纳米晶硬质合金性能
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- 发布于 2013年5月10日 星期五 13:21
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1.组织性能。纳米晶硬质合金的显微组织非常细小，决定了其优良的力学性能。但由于纳米粉末的制备方法、烧结工艺不同。其显微组织也各不相同。Jia等在1350℃烧结用喷雾转化法制备的纳米WC-Co粉末，得到纳米硬质合金WC晶粒尺寸约为70 nm，其晶粒的边界与普通的硬质合金相同，同样是平直的边界。但其位错密度反而明显少于普通的硬质合金。用不同的制备方法来制备的纳米硬质合金粉末，其粉末的显微结构有很大的不同，如采用化学法合成与机械球磨方法合成的WC/Co粉末，尤其是机械球磨使晶粒发生较大的变形，而且堆积大量的位错。尽管烧结时位错大部分消除，但仍然有很高的位能。
2.力学性能。随着粘结相自由程的减小，硬质合金的维氏硬度显著提高:当钴粘结相平均自由程为30 mn时，其维氏硬度高达2300kg/mm²以上。而且裂纹扩展阻力也随着提高，相应提高合金的韧性。
3.刀具切削性能。纳米晶硬质合金制作的刀具产品具有非常优异的使用性能。
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纳米晶硬质合金的开发
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- 发布于 2013年5月10日 星期五 13:16
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(1)纳米晶硬质合金的研制打破了常规硬质合金生产中的一些定律，即硬度提高必然伴随韧性下降的结论。
(2)研究和开发还处在初级阶段、工艺与技术有待完善和创新，批量生产还有待突破。
(3)根据WC-Co的纳米尺度来推断产品的晶粒度和性能的理论已起步。
(4)纳米WC-Co硬质合金材料烧结过程中晶粒长大迅速，材料中很易出现致密度不高、晶粒粗大。有关添加晶粒生长抑制剂防止烧结过程中晶粒疯长的报导文献较多，但有关低温烧结纳米硬质合金的报导不多。
(5)对于纳米材料晶界的研究多为表象研究，尚未形成明确、深刻、系统的理论，而且对于纳米WC-Co硬质合金材料晶界作用机理的研究报道很少。
(6)纳米WC-Co硬质合金的烧结工艺的改进和创新，以及对其烧结特性、烧结机理的研究是今后研究的重点。
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中国钨合金应用发展II——钨合金与屏蔽材料、穿甲弹
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- 发布于 2013年5月10日 星期五 11:59
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钨合金具有高的强度和塑性，其应用更加广泛。20世纪70年代初，首先开发了95W-Ni-Fe和WNF-185合金用做屏蔽材料，应用于Co60治疗机和BJ-10电子直线加速治疗机，结束了长期依赖进口的局面，随后该合金又被应用到探测煤层厚度的“小口径放射性测井仪”和“低能γ源荧光分析仪”该合金产量不足50t。
70年代末，随着坦克防御技术的不断发展，曾在第二次世界大战中大量使用的WC-Co硬质合金弹头已不能满足破甲要求，为了满足中国反坦克兵器发展的需要，北京有色金属研究院研制了GW-1型钨合金（其成分为95.5W-2Ni-2.2Fe-0.3Co）用做第一代钨合金穿甲弹弹芯材料，其强度达到904MPa，延伸率达到15%，填补了国内空白。为了适应高初速、高膛压穿甲弹，中国相继开发了GW-2S和GW-3S牌号的钨合金用做穿甲弹弹芯材料，抗拉强度达1274MPa，穿破甲性能进一步提高，穿甲厚度达到178mm。
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中国钨合金应用发展III——钨铜合金与开关触头、高温部件及电火花电极
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- 发布于 2013年5月10日 星期五 13:11
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60年代初，中国首先研制了W-20Cu材料替代纯铜和铜合金触头用做10kV以上的高压电器开关触头，提高了使用性能和延长了使用寿命。60年代末，为配合航空航天工程发展的需要，中国自主研制开发了W-7Cu合金用做火箭弹的喷管喉衬材料，当时中国钨铜产量仅有40t。随后在70年代相继开发了W-13.2Cu、W-7.6Cu、W-5.9Cu三种牌号的高温用W-Cu材料，用做制备飞行器的喷管、喉衬、燃气舵、空气舵等高温部件，此时中国钨铜产量已达到80t。80年代初，为了适应高中压电器设备的需要，中国先后开发了W10CuV、WCu15V、W20CuV、W33CuV、W35CuV、W35CuSbV等多个牌号的真空电触头，其工作电压在200kV以上。
与此同时，相继开发了CuW55%（RWMA Class10），钨铜CuW75%（RWMA Class11），钨铜CuW80%（RWMA Class12），F6002E等牌号的钨铜合金制备电火花加工电极其抗电弧烧蚀性能较传统铜合金大为提高，推动了中国电火花工业的发展。
上世纪90年代以来，中国陆续开发了90W-10Cu、85W-15Cu、80W-20Cu等体系钨铜合金，用做电子封装材料。随着信息化时代的来临，其成为钨铜发展最为迅速的方向。经过50多年的发展，该合金的研究与开发应用得到了长足的进步，形成了多种合金成分体系与合金牌号，开发了真空电触头、电火花加工电极、电子封装材料、高温结构材料等多种系列产品，广泛应用在军工、航空航天、电子信息、
电气工业、机械加工等领域。
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纳米晶硬质合金应用II
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- 发布于 2013年5月10日 星期五 11:57
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(3)木材加工。早在50年代，硬质合金镶尖工具就被用于木材加工行业。而今，各种材质的板材的出现，对加工精度和外观的要求大大提高，高速切割时的离心力、切削力使普通硬质合金难以满足加工要求，于是纳米晶粒WC硬质合金有了用武之地。
(4)医学应用。医用牙钻是精细仪器，其切口必须锋利，而且要求具有很好的耐磨性和韧性，超细晶粒WC硬质合金以其高强度、高韧性和耐磨性在这一领域得到广泛的应用。
(5)其它应用。纳米晶粒WC硬质合金由于其晶粒细小，作刀具可以磨出精度极高、锋利的切削刃和刀尖圆弧半径;因其高强度就可用于制作大前角、小进给量和小吃刀量的精细刀具，如小直径立铣刀、小铰刀等；因其高弹性模量、抗磨擦磨损性能，可用于制作高精度模具、冲头等；另外还可用于制作高耐磨、耐冲蚀工具，如高压喷嘴、阀门、高压枪、玻璃刀、纺织品切刀以及磁带、录相带切刀等等。另外科学家们还正在研制圆形刀具、凿岩刀具以及纳米WC-Co基增强复合材料等。
因此开发纳米WC硬质合金和寻求更为广阔的应用领域成为发展的热点，而制备的关键技术在于纳米原料粉末的制备及随后的烧结过程。减小粒径是提高WC-Co硬质合金性能(强度、硬度和抗磨性钧的有效途径，因此研制纳米晶硬质合金是下阶段研究者的开发重点，它将大大拓宽WC-Co硬质合金的应用领域，并因此带动各种精密仪器、模具、刀具及电子通信技术的飞速发展。
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