國內外礦用硬質合金的發展

近年來，由於礦產能源開採以及一些大型基礎工程建設的發展，礦用硬質合金，如硬質合金球齒、釺頭、煤截齒、刨銑齒、潛孔鑽等鑿岩配套工具都得到了廣泛的使用，市場需求日益增加。隨著我國冶金工業技術的高速發展，在燃氣、燃油、天然氣等開發鑽探方面，一些機械採掘設備和大中孔徑鑽具用礦用硬質合金需求量也在不斷增加。礦用工具利用鑽壓和自身旋轉產生衝擊載荷破碎岩石，鑽頭以及球齒在工作過程中在經受高頻衝擊載荷的同時受到扭轉、彎曲、拉伸、壓縮等多種複合應力作用，並在高速回轉碰撞的環境下經受岩石、岩粉和礦水等工作介質的磨損與腐蝕。因而要求礦用硬質合金在具有較高硬度、韌性的前提下，還應具有較好的耐磨耐蝕性。

為了實現耐磨性與韌性的統一，國內外的相關研究學者也研發出許多新型硬質合金，如超細及納米晶硬質合金、“高溫粉末”基硬質合金、功能梯度結構硬質合金、低鈷粗晶硬質合金、雙粘結相結構以及雙晶硬質合金等。這裏我們著重介紹雙粘結相結構以及雙晶硬質合金。雙粘結相是由美國公司開發出的一種新型工藝，其將完全緻密的大WC-Co球粒鑲嵌在Co基體中來保持基體與普通合金相似的耐磨性，粘結相可以是某種粘結金屬或合金，也可以是另外一種硬質合金。其最為突出的特點是硬質相不是硬質化合物（WC），而是由難熔化合物與金屬Co經過燒結而成的成晶硬質材料球粒（WC-Co）組成，並與金屬粘結劑混合進行二次燒結。與大多數的兩相硬質合金相比，雙粘結相硬質合金有更大的設計自由度（尺寸、硬度、韌性、基體強度等），在牙輪鑽頭、衝擊式鑽頭、刮刀鑽頭等工具方面有廣泛運用。而雙晶結構硬質合金也被稱為非均勻晶粒硬質合金，由於該合金的WC晶粒分佈曲線具有兩個峰值，因而還被稱為雙峰結構硬質合金。這種結構中，粗晶WC結構可以提供良好的塑性和韌性，而一定比例的細晶WC則能夠提供高的耐磨性。

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