同样材质的硬质合金毛坯，在加工制成模具后，其使用寿命有的长，有的则很短。经分析，发现问题出在设计、加工、组装以及焊接等上。  

1.硬质合金模具设计技术状况 

拉丝模是一结构较简单的模具。80年代以前我国一直沿用前苏联的"直线型"理论设计，80年代后才有部分厂家引用50年代就提出了的"圆滑过渡"技术理论。 近年来，我国学者对拉丝模进行了角度设计和环沟磨损的理论分析，提出了最大、最小拉拔角的概念，分析了金属在拉伸变形过程中对模具产生不均匀磨损的机理。广东工学院的研究人员对冷镦小规格螺钉用硬质合金模具进行了解剖分析，得出国产模具寿命低（200-400万次）而日本模具寿命高（900-1000万次）的秘密所在，其关键技术是在角度的设计上。即日本模在模芯底部与模套内孔底面中心接触部位采用了双凸面设计。它的优点是能使受力最大的中心部位保证紧密压靠，四周留下的空隙又可供过盈配合时，储藏从孔壁挤出的多余金属。沈阳桥梁厂对冷镦M12螺母用的硬质合金凹模，由原来的六角设计改为六瓣编装镶套组合起来使用。其平均寿命 50万件／模，高的达 120万件／模。笔者认为这种设计比较合理，一是因为它比整体结构设计模节约硬质合金；二是它装配简单；三是模具更换容易，损坏一瓣可更换一瓣。 

2．加工与装配技术对硬质合金模具的影响

硬质合金模具的尺寸精度和形位精度是靠磨削来实现的。由于对硬质合金的磨削力是对一般钢材磨削力的2-3倍。所以要求磨床的动力要大，刚性要高，就我国目前的机床水平，还没有加工硬质合金的专用磨床。故常造成加工误差，误差的累积效应将严重的损伤模具的使用寿命。 在电火花加工过程中，由于放电的瞬间模具材料受到高达10000 C左右的高温作用和液体介质的作用，会使表层发生金相组织的变化，还有可能渗碳（工作液中的碳），渗金属（铜钨电极），甚至出现显微裂纹等，无疑影响寿命。 镶套是为了使合金能承受更大的冲击和挤压负荷，不论是热压镶套还是冷压镶套，间隙要求都很严。一般冷压镶套选择0．03-0．05mm的过盈量，热压镶套为 0．08-0．10mm，型腔套的加温取700-800C，硬质合金取300C左右。热压完成后，放人600C箱式炉中保温Zh，以消除应力。 

硬质合金的焊接也是一项关键技术，一般采用钎焊的较多。湖南省冶金材料研究所曾为西安飞机发动机制造公司研制了一种镍基钎焊料，在真空炉中钎焊硬质合金收到良好效果。


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钨及钨合金穿甲弹的研制是从20世纪50年代开始的，20世纪70年代英国、美国、西德等国用液相烧结高比重钨合金——(W-Ni-Fe 和 W-Ni-Cu)做大孔径脱壳穿甲弹芯及枪榴弹（穿甲弹）弹头，从而大大提高了弹芯的韧性，增加了穿甲威力。

新铜壳钨子弹使用钨-聚合物复合材料代替老的铅/锑合金芯。为了避免铅制子弹对环境的污染，美国计划生产主要用钨合金制造“绿色子弹”。所谓“绿色”子弹仅指其对环境污染较少而言，其杀伤力比铅制子弹有过之而无不及。按照美国军队武器研究开发与工程中心（AARDEC）绿色子弹方案Wade Bunting经理的计划，1999年美国决定生产100万枚钨合金子弹。最后军队所有的子弹芯全部换成新钨芯子弹。


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1.硬度。碳化物WC、TiC等的硬度很高，所以合金整体也就有高硬度，一般在HRA89~93之间。硬质合金的硬度值随碳化物的性质、数量和粒度而变化，又随粘结剂含量的增多而降低。在粘结剂含量相同时，WC-TiC-Co合金的硬度高于WC-Co合金。

硬质合金的硬度又随着温度升高而降低。在700~800℃时，部分合金保持着相当于高速钢在常温时的硬度，另一部分合金则低些。合金的高温硬度仍取决于碳化物在高温下的硬度，故WC-TiC-Co合金的高温硬度比WC-Co合金高些。添加TaC(NbC)能提高高温硬度。 

2.抗弯强度和韧性。常用牌号硬质合金的抗弯强度在0.90~1.50GPa范围内。粘结剂含量越高，则抗弯强度也就越高。当粘结剂含量相同时，WC-TiC-Co合金的抗弯强度总是低于WC-Co合金，并随着TiC的含量的增加而下降。 

硬质合金是脆性材料，常温下其冲击韧性仅为高速钢的1/8~1/30。韧性不足是硬质合金的弱点。故硬质合金刀具一般是将合金刀片焊接或夹固在刀柄（刀体）上使用，有的小模数齿轮滚刀或小的硬质合金钻头和立铣刀等才做成整体的。和抗弯强度的情况一样，WC-TiC-Co类韧性低于WC-Co类。 

3.导热系数。由于TiC的导热系数低于WC，所以WC-TiC-Co合金导热系数比WC-Co合金低，并随着TiC的含量增加而下降。

4.线膨胀系数。总的说来，硬质合金的线膨胀系数比高速钢小得多。WC-TiC-Co合金的线膨胀系数大于WC-Co合金，并随着TiC的含量的增加而加大。由于WC-Co合金的线膨胀系数比WC-TiC-Co合金小，而且WC-Co合金抗弯强度较高，导热系数较大，所以焊接时产生裂纹的倾向比WC-TiC-Co合金小。 

5.抗冷焊性。硬质合金与钢发生冷焊的温度高于高速钢，WC-TiC-Co合金与钢发生冷焊的温度高于WC-Co合金。


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战略金属指的是大量用于军事制造工业的金属，钨合金作为战略金属，对国防建设有着至关重要的作用。

钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为 2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。钨合金的机械性能与贫铀相差无几,但没有放射性。钨的化学性能也非常稳定,甚至在1000℃以上的高下也不会氧化,硬度也不会明显下降。这对防破甲弹的高金属射流十分有利。

目前，钨合金已经成为了一种制作军事产品的原料,子弹,装甲，炮弹,弹片头,手榴弹,猎枪,子弹弹头,防弹车,装甲坦克,大炮部件,枪支等都可以由钨合金制成。其中，钨合金的一种主要用途是动能穿甲弹。由于铅和贫铀对环境造成的危害，钨产品由于其无毒环保的性能，已被用来替代以往的原料用作制造子弹弹头，以减少军事材料对环境造成的危害。由于钨的高硬度和耐高温，在军事领域，钨产品已得到了广泛的应用。


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