除了液相燒結法、熔滲法以及直接燒結法以外，一些製備鎢銅電極材料的新型也在近幾年來不斷地湧現。它們的出現使得鎢銅材料的組織和微觀結構更加的穩定、合理。

二、原位反應鑄造法

鎢銅合金電極材料最常採用的預製鎢骨架所採用的方法是負壓鑄滲法，這種方法最大的缺點就是會使得骨架表面遭受氧化和其他污染，使得與基體的結合性變差，從而降低了材料性能。而原位反應鑄造法，由於增強相是在製備的過程中在金屬液相中原位生成，並沒有暴露在空氣當中，從而避免了表面與外界接觸氧化和污染，改善了與基體的結合性，並且形成細小的顆粒增強相（微米及亞微米級），且基體相與增強相呈均勻分佈。

對於鎢銅複合材料來說，通常是將鎢粉與適量銅粉（實際可能是WO₃和CuO粉）混合後壓制成坯塊，先在空氣中焙燒形成CuWO₄，而後在H₂中還原，最終用罩將坯塊壓入銅液當中，使銅液滲入坯塊，這樣所製備的鎢銅複合材料相對密度可達到99%。

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T-MAX硬質合金鑽有以下幾種類型：

1.T-MAX實心孔鑽，加工直徑Φ65mm以上。
使用T-MAX實心孔鑽削頭可供噴射鑽和單管鑽削系統使用，可在均質材料上一次加工出整個孔，並帶有較大溝槽以利於排屑。切削刀片分佈合理，能控制切屑尺寸，並使切削力得到較好平衡。支承墊可自動調節，並配有不同規格以適應不同的直徑。

2.T-MAX套料鑽，加工直徑Φ120mm以上。
標準尺寸的T-MAX套料鑽削頭，其設計功能就象單管系統，常用來加工Φ120mm以上的大孔。進行套料的原因，是加工此類大孔時，有時因機床功率限制，有時需要中間部分的材料供分析，有時是為了節約。套料鑽削頭的切削刃是均勻分佈的，可使切削力平衡，功率消耗少，切屑也少。切屑沿中心部分材料與鑽管之間的縫隙排出。

3.T-MAX擴孔鑽，加工直徑Φ65mm以上。
T-MAX擴孔鑽削頭可用於噴射鑽系統也可用于單管系統，可用來把原有的孔，整體鑽削的孔或套料加工的孔再擴大。擴孔頭上通常只用一塊刀片，但若加工餘量過大，也可使用多刀片擴孔頭。多刀片擴孔頭是根據T-MAX鑽削頭及其部件而設計的。T-MAX單刀片或多刀片擴孔頭的直徑可用楔塊和徑向調節螺釘分別來精確調整。（結束）

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T-MAX是瑞典某公司的鑽頭牌號，此類鑽頭帶有硬質合金可轉位刀片。T-MAX硬質合金鑽頭用於加工Φ65mm以上的孔，既適合於噴射鑽又適合於單管系統。而套料鑽是例外，只能在單管系統上使用。

鑽削頭主體由韌性較高的鋼製成，帶有較大溝槽以有效排屑。支承墊座和刀片座都經精確加工。主體帶有方形外螺紋，可用來固定在鑽管上。該螺紋通常是多頭的，螺距很大，可使螺紋結合部分的壓力和扭矩分配均勻，還可避免使用中出現螺紋咬死現象。如果鑽削頭和鑽管的螺紋不同，可用一個接頭來加以配合。

每個鑽削頭配有二塊支承墊，支承墊為鋼制的，有四種尺寸，墊上焊有二條硬質合金。支承墊是圓弧形的，固定在鑽頭主體的徑向座子上，支承墊用螺絲和螺旋彈簧固定，可以調換。支承墊的設計已取得專利，它可在座子裏轉動以適合加工孔的直徑。刀片座有三種不同的設計(每種都適用於二種尺寸的刀片)：中心部分，中間部分和外緣部分刀片座(取決於鑽頭)。刀片座由淬火工具鋼製造，適用於T-MAX，T-MAXS和T-MAXP型。硬質合金可轉位刀片是標準的T-MAX，T-MAXS和T-MAXP，用壓板或杠杆可靠地固定在刀片座上。

用不同的刀片座組合起來，可以加工不同的孔徑和切削深度。所有的刀片座都帶有硬質合金襯墊。刀片類型不同，斷屑方式也不同，有的用可拆卸斷屑台，有的用燒結在刀片上的斷屑槽。進給力集中在鑽頭中心附近。刀片的切削刃均勻分佈在鑽頭中心二側，因此切削力可相互平衡，減少了支承墊上的壓力和摩擦引起的功率損耗。（結束）

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除了液相燒結法、熔滲法以及直接燒結法以外，一些製備鎢銅電極材料的新型也在近幾年來不斷地湧現。它們的出現使得鎢銅材料的組織和微觀結構更加的穩定、合理。

一、快速定向凝固技術

對於鎢銅合金電極W-Cu來說，快速凝固使得其在保持良好的導電和導熱性能的基礎上，極大地提高了其本身的室溫和高溫強度，改善了合金的耐磨和耐腐蝕性能。但是，一些研究發現，快速凝固的冷卻速度還是偏慢，使得凝固組織有充分的時間長大和粗化，從而可能導致嚴重的支晶偏析，限制了材料性能。

因此，為了改善這一情況，就需要在一定程度上提高凝固過程的冷卻速率，而冷卻速率的提高可通過提高凝固過程中固液介面的溫度梯度以及生長速率來實現。深過冷定向凝固、鐳射超高溫梯度快速定向凝固以及電磁約束成型定向凝固等是新型的具有廣闊運用前景的快速定向凝固技術，其可以有效提高鎢銅電極材料的組織穩定性和耐磨、耐腐蝕性能。除此之外，該技術還存在如何獲得一定外形的零件、如何控制熱流方向等方面的問題亟待解決。

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除了對粉末製備、成型工藝的研究外，研究人員對燒結工藝也進行了一番研究。

三、燒結工藝

納米鎢銅W-Cu複合粉末的顆粒度較小、活化性大，在燒結的過程中極易長大。採用傳統液相燒結時，容易發生加倍的顆粒重排、聚集、合併與長大，這樣就會對燒結材料的各項性能產生直接的影響。因此，研究人員認為納米粉末能否在鎢銅材料上發揮最大優勢的關鍵在於對燒結工藝的控制。而抑制燒結過程中的晶粒長大和提高材料緻密度是重中之重。

與硬質合金中對碳化鎢顆粒的抑制方法相類似，需要通過添加晶粒長大抑制劑和強化燒結技術來達到抑制效果。強化燒結技術主要包括熱等靜壓、微波燒結、超高壓燒結、電磁場燒結、等離子火花燒結、衝擊波燒結等，其可有效地控制鎢銅材料的納米結構。研究發現，在真空燒結的過程中，保持一定的壓力可以有效提高鎢銅燒結體的緻密度。

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60年代末以來，鑽削實心孔的可轉位刀片鑽頭日益增多地出現在市場上。在一般情況下，市場上都能購買到加工大於Φ15mm孔徑的鑽頭。但是，現有各種可轉位刀片鑽頭大多數不能滿足加工孔深大於3D的孔，其主要問題是鑽頭的剛性較差。德國某公司的HTS-C是一種新型的孔加工刀具。他們所研製的深孔鑽頭可用在車床，加工中心和鑽床上，鑽頭在使用時可旋轉也可不旋轉。裝有硬質合金的HTS-C鑽頭可採用較高的切削速度，從而較大地減少切削時間。這種鑽頭主要用來加工直徑在Φ20～45mm範圍內的鑄鐵件和鋁件，鑽孔深度可達到8D。HTS-C鑽頭是由可拆卸的導向鑽頭和裝有硬質合金可轉位刀片的刀頭以及螺旋排屑槽刀體三部分所組成。導向鑽頭在該刀具的結構系統中所起著重要作用，其功能是對刀具導向和鑽削孔的中心部分。由於該鑽頭設計獨持，加工深孔時穩定性好，精度高。同時該鑽頭可任意安裝在不同直徑的鑽柄上使用，有安裝方便，重複定位好，調節直徑大等特點。

大尺寸的可轉位硬質合金深孔鑽，則屬於HTS系統。該鑽削系統，有一個帶4個可轉位元式刀片和小導向鑽，使用4個可轉位式刀片的原因，一是能自動定心，二是能夠獲得高速切削能力。這個導向鑽，甚至在深度為4D～10D的情況下，都能使鑽削頭定心。鑽削頭帶有內，外兩個刀墊，刀墊上再安裝凸三邊形可轉位式刀片(也可用塗層刀片)冷卻液流經鑽削頭和導向鑽，冷卻液壓力分級可調，以便改善排屑效果。這種鑽削系統的尺寸系列是從Φ45～170mm，中間有20種鑽削頭，並有一系列減細，加長接合件和柄部結構。

HTS和HTS-C兩種鑽頭的共同特點是中心裝有高速鋼鑽頭，起導向作用，切削速度可達60～120m/min。（結束）

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可轉位硬質合金鑽頭在世界上比較盛行，各國在結構形式，刀片形狀上各有千秋，使用範圍大多在Φ16～170mm左右，切削的孔深多數為3D以下(淺孔鑽)，特殊的達8D(深孔鑽)。這種鑽頭效率高於麻花鑽3～10倍，採用TiC塗層後切削速度可達300m/min。近期對於大尺寸的可轉位硬質合金鑽頭，發展為刀墊式，這樣刀體可多次使用，以德國和瑞典公司為代表。

硬質合金可轉位淺孔鑽
對於直徑大於Φ12mm，孔深小於3D的孔，目前國際上已廣泛採用硬質合金可轉位刀片製成淺孔鑽。這種鑽頭不僅具有高切削性能，而且無需重磨鑽尖。只要更換刀片，鑽頭體可長期使用。所以很受歡迎，已成為數控鑽床和加工中心上的常用鑽頭。鑽前也無須在工件上預鑽中心孔，具有自定心能力。瑞典某公司提供的T-MAXU淺孔鑽，其尺寸範圍為Φ17.5～58mm。德國某公司提供的Drill-fix淺孔鑽，其尺寸範圍為Φ16～82mm；德國某公司提供的ABS-KUB淺孔鑽，可擴大到Φ12～82；德國某公司提供的WIDAXBW淺孔鑽，又可擴大到Φ12～105mm，而且三家德國公司的淺孔鑽均制有冷卻液的注入孔，某公司的產品出屑槽又為螺旋形，對排屑極為有利。這種鑽頭具有很高的金屬切除率，對普通碳鋼的鑽削速度達120～150m/min，且具有很高的剛性。另外，德國某公司還提供可轉位的淺孔套料鑽(一般的最大孔深為3D，特殊的最大孔深為5D)，尺寸範圍為Φ65～400mm。

日本某鎢株式會社生產的TDJ型TAC淺孔鑽，品種有8種，可以加工孔徑小於Φ18mm的深度小於2D的孔，鑽杆直徑為Φ25mm。其結構為機夾可轉位式，具有內刃與外刃兩個刃口。該鑽頭已向焊接式切鋼鑽頭加工領域擴展，鑽頭直徑為Φ14～175mm。（結束）

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而與機械合金化法相比，共還原法是將鎢和銅的氧化物或鹽類混合物經過簡單球磨細化，或者採用鹽類的混合溶液獲得超細或納米晶的鎢銅化合物的混合粉，然後在還原性的氫氣H2中還原得到超細或納米晶的鎢銅混合粉。混合好的粉末經壓制成型並燒結後可以獲得組織均勻、細晶、高密度的鎢銅材料。這種方法可以採取不同的原始材料以及不同的處理方法和條件，並且不會引入其他雜質，可以進行大批量生產，有著較為廣泛的應用前景。

二、成型工藝

目前對於超細或納米及材料主要的成型工藝是模壓成型，對於金屬注射成型（Metal Injection Molding， 簡稱MIM）的研究也在日益增加。相關研究人員研究鎢銅W-30Cu納米複合材料的“T”型試樣的注射成型參數及成型後的脫脂工藝，從而得到表面品質良好、形狀規則，粉末載重量為45%-50%的型坯，直接燒結可得到相對密度高於96%的鎢銅W-Cu合金電極。

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機械合金化粉末並非像金屬或合金熔鑄後形成的合金材料那樣，各組元之間充分達到原子間結合，形成均勻的固溶體或化合物。在大多數情況下，在有限的球磨時間內僅僅使各組元在那些相接觸的點、線和麵上達到或趨近原子級距離，並且最終得到的只是各組元分佈十分均勻的混合物或複合物。當球磨時間非常長時，在某些體系中也可通過固態擴散，使各組元達到原子間結合而形成合金或化合物。

其基本原理是在球磨初期，反復地擠壓變形，經過破碎、焊合、再擠壓，形成層狀的複合顆粒。複合顆粒在球磨機械力的不斷作用下，產生新生原子面，層狀結構不斷細化。在機械合金化過程中，層狀結構的形成標誌著元素間合金化的開始，層片間距的減小縮短了固態原子間的擴散路徑，使鎢銅元素間合金化過程加速。球磨過程中，粉末越硬，回復過程越難進行，球磨所能達到的晶粒度越小。並且，材料硬度越高，位錯滑移難以進行，晶格中的位元錯密度越大，這些又為合金化的進行提供了快擴散通道，使合金化過程進一步加快。

在MA過程中，利用金屬球對粉末體的碰撞而使粉末晶塊細化，從而得到納米晶的預合金混合粉末。採用機械合金化可以製備20nm以下的納米複合粉末。得到的納米晶鎢銅混合粉可以在較低溫度下直接燒結制取高密度、組織均勻的所需成分的鎢銅材料，其晶粒為幾百納米到幾個微米的數量級。這種方法目前最大的缺點是生產效率低以及長時間球磨過程中會帶入較多雜質而影響產品的最終性能。

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目前，絕大部分鑽孔刀具(少量 特殊用途的例外)是用高速鋼製成,如麻花鑽。高速鋼麻花鑽在技術上是成功的，且長期以來得到廣泛應用。但是，這種刀具的切削速度受到很大限制。用高速鋼鑽頭進行鑽削加工時，其經濟性很差(經濟性同用高速鋼車刀和銑刀時一樣)。這對提高生產率帶來了一些困難。可提高生產率的硬質合金鑽頭用得尚少。這種刀具尚出現一些排屑問題，因而不能採用大進給量。由日本研製的New Point無橫刃的鑽頭克服了這些困難,並且取代了普通的高速鋼鑽頭。

這種由日本某金屬株式會社，某金屬株式會社生產的無橫刃焊接式硬質合金鑽頭也被稱為新鑽尖鑽頭的產品，規格為Φ9.5～30.5mm，用於加工孔深小於5D的孔。該鑽頭的特點是：軸向力小，生產率為高速鋼鑽頭的5～10倍，切削速度為高速鋼的6倍，進給量為1.5倍，孔的擴大量不超過40μm。進給量大於0.2mm/r時，切屑更為細小。

以新鑽尖鑽頭與其他鑲硬質合金刀片鑽頭作比較，能觀察出當工件硬度增加時，新鑽尖鑽頭的平均軸向推力和主軸功率方面比其他鑲硬質合金刀片鑽頭增加較小，工件硬度從66HRB增加到104HRB時，新鑽尖鑽頭的平均軸向推力增加了25%，而其他鑲硬質合金刀片鑽頭軸向推力則要增加63%～97%。（結束）

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