硬質合金球齒發展動向分析
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- 分類:鎢新聞
- 發佈於:2016-06-02, 週四 16:43
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近年來,由於機械化與智慧化技術的加入,鑿岩用的硬質合金產品發展速度十分迅猛。其主要的發展趨勢包括以下幾個方面超細及納米結構硬質合金、高溫粉末基硬質合金、功能梯度硬質合金、粘結劑改性硬質合金、雙粘結礦用硬質合金、以及WC-Co-金剛石三相複合礦用硬質材料等。
1.超細及納米結構硬質合金球齒:這一直是近年來研發的一大熱點。早在上世紀90年代以來,相關的研究人員就開始圍繞細化晶粒以制取亞微、超細以及納米結構硬質合金展開了研究。這是由於隨著晶粒的不斷細化,硬質合金材料的緻密度、硬度、韌性以及耐磨性都會顯著提高。而與此同時鑿岩機具對鑽具的要求也越來越高,尤其是高風壓鑽具對硬質合金球齒的耐磨性和韌性都有著嚴苛的要求,而超細晶硬質合金可完全滿足其使用性能。
2.高溫粉末基硬質合金球齒:其是利用原料粉末高溫還原和高溫碳化的新工藝,其所制取的WC粉末具有晶粒完整、強度高、顆粒儲能高等特點。與傳統的真空熱處理工藝相比,硬質合金球齒的平均進尺比提高了50%,鑿岩速度提高了近100%,平均耐磨性提高了約100%,產品品質和穩定性以及使用壽命都得到了大幅度的改善。
3.功能梯度硬質合金球齒:在燒結或熱處理過程中通入適當的氣氛誘發合金中C的擴散,並通過化學反應使其他組員發生重排和分佈,從而導致合金成分和結構沿著一定方向發生變化,形成梯度結構,不同部位具有不同的功能。礦用功能梯度硬質合金球齒通常採用低碳合金經滲碳處理(通入CH4、CO等含碳氣體)的方法制取,處理後的球齒W與Co沿直徑方向分佈。這種結構賦予了柱齒極高的耐磨性和韌性,無論是功能梯度結構的硬質合金潛孔鑽、牙輪鑽或是球齒釺片的壽命都有著顯著的提高。
4.新型粘結劑改性硬質合金球齒:用金屬熔體法處理(Ni或Si作為合金化添加元素),Ni和Si元素能夠顯著提高合金抗疲勞裂紋的能力。此外,Ni熔體向燒結合金滲透的過程中WC骨架發生脫結,其在燒結合金中形成發達的WC/Co相介面,減小的晶粒度,從而斷裂韌性增大。結果表明,硬質合金錐形回轉釺頭進行鑿岩,工作效率提高了1.8倍。
5.雙粘結礦用硬質合金:與普通硬質合金相比,硬質合金相球粒不是由硬質化合物,而是由燒結合金球粒組成,即將燒結球粒與金屬粘結劑混合並進行二次燒結,從而在不降低硬度的前提下使斷裂韌性大幅度提高。
6.WC-Co-金剛石三相複合礦用硬質材料:採用高溫高壓合成,將粉末/聚合物混合料擠壓製成生壓坯,然後用高溫高壓金剛石合成進行固結。其主要的優點在於減少了熱膨脹和彈性不匹配應力,使金剛石脫落性增強;金剛石增強表面,耐磨性提高;WC-Co-金剛石複合表面的斷裂韌性優異、耐磨性增強、使用壽命提高。
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