超细晶硬质合金应用与前景

自硬质合金问世以来，其强度和硬度之间就一直是一对“不可调和的矛盾”，而先进制造技术的飞速发展，强烈要求将两者结合起来。研究表明，当WC晶粒尺寸减小到亚微米以下时，硬质合金材料的硬度和耐磨性、强度和韧性均获得提高。这种超细晶WC Co硬质合金，因同时具有高的硬度和高的抗弯强度、高耐磨性和高韧性，被形象地称为“双高”硬质合金，满足了对高性能硬质合金刀具材料越来越高的要求，正成为国际工程领域竞相研究开发的热点，从合金粉的制备工艺、烧结工艺到材料检测技术都得到了快速发展。　　

超细晶硬质合金在具有高硬度、高耐磨性的同时，具有高的强度和韧性，并且可稳定进行规模化批量生产，非常适应现代先进制造技术对高性能刀具材料的技术要求，成为国际工程材料发展的热点，正广泛用于汽车制造、航空航天、模具制造、电子信息等行业的高效高精度切削加工领域。例如，汽车加工用孔加工刀具、印刷线路板用微型钻对“双高”性能的超细晶硬质合金的需求就非常大。随着电子信息产业的飞速发展，对微型钻的需求越来越大，月需求量约为2500～3500万支，每年需微型钻棒料约1800～2000t，国内市场的需求量以每年140%的速度递增，国际市场的需求量以5%的速度递增。而在汽车工业用刀具方面，仅以上海汽车工业集团的需求为例，目前年耗汇3000万美元进口高性能硬质合金刀具，折合成坯料约100～150t，并且呈迅速上升趋势。

目前，像瑞典的Sandvik、美国的Kennametal、奥地利的Plansee、法国的Forecreu、日本的ToshibaTungaloy等国际著名硬质合金生产企业纷纷进入和抢占我国超细晶硬质合金棒料及其孔加工刀具市场。我国的一些科研工作者也先后在此领域中开展了研究与开发，并取得了重要进展。上海材料研究所研制并小批量生产出的硬质合金(SRIM)晶粒度达到了0 3～0 5μm，实现了“双高”性能，已生产了5～40mm十多种棒料规格，其中带内冷却孔的约占60%，制成多种形式的特种刀具，已在汽车工业中得到成功应用，取得了与原进口的相同型号钻头同等的使用效果。　　

随着快速凝固技术(喷射转换工艺、机械合金化、气相反应法等)、快速固结技术(电火花等离子烧结技术、微波烧结技术等)及先进的无损检测方法(矫顽磁力、磁饱和性能)等在超细晶硬质合金发展中应用的日趋成熟和不断改进，必然为纳米晶硬质合金的研究开发打下坚实的基础。


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