我国的硬质合金工业目前存在生产过剩、结构不合理、品种不全三大问题。

据统计结果, 全国已有硬质合金生产厂家150多家, 生产能力高达10000t , 具有较大规模的、年产1000t 以上的仅有两家, 年产100t 以上的6家, 年产50~ 100t 的为5家, 90%以上为年产50t 以下的生产企业。1994年全国硬质合金产量为7540t, 1995年为7100t, 1996年为6630t, 1997年1~ 9月为4827t, 其中株洲硬质合金厂、自贡硬质合金厂两家这3年实际生产产量占全国硬质合金的生产量分别为64%、57%、54. 3%。产品结构属低档钨钴、钨钴钛类合金, 具有较高加值的机夹刀、钻头、轧辊等深加工产品所占比例仅约10%。从生产能力来看, 株洲硬质合金厂为4000t/ a、自贡硬质合金厂为2000t/ a, 两家的生产能力达到国内市场需求的92%。

硬质合金出口方面和钨冶炼产品一样, 国内各生产厂家纷纷到国外寻求市场, 导致国内厂家在国外市场上展开了一场激烈的角逐。硬质合金出口产品中, 主要是低附加值的铸造碳化钨粉、混合料、焊接刀片、矿用合金, 而高附加值的深加工产品, 如可转位研磨涂层刀片、轧辊、硬质合金孔加工刀具出口可以说是微乎其微。

与国际现行价格相比, 我国的低档硬质合金一般要低50%~70%。深加工产品方面, 由于品种少、产品不能配套, 加之质量和售后服务上的差距, 价格也要低20%~40%。在高档产品上, 我国硬质合金尚不具备与西方发达国家相抗衡的实力, 而在低档产品上, 发达国家在金属切削方面, 工艺技术远比我国高。在发达国家, 使用的大都是高附加值的可转位刀片、金属陶瓷刀片等高技术产品。除了耐磨零件、矿用合金外, 焊接刀已极少使用。我国生产的焊接刀能够进入的其他国家基本上都是一些发展中的国家, 而我国的产品在进入这些发展中的国家时, 由于没有做好价格自律, 致使出口价格越来越低。如巴基斯坦市场, 在80年代初, 出口刀片换汇成本仅0. 8元, 而现在的价格, 换汇成本一般都在8元以上, 有的甚至高达10元。由此可以看出, 由于我国的无序竞争、内耗, 使得本属有较高利润的硬质合金产品, 已经变得无利可图。因此, 各个生产企业的效益都在逐年下降, 个别企业甚至亏损、破产。尽管这些年国家对钨品出口实行了许可证制度, 成立了价格统一协调小组, 对钨矿实行保护性开采, 但由于各行业及地方受利益机制的驱动, 效果并不理想。

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磨刀器是指最新研究出来的一种科学、实用、高效、便捷的磨刀器具。适用于各种厨房刀具、户外刀具、剪刀及大马士革刀和陶瓷刀。其特点是使传统的单面磨刀转为双面磨刀，使磨刀的方法，角度，效率等发生了根本的变化，最钝的刀具也不用超过半分钟，而使其锋利无比，其效率真是无与伦比，磨刀器的磨刀材质是用特殊材料加工精制而成，使用寿命特别长，加之价廉物美操作简单，实为家庭主妇不可缺少的好帮手。

硬质合金是一种粉末冶金材料，硬度高。是工业中最常用切削金属的刀具材料。所以，这种材料做的磨刀器，是所有方式中最快的。因为它是直接切削金属进行磨刀。当然稍微有些损伤刀具，但作为普通刀具而言，是最好的一种磨刀器。

一般家庭普通磨刀，建议使用普通的硬质合金定角磨刀器，快速、简单而且卫生。


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随着科技发展，生活中有越来越多的辐射，如X射 线，伽马射线辐射（高能电磁辐射），阿尔法粒子辐射，宇宙辐射等这也成为新的问题。为了保护患者和其他人群远离电离辐射，如乳腺癌，皮肤癌等疾病的。因此 迫切需要能够有效吸收辐射的媒介。研究者们发现辐射可以通过屏蔽器来减少，防辐射材料的能力和它的密度有关。高密度意味着有更好的阻止和屏蔽能力。由于有更高的密度，高比重合金具有更好的抗辐射能力，更能够对伽玛射线起到稀释作用。高比重钨合金由于它的高射线密度（比铅高60％），良好的机械强度，低热膨胀，耐腐蚀，高辐射的吸收（优于铅），简化的生命周期和高强度，可以提供与铅相同的保护但较少的体积和厚度，所以钨屏蔽比铅屏蔽有更小的风险。由于其无铅和无毒的特性。和铅或过去的贫化铀相比，钨合金更容易被接受的。

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硬质合金模具，是由钨钴类合金制成的拉丝模具。

硬质合金模具的材质使其具有耐磨性高、抛光性好、粘附性小、摩擦系数小、能量消耗低、抗蚀性能高等优点，所以硬质合金模具具有广泛的加工适应性，已成为当今应用最广泛的拉丝模具。


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高比重钨合金按中国航空材料标准及美国航空材料标准生产，目前已生产高比重钨合金渔坠（包括水滴型钨合金、弹头型钨合金、圆柱型钨合金、圆柱带孔型钨合 金、管型钨合金、塔型钨合金、鱼型钨合金、鱼头型钨合金、盲孔型钨合金等）、高比重钨合金球、高比重钨合金圆棒、高比重钨合金块、高比重钨合金精密成型零 件、高比重钨合金高尔夫球头、高比重钨合金偏心振子、高比重钨合金密封件、钨医疗屏蔽用高比重钨合金（包括：钨合金光栅叶片； 钨合金防护罐——用于医疗上的放射性屏蔽壁；钨合金屏蔽针管——用于医疗放射性药液屏蔽；钨合金存储器——用于储存放射性物质的罐、箱等容器。 钨合金准直器、准直钨棒--用于医疗直线加速器和核工业用钨合金系列、检测集装箱系统的准直器；Co60 及其他辐射的屏蔽；高比重合金电触点、空气断路器中的钨合金触点）、高比重钨合金油田加重杆、钨合金穿甲弹弹芯、钨合金子母弹、飞机钨合金陀螺转子、及其它航空、航天领域、医疗器械屏蔽材料领域、以及军事、石油开采等领域高比重钨合金异型件。

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放射性药物指含有放射性核素供医学诊断和治疗用的一类特殊药物。用于机体内进行医学诊断或治疗的含放射性核素标记的化合物或生物制剂，钨合金屏蔽罐主要用于屏蔽医疗用放射性针剂、药品、和X，伽马射线等放放射源材料。

研究发现金属的高密度性质对辐射有很好的屏蔽效应，并且随着金属的密度的增大对辐射的屏蔽性也越好。在现有可用金属中只有钨和铅在制作屏蔽罐行业用得比较多。金属铅用的比较早，但在长期使用过程中也暴露出一些问题。铅本身和其化合物对人体各组织均有毒性，中毒途经可由呼吸道吸入其蒸气或粉尘，然后呼吸道中 吞噬细胞将其迅速带至血液；或经消化道吸收，进入血循环而发生中毒。中毒者一般有铅及铅化物接触史。口服2-3克可致中毒，50克可致死。也正是这样有关 部门正在大力研究铅的替代物质，并逐渐取消铅的使用。在这种背景下钨渐渐被重视起来。在制作屏蔽罐产品中一般使用高比重钨合金，因为钨合金的密度可以达到很大。

钨合金和铅材料相比钨合金表现出更加环保的特性。钨本身不具毒性也不会产出放射性物质。并且钨合金易加工，钨储量丰富。

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通过对-铸件浇注和凝固过程中比内能分布的热场分析,确定各种工艺条件下的良性热场、不良热场及其工艺热元和热场不良元、热场的均匀化程度，并分析造成铸 件缺陷的主要原因，采取相应工艺措施以消除对热场分布的影响,取得健全铸件。通过3个铸件实例分析，说明了热场分析方法的实际应用。但是铸造工艺的热场分 析方法要依赖流体力学知识和丰富的铸造经验,目前仅能进行定性分析，还不能进行定量分析或实现计算机CAD。

在金属液全部浇入型腔后至-金属液凝固的这段时间里，型腔内金属液(包括铸件和浇冒系统)以温度为表症的比内能(单位质点含有的能量J/kg)分布即为热场。

在传统的-铸造工艺理论中，将铸件几何结构中材料富集部位，也就是几何断面较大的部位确定为热节，并将热节纳入工艺控制重点。这些都是建立在金属液浇注 完这一时刻，型腔内金属液温度都一样的基础上的，然后根据均匀散热的条件，单位比表面积最小的部位即比内能下降最慢的部位，就是最后凝固部位，也即是一般 热节所在部位。但是利用铸件热节分布来安排铸造工艺，在生产实践中往往会出现工艺缺陷，也就是说，铸件局部过热和过热引起的缺陷不一定出现在几何热节处。 为此引入热场概念。通过对铸型浇注完毕后，金属液总体的温度分布以及随冷却条件的差异导致温度分布变化的研究，确定热场的分布，用比内能的概念取代热节， 从而决定铸造工艺的布置，以弥补单纯依靠热节来安排铸造工艺的不足。

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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。目前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。

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高比重合金

高比重合金广泛应用于航空航天、汽车、医疗、军事等领域，作为配重部件、屏蔽材料、动能部件使用。

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硬质合金旋风铣是一种与普通车床配套的高速铣削螺纹装置，用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法，运用于干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削，消耗动力小。

表面粗糙度能达到Ra0.8μm。车床主轴转速慢，所以机床运动精度高、动态稳定性好，是一种先进的螺纹加工方法。因其铣削速度高(速度达到400m/min)，加工效率快，并采用压缩空气进行排屑冷却。加工过程中切削飞溅如旋风而得名—旋风铣。


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中国是一个钨的资源大国，半个多世纪以来，为世界钨工业的发展作出过重大贡献。特别是近几十年来，中国钨工业的发展已经从出口钨精矿、进口钨制品，逐步发 展成钨加工制品基本满足了国内需求，并发展成多种钨制品可以大量出口的产业国。这不仅从根本上改变了中国钨工业的局面，并较成功地为中国国防工业的发展与 国民经济建设作出了十分重要的贡献。在钨加工产品的多个领域无论是产能，还是产量都名列世界前茅，成为真正的世界公认的产业大国，但是在钨加工技术的某些 方面与世界先进国家相比还存在一定差距，要成为真正的钨加工技术的世界强国还需努力。

1  钨制品在国家建设中的重要作用

    钨加工材包括硬质合金、钨基合金、钨丝、钨电极等，由于这些材料的生产规模和性能已达到或接近世界水平，较好地满足中国国民经济建设和国防建设的需求，为中国国民经济建设的高速发展和国防建设现代化作了重大贡献，使中国能以一种全新的姿态立足于世界之林。

1.1  钨基合金在国防和国民经济建设中的重要作用

(1)在航天航空工业中的应用。中国20世纪60年代研制出的第一代钨基高比重合金由于性能优异，自诞生后立即在中国自行研制的第一颗人造卫星的导航仪中 得到成功应用，随后这种新材料先后在我国第一枚洲际导弹及自行研制的各种新型歼击机、直升机中得到成功的应用。为满足中国通讯卫星研制的需求，又成功地研 制出一种密度高达18.5g/cm3的新型钨基高比重合金。多种高性能的W-Cu合金在火箭(导弹)燃烧室、喷管、喉衬、方向舵等高温部件的研制中得到应 用。

 (2)在军工工业中的应用。中国W-Ni-Fe高比重合金的研制成功，为各种穿、破甲弹的研制提供了关键材料。W-Ni-Cu高比重合金做陀螺转子材料在中国的第一艘核潜艇的研制中同样发挥了重要作用。

 (3)在核工业和民用工业中的应用。在核能工业中，用做核反应堆的隔热与防辐射材料，钨基高比重合金具有良好的应用前景。在民用工业中，钨基高密度合金得 到了更广泛的应用，手机振子和高尔夫球杆上的配重便属于量大面广的产品。在电热加工中做性能优异的砧块材料使电镦粗的生产效率成百倍的提高，具有显著的经 济效益。

1.2  硬质合金在国防与国民经济建设中的重要作用

由于硬质合金的出现使切削加工速度成十倍地提高而引起机加工工业的一次革命。中国硬质合金工业的发展为中国提供了各种切削加工用刀具。使中国机加工工业得 以高速发展。中国汽车2009年产能达到1300万辆，假如没有国产的足够品种与数量的硬质合金来保证，要实现这一目标将成为空谈，而石油开发中用到的大 量钻具，硬质合金更具有难以取代的地位。在高速公路和铁路的建设中需用到大量的挖掘机械，这些机械中的大量耐磨损、耐冲击零部件的制造，硬质合金更可发挥 其独特的功效。

 在国防建设中要用到大量高性能或特异性能的新材料，要加工成各种零部件，遇到的第一个难题是加工用刀具材料的开发，而中国自行研制的新型硬质合金便很好地解决了这类难题，为中国国防现代化作出了积极贡献。

1.3  钨加工材在国民经济建设中的作用

第一根钨丝的出现给人类带来了光明，中国钨丝的品种与产量保证了千家万户照明用钨丝的需求，而耐震钨丝等高技术含量产品的研制成功，更改变了中国钨制品的 出口结构。钨除了具有很高的耐高温性能外，更具有很强的吸收射线的功能，因此，在当今核能工业发展中钨板将发挥巨大的作用。

综上所述，钨加工工业的发展不仅对国民经济建设有举足轻重的影响，对国防现代化建设更是具有非常重要的作用。

2  中国钨加工材的生产现状

经过60年的飞速发展，中国钨加工材产业从无到有，从小到大，已经发展成为世界级的产业大国。

2.1  硬质合金

2.1.1  中国硬质合金的产能已居世界第一

建国初期，我国仅在大连电冶厂有硬质合金作坊，年产几十公斤硬质合金，经过60年的顽强拼搏，中国硬质合金的生产能力有了飞速发展。近年来中国硬质合金产 能在稳步上升，根据对中国48家硬质合金主要生产厂家进行的统计结果显示，中国硬质合金产能已达3000t，而中国目前拥有的硬质合金生产厂家据不完全统 计约有400家，当然有相当一部分年产量较小的小厂，但总产能应该可以达到约40000 t，即中国硬质合金的产能已是世界第一。

2.1.2  中国硬质合金的产量已居世界第一

中国硬质合金的产量到本世纪初已达到较稳定的状态，即年产量达16000 t左右，约占世界硬质合金产量的40％，但应该指出的是这些数据也是基于48个主要硬质合金生产厂家的统计, 而中国目前已拥有400余家硬质合金生产厂家，故年总产量应该是20000 t以上，所以中国已成为世界上最大的硬质合金生产国家。

2.1.3  中国硬质合金产品结构

中国硬质合金三大产品即切削刀具、矿用硬质合金和耐磨零件用硬质合金的产量约达5000 t。这些数据说明中国硬质合金产品的结构正在趋于合理发展，能较好地满足各行各业对硬质合金产品的需求。

2.2钨基合金

中国钨基合金发展较晚，实际上是从20世纪50年代末期才开始研发，但到20世纪末期却呈现一个高速发展的局面。

2.2.1钨基高比重合金

中国钨基高比重合金从20世纪50年代末开始研究，在1965年研究成功第一种W-Ni—Cu高比重合金，但其产量规模一直较低。在20世纪90年代以前 其产量仅约100 t／a，但进入21纪却出现了一个高速发展的局面。到2006年中国钨基高比重合金的生产厂家已发展到74家，年产量已达2770 t，到2009年产量已超过3000 t。

2．2．2钨一铜合金

W—Cu合金是一类十分重要的电工材料，也是一类具有十分重要意义的军工材料，因此其研发备受关注。中国W—Cu合金起步于20世纪60年代，但其产量规 模一直较低，由于电子、电气行业的快速发展，极大地刺激了对W—Cu合金的需求，到21世纪初期有了较快的发展。

进入21世纪后中国W—Cu合金的产量成倍地增长，到2005年其产量超过600t，销售收入达3929万元，2008年产销超过1亿元。

2.3  钨  材

中国钨加工材发展速度较快，灯用钨丝的产量2009年达近300亿m，居世界首位。中国钨丝材产量是继硬质合金之后第二大钨制品，其产量占整个钨制品的29％以上。

2.3.1  钨  丝

中国粗钨丝与细钨丝的产能、产量与消费量逐年增长，从20世纪70年代中期以来，中国钨丝加工业发生了质的变化，从主要以增加产量为主的发展模式向提高技 术水平和提高经济效益为目的的发展模式转变。进入21世纪后，中国粗、细钨丝的产能、产量与消费量均呈上升趋势，而且出口量也在递增。 

2.3.2  电极用钨棒材

钨棒材的直接应用领域主要是用做钨电极材料，目前世界每年使用的钨电极的总消耗量已达1600 t,市场需求随着经济发展仍在增长。中国钨电极的年产量约占全世界钨电极产量的3／4。近年来中国钨棒材和钨电极产量以极快的速度增长，2007年达到 1000 t，较1996年增长了20倍以上。

综上所述，中国硬质合金、钨基高比重合金、钨丝和钨电极等产品的产量已占世界总产量非常高的比重，中国已成为世界钨制品生产的产业大国。

3  中国钨加工材与国外的差距

中国钨制品的产量与产能已成为世界大国，但整体来说与世界先进水平相比尚存在一些差距，这是我们今后努力的方向。

3.1  硬质合金与国外的差距 中国硬质合金产量大，质量也有大幅度提高，但超细和纳米结构硬质合金、超粗晶粒硬质合金、超大型硬质合金制品和深加工、高附加值硬质合金制品等与世界先进水平比尚存在较大的差距。

3.1.1  超细及纳米结构硬质合金

中国已有多个企业可以批量制备BET粒度小于0.2μm的WC粉末，并可批量生产晶粒度为0.4μm左右的超细晶硬质合金。但国外已能工业规模生产粒径为 0.2μm的超细硬质合金。表1列出了Sandvik公司PCB微钻用PN90硬质合金的性能数据。这种硬质合金的平均粒径仅为0.2μm，其抗弯强度高 达4700 MPa，比中国生产的超细硬质合金高了约1000 MPa。而超细晶粒硬质合金是大量生产高附加值深加工硬质合金的必备材料。据报道，一支0.08 mm仅重5g的硬质合金微钻，市场售价高达600-700元。目前应用广泛的超细硬质合金世界产量达1.5万t，而中国年产量不到2000 t，而且质量有待提高。


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