領域。例如，汽車加工用孔加工刀具、印刷線路板用微型鑽對“雙高”性能的超細晶硬質合金的需求就非常大。隨著電子資訊產業的飛速發展，對微型鑽的需求越來越大，月需求量約為2500～3500萬支，每年需微型鑽棒料約1800～2000t，國內市場的需求量以每年140%的速度遞增，國際市場的需求量以5%的速度遞增。而在汽車工業用刀具方面，僅以上海汽車工業集團的需求為例，目前年耗匯3000萬美元進口高性能硬質合金刀具，折合成坯料約100～150t，並且呈迅速上升趨勢。

目前，像瑞典的Sandvik、美國的Kennametal、奧地利的Plansee、法國的Forecreu、日本的ToshibaTungaloy等國際著名硬質合金生產企業紛紛進入和搶佔我國超細晶硬質合金棒料及其孔加工刀具市場。我國的一些科研工作者也先後在此領域中開展了研究與開發，並取得了重要進展。上海材料研究所研製並小批量生產出的硬質合金(SRIM)晶粒度達到了0 3～0 5μm，實現了“雙高”性能，已生產了5～40mm十多種棒料規格，其中帶內冷卻孔的約占60%，製成多種形式的特種刀具，已在汽車工業中得到成功應用，取得了與原進口的相同型號鑽頭同等的使用效果。　　

隨著快速凝固技術(噴射轉換工藝、機械合金化、氣相反應法等)、快速固結技術(電火花等離子燒結技術、微波燒結技術等)及先進的無損檢測方法(矯頑磁力、磁飽和性能)等在超細晶硬質合金發展中應用的日趨成熟和不斷改進，必然為納米晶硬質合金的研究開發打下堅實的基礎。


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