高密度钨合金与贫铀合金是目前广泛使用的动能穿甲弹材料，其密度很高且相近，但后者穿甲侵彻威力要高于前者。由于贫铀的污染问题，使得人们不断改进钨合金的性能以替代贫铀。大变形量旋锻就是一种改进钨合金穿甲性能的方法。旋锻后钨合金穿甲弹的穿甲威力显著提高，但对其机理目前仍缺乏明确的认识。

贫铀弹良好的穿甲性能源于在穿靶时的极端高应变率加载条件下，容易出现流动软化行为，并最终造成材料绝热剪切破坏而产生“自锐”现象。在穿甲过程中弹的头部材料存在硬化和软化两种竞争趋势——应变和应变率、硬化与热软化。当然热软化趋势占优时，弹头部材料出现流动软化，该行为是不稳定的，它会导致材料变形的局域化，是材料发生绝热剪切破坏，造成弹头“削减”，减少弹头穿靶的阻力——即“自锐”效应。对于钨合金，由于钨相的高熔点，使得材料的热软化趋势相对缓慢。因此钨合金材料需要经历更大的变形后才可能出现流动软化，故弹头部的“蘑菇头”会增大，降低弹的穿靶效果。

贫铀与钨合金的这种热力学性质差异可以清楚地通过分离式霍普金森压杆的冲击实验观察到，贫铀很容易发生热剪切破坏，而钨合金只有在大变形压缩或采取特殊形状的试样时才会出现热剪切破坏。

相较于烧结态钨合金，锻造态钨合金更容易发生剪切破坏。而对烧结态钨合金，发生剪切破坏则必须满足单轴动态压缩下的应变（真应变）达到45%~90%，在压剪炮上冲击压剪或用特殊形状（帽形、锥台形）的钨合金试样进行动态压缩。

在锻造态钨合金弹的穿靶过程中，弹头部的“蘑菇头”处受力状态复杂，材料总会受到沿锻造方向（径向）的载荷。并且因为该方向上的材料容易出现绝热剪切，反过来也会增加“蘑菇头”处材料的绝热剪切破坏，最终会造成有利于“自锐”效应的绝热剪切破坏。因此锻造态钨合金弹的头部在穿靶过程中将容易“自锐”而提高穿深值。比较试验得到的烧结钨合金弹和锻造态钨合金弹的贯穿直径与弹径的比值，可以发现锻造态钨合金弹的确发生了一定程度的“自锐”。

利用锻造态钨合金的这种容易绝热剪切破坏的性质，通过适当的旋锻变形将比较容易提高钨合金的穿甲威力。

锻造后钨合金的强度提高了，微观结构呈现各种异性。因此导致了锻造态钨合金宏观变形和破坏难易程度的各向异性，从而使锻造态钨合金受到沿锻造方向（径向）的冲击时，容易发生绝热剪切破坏。因此锻造态钨合金穿甲弹容易产生“自锐”现象而导致穿甲能力的提高。


钨产品生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
产品详情查阅：http://www.chinatungsten.com
订购电话：0592-5129696 传真：0592-5129797
电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨图片网站：http://image.chinatungsten.com
钨视频网站：http://v.chinatungsten.com
钨新闻、价格手机网站，3G版：http://3g.chinatungsten.com
 

超细晶粒硬质合金是一种高硬度、高强度和高耐磨性兼备的硬质合金，它的WC粒度一般为0.2～1.0µm以下，大部分在0.5µ,m以下，是普通硬质合金WC粒度的几分之一到几十分之一，具有硬质合金的高硬度和高速钢的强度。其硬度一般为90～93HRA，抗弯强度为2000～3500MPa，比含钴量相同的一般WC-Co硬质合金要高，与加工材料的相互吸附-扩散作用较小，特别适用于耐热合金钢、高强度合金钢以及其它难加工材料。

下面以超细晶粒硬质合金YS2，YM051，YM052等刀具牌号为例，阐述在加工耐热合金钢生产中的一些应用。
 
(1)YS2硬质合金
YS2硬质合金是一种超细晶粒硬质合金，其性能相当于ISO标准中的K30，它的WC晶粒尺寸小于0.5µ,m，硬度为91.5HRA，抗弯强度达2200MPa，在800℃时的高温硬度为930HV，比一般YG类硬质合金高出200～300HV。

在加工K3镍基铸造合金的外圆时，在相同切削用量v=5～6m/min，f=0.5mm/r，ap=0.1mm的条件下，YG8的磨损为0.5mm左右，YS2为0.25mm;在后刀面磨损量同为0.3mm时，YS2的刀具耐用度为15min，而YG8或YG8W的刀具耐用度还不到5min。

用YS2车刀加工耐热不锈钢Cr17Ni2时，当以n=700r/min，f=0.04min/r，ap=0.5～0.6mm的切削用量镗f30+0.03mm孔时，在保证精度及表面粗糙度的条件下，刀具刃磨一次的加工件数为:YT15为4～5件，YT05为29～50件，而YS2则可加工90～140件。由此可见，超细晶粒硬质合金YS2的耐磨性或刀具耐用度要比普通硬质合金高。


硬质合金生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
产品详情查阅：http://www.tungsten-carbide.com.cn
订购电话：0592-5129696 传真：0592-5129797
电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨图片网站：http://image.chinatungsten.com
钨视频网站：http://v.chinatungsten.com
钨新闻、价格手机网站，3G版：http://3g.chinatungsten.com

(2)YM系列超细晶粒硬质合金

YM051、YM052、YM053是上海硬质合金厂生产的一种超细晶粒硬质合金，它的WC平均晶粒尺寸为0.4～0.5µm，1µm以下的占95%以上，硬度大于92.5HRA，抗弯强度在1600MPa以上。YM051、YM052的通用性很强，既能加工钢材，又能加工铸铁，对耐热合金钢如铁基、镍基高温合金、钛合金、耐热不锈钢等难加工材料的加工效果尤为显著，YM053则主要用于加工各种铸铁。

在车削GH132铁基耐热合金钢(f62～f400mm)端面时，在相同切削用量n1=45r/min，ap1=1.0mm，f=0.15mm/r的条件下，刀具走一刀后的磨损量分别是:YM051为0.1mm，YS2为0.21mm，YG8为0.35mm;当n2=60r/min，ap和f值不变时，则分别为0.1mm、0.25mm和0.27mm。在车削其外圆时，用同一切削用量n=20r/min，ap=0.8，f=0.07mm/r，并在采用切削液的条件下，原来使用的高速钢车刀每刃磨一次只能加工一件，还保证不了锥度;用YG8车刀容易产生崩刀，每次刃磨也只能加工一件;而采用YS2或YM052车刀，每次刃磨后可加工2～3件，并能较好地保证工件的锥度和表面粗糙度。

当粗车合金半钢轧辊(硬度为60～70HS，尺寸为f800×1800mm)时，在切削用量v=17m/min，ap=16mm(YT5)或20mm(YM052)，f=0.625mm/r(YT5)或1.75mm/r(YM052)的条件下，YT5刀具耐用度明显低，只能加工200～300mm，加工效率亦低;YM052能加工500～600mm，加工效率是YT5的2～3倍。

由上可知，超细晶粒硬质合金刀具，由于其晶粒极细，刀刃可以磨得锋利、光洁;同时由于它的强度和硬度都很高，故能长时间保持刀刃有极小的圆弧半径和粗糙度。因此，在加工耐热合金钢时，使用YS2、YM051、YM052、YD05等超细晶粒硬质合金刀具比采用YT、YG、YW三类普通硬质合金刀具有较好的耐热性和综合耐磨性能，不仅其刀具耐用度有明显提高，切削效率提高数倍，而且加工工件的表面粗糙度也显著降低。它与立方氮化硼CBN刀具相比，虽然耐磨性稍低一些，但其价格却比CBN低得多，因此可广泛推广应用。


硬质合金生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
产品详情查阅：http://www.tungsten-carbide.com.cn
订购电话：0592-5129696 传真：0592-5129797
电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨图片网站：http://image.chinatungsten.com
钨视频网站：http://v.chinatungsten.com
钨新闻、价格手机网站，3G版：http://3g.chinatungsten.com

1907年，一种低镍含量的钨合金问世，它是通过机械加工方法制备的，但是严重的脆性妨碍了它的应用。直到1909年，美国通用电器公司的库利奇(W．D．Coolidge)通过粉末冶金法制得钨坯条，再利用机械加工生产出在室温下具有延性的钨丝，从而奠定了钨丝加工业的基础，也奠定了粉末冶金的基础。

然而这种“延性”钨合金在灯泡点燃后表现出明显的脆性。1913年，平(Pintsch)发明了钍钨丝(ThO2的 含量为1%～2%)，从而使白炽灯丝的脆性大大降低。起初，灯丝的下垂(见钨丝的抗下垂性能)并不是一个问题，因为此时的灯丝是直丝，但1913年以后， 兰米尔(Langmuir)将直丝改为螺旋丝，这样，当灯泡使用时，高的工作温度和自重的作用使灯丝下垂，因而纯钨和钍钨都难以满足使用要求

为了解决钨丝下垂和寿命短等问题，1917年，柏斯(A．Pacz)发明了高温下“不变形”的钨合金。起初，他在制备纯钨时采用耐火坩埚焙烧WO3，无意中发现用这种WO3还原所得钨粉制成的钨丝螺旋，经再结晶后异常神秘地不再下垂。随后，经过218次反复实验验证，他终于发现在钨酸(WO3·H2O)中添加钾和钠的硅酸盐，经过还原、压制、烧结、加工等制得的钨丝，再结晶后形成相当粗的晶粒结构，既不软又抗下垂，这是最早的不下垂钨丝。柏斯的发现奠定了不下垂钨丝的生产基础，直到现在美国仍称不下 垂钨丝为“218钨丝”，以纪念柏斯的这项重大发现。

掺杂钨合金的生产工序冗长，包括钨冶炼、粉末冶金制坯和塑性加工几个主要阶段。

掺杂钨合金的生产通常选用仲钨酸铵(APT)为原料。从钨精矿制 取仲钨酸铵除了传 统的经典工艺外，20世纪50年代国际上开展了萃取法和离子交换法的研究，中国在70年代也采用了这些工艺，从而简化了工艺流程，提高了钨的回收率。20 世纪60年代以来，许多国家都相继采用蓝色氧化钨掺杂工艺代替三氧化钨掺杂，从而提高了掺杂效果。钨粉的酸洗是20世纪60年代开始应用于生产的，其主要目的在于洗去钨粉中多余的掺杂剂、超细粉和部分有害杂质，从而改善加工性能，提高钨丝的高温性能。从20世纪60年代开始，孔型轧制法不断得到应用。孔型 轧制是使坯料在一对旋转着的轧辊的孔 型中通过，在轧辊压力的作用下使断面减缩和长度延伸。

虽然只有少部分钨矿最终被做成灯钨丝和类似的产品，钨在科学上和技术上所承担的最重要的意义就是其研究成果向实际应用的转换。所获得的知识在粉末冶金新的领域，尤其是在硬质合金的制造上具有不可估量的价值。


钨产品生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
产品详情查阅：http://www.chinatungsten.com
订购电话：0592-5129696 传真：0592-5129797
电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨图片网站：http://image.chinatungsten.com
钨视频网站：http://v.chinatungsten.com
钨新闻、价格手机网站，3G版：http://3g.chinatungsten.com