硬质合金球齿发展三大趋势

因其具有较高的硬度、强度以及优良的耐磨耐蚀性，硬质合金球齿在目前凿岩、油田采掘以及隧道掘进中有着广泛的运用。而随着目前工况的日益复杂，硬质合金球齿自身的性能已经逐渐无法满足现有的性能要求，因而相关研究人员进行了深入的研究，其中主要包括梯度结构、非均匀结构以及添加微量元素。

1.梯度结构：梯度结构合金又被称作多相或多结构合金，它所具有的特点就是极高的韧性和高耐磨性。其原理是采用低碳合金，通过真空烧结获得含η相合金，在渗碳气氛中进行处理从而改变粘结相分布，使合金不同部位分布不同的粘结相含量提升。有实验表明，具有梯度结构的硬质合金球齿钻头的使用寿命相比于普通结构的硬质合金钻头长40%-60%，耐磨性也提高了40%-90%。
2.非均匀结构：非均匀结构合金主要可分为两种，一种是WC颗粒粗细搭配，另一种则是高钴和低钴两种合金进行分别制粒，再相互混合得到的非均匀结构合金。这种非均匀结构的硬质合金球齿具有极高的韧性和耐磨性，但是现在仍处于研发和推广阶段，尚未投入到实际生产中。
3.添加微量元素：根据不同的工况需要，如对硬度、耐磨耐蚀性等性能有特殊要求的，可采用添加相应的微量元素。添加的方式也有两种方式：其一是直接以固体的形式加入，以TaC和TiC为例，将Ta、Ti、W、C直接加入；而另一种则是以TaC或TiC的单质形式加入。添加微量的TiC和TaC有利于改善粘结相成分以及晶界微观结构，从而有效提高合金的耐磨性、抗冲击韧性以及抗热塑变能力。两种添加方式所达到的效果也基本等同。

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