冷冻-干燥法原理是以金属盐为原料, 首先制备含多种金属盐溶涂的混合溶液, 用沉淀法制备氢氧化物的溶胶。含水物料在结冰时可使固相颗粒保持在水中的均匀状态, 冰升华时, 固相颗粒不会过分靠近而避免团聚的发生。George DWhite和William E Gu-rwell采用这种方法制备了含钨量为70%、90%和97%的三种纳米钨合金粉末, 采用此方法制备的纳米钨合金粉末形状单一, 结构类似珊瑚状, 粉末颗粒为100nm左右。而且将粉末制备成压坯后, 粉末的压坯强度高, 烧结性能好, 在1200e 温度下进行烧结可达到近全致密。

冷冻-干燥法的主要特点是, 生产批量大, 特别适合于大型工厂制备超微颗粒,设备简单, 成本低, 颗粒成分均匀, 但易于引入S、O等夹杂。


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溶胶-凝胶法的基本原理是将易于水解的金属化合物(无机盐或金属醇盐) 在某种溶剂中与水或其他物质发生反应，经水解与缩聚过程逐渐凝胶化， 再经干燥/ 煅烧和还原等后处理得到所需的材料。其基本反应有水解和聚合反应, 可在低温下制备纯度高、粒径分布均匀、化学活性高的单、多组分混合物(分子级混合)。

SrikanthRaghunathan等人用溶胶-凝胶法制备了多种纳米晶钨合金粉末， 如W- Mo、W-Cu、WC- Co复合粉末。以制取纯W粉为例，首先将Na2·WO4·2H2O晶体加入到0. 1N的盐酸中，然后在11. 3N的盐酸中进一步酸化并加热到298K~333K之间，控制化学合成条件如pH值等,便可得到凝胶状的钨酸先驱体，干燥后进行氢还原即可得到钨粉。采用这种方法，可以制取2~5nm的钨酸凝胶前驱体和10~ 30nm的钨颗粒。制备含有多种元素的纳米钨合金粉末的方法与此类似，它是将多种金属盐溶涂混合。用这种方法制得的W-Mo固溶体凝胶颗粒的尺寸为50~ 100nm，制取表层涂Ni的W凝胶颗粒的尺寸为30~100nm，制取表层涂Cu的W颗粒尺寸为25~75nm，并发现涂层的厚薄不一。

使用溶胶-凝胶需要注意的是进行氢还原时必须严格控制水蒸气含量和杂质含量，并保持高的氢气流速。用这种方法制备的纳米粉末微观结构单一， 化学成分控制精确，操作较为简单, 成本也较低廉，但由于工艺过程较复杂，在批量生产时有较大的困难。


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喷雾干燥法亦即热化学合成法, 包括原始溶液制备与混合、喷雾干燥和流化床转换三个阶段。它是将原始混合溶液经气体压力雾化, 生成细液滴并伴随溶剂快速蒸发和溶质快速沉积, 从而可从成分复杂的原始溶液中结晶出化学成分均匀即无相分离的前驱体粉末。采用该方法制备了纳米钨合金粉末。一般以钨酸盐和金属氯化物、硝酸盐等金属盐为原料。与传统制备钨粉或钴粉的方法相比, 采用喷雾干燥法可以不经过中间一系列的还原阶段, 反应的时间较短, 特别适用于制备这种纳米复合材料。同时, 用这种方法可以在很宽的范围内控制所得到的粉末粒度, 通过控制反应过程参数, 对粉末的粒度可以在纳米尺寸到微米尺寸之间进行调控。P. Seegopaul 等人也采用喷雾转化法生产了WC晶粒< 50nm且与Co粘结相混合十分均匀的WC- Co粉( Nanocarb粉) 。国内也采用这种方法研究了直接采用钨酸三钴( Co(EN) 3WO4) 作为钨源和钴源, 或采用仲钨酸铵, 偏钨酸铵和氯化钴、硝酸钴等低价中间化合物原料作为钨源或钴源而直接制取纳米钨合金粉末的工艺。

与此同时, 也研究了采用H2WO4、NiCl2可溶性盐的碱水溶液与FeCl2水溶液快速混合, 经溶液超声喷雾热转换的方法制备了纳米级的W、Ni、Fe、Y系和W、Ni、Fe、V系钨合金用复合氧化物WO292、NiO、Y2O3粉末前躯体。

采用喷雾干燥法所制备的颗粒形貌近球形。该方法比较适合于批量生产, 具有广阔的应用前景。


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硬质合金喷嘴主要用于石油、天然气钻探用PDC钻头、牙轮钻头等工具工作时冷却钻齿、冲刷泥浆以及清洗井底岩屑。 硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。

硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。 当无法避免地野蛮装卸和用于切割磨料(玻璃珠，钢丸钢砂，矿物或煤渣)的介质时，硬质合金喷嘴提供了经济和使用寿命更长的优势。传统上，硬质合金是作为硬质合金喷嘴的首选材料。 硬质合金喷嘴被广泛应用于表面处理，喷砂，喷漆，电子，化学过程等行业。

硬质合金喷嘴的优点： 耐腐蚀、使用寿命长、性能优良、性价比高、不易磨损。

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硬质合金锯片是木制品加工最常用的刃具，硬质合金锯片的质量与加工产品的质量有密切关系。由于主要的材料由钨钢组成，所以也称为钨钢锯片。正确的合理地选用硬质合金锯片对于提高产品质量、缩短加工周期、减少加工成本具有重要的意义。

钨钢锯片包含合金刀头的种类、基体的材质、直径、齿数、厚度、齿形、角度、孔径等多个参数，这些参数决定着锯片的加工能力和切削性能。选择锯片时要根据锯切材料的种类、厚度、锯切的速度、锯切的方向、送料速度、锯路宽度需要正确选用锯片。

钨钢锯片包含合金刀头的种类、基体的材质、直径、齿数、厚度、齿形、角度、孔径等多个参数，这些参数决定着锯片的加工能力和切削性能。选择锯片时要根据锯切材料的种类、厚度、锯切的速度、锯切的方向、送料速度、锯路宽度需要正确选用锯片。

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硬质合金环是由地球上最坚硬的金属组成的，他们比钛环更强硬并且比黄金环更持久。这种环通常用作密封，盘式牙轮，仪表等。

钨环和钨硬质合金环之间有什么差异？
一些制造商出售不包括硬质合金的钨环（一些零售商仍然称碳化钨，所以要小心。）仅钨环基本上是一个钢圈。它很硬，但是不防划伤。碳化钨环只能被钻石或含有矿物的刚玉产品所划伤。

关于硬质合金环的事实：
1 硬质合金环是地球上最耐磨的环。
2 钨大约比金坚硬10倍，比工具钢坚硬5倍，比钛坚硬4倍。
3 由于其极高的硬度，钨硬质合金环比市场上的任何其它环都能长时间的保持它们的形状和发光时间。
4 硬质合金环，被称为“永久抛光圈”。
5 硬质合金环不会弯曲。

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硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。

合金分类：

①钨钴类硬质合金主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co）。其牌号是由"YG"（"硬、钴"两字汉语拼音字首）和平均含钴量的百分数组成。例如，YG8，表示平均WCo=8%，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。一般钨钴类合金主要实用于:硬质合金刀具,模具,以及地矿类产品；

②钨钛钴类硬质合金
主要成分是碳化钨、碳化钛（TiC）及钴。
其牌号由“YT”（“硬、钛”两字汉语拼音字首）和碳化钛平均含量组成。
例如，YT15，表示平均TiC=15%，其余为碳化钨和钴含量的钨钛钴类硬质合金。

③钨钛钽（铌）类硬质合金
主要成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌）及钴。这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金。
其牌号由“YW”（“硬”、“万”两字汉语拼音字首）加顺序号组成，如 YW1。

硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热 钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。硬质合金还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴等。

硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的硬质合金材料。

硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段：
1.脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化；
2.固相烧结阶段（800℃--共晶温度）；
3.液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度）；
4.冷却阶段（烧结温度--室温）。

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硬质合金球俗称钨钢球，是指用硬质合金为材料制成的球珠、滚珠。硬质合金球/钨钢球硬度高、耐磨、抗腐蚀、抗弯曲、使用环境恶劣，可代替一切钢珠类产品。

硬质合金球/钨钢球是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品，现目前常见的硬质合金有YG、YN、YT、YW系列。 　　

常用的硬质合金球/钨钢球主要分：YG6、YG6x、YG8、YG13、YN6、YN9、YN12、YT5、YT15。

钨钢球特点：钨钢球硬度高、耐磨、抗腐蚀、抗弯曲、使用环境恶劣，可代替一切钢珠类产品。

钨钢球用途：钨钢球适用范围极为广泛，如：精密轴承、仪器、仪表、制笔、喷涂机、水泵、机械配件、密封阀、制动泵、冲挤孔、油田、盐酸实验室、硬度测量仪、渔具、配重、装饰、精加工等等高端行业！

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机械合金化简称MA, 它是将W、Ni、Fe等各元素粉末在搅拌、行星或转子高能球磨机中进行高能球磨, 采用气体保护, 防止粉末氧化。在MA过程中, 利用金属球对粉末体的碰撞而使粉末晶块细化。而且在MA过程中粉末体反复发生混合, 碰撞, 温度升高, 冷焊与撕裂, 各元素粉末混合达到非常均匀的程度, 并且形成纳米晶的超饱和固溶体和非晶相。其设备工艺简单, 是目前国内外学者专家研究得最为广泛的一种方法。而且随着60L、100L大容量的德国高能转子球磨机的出现, 使得该技术最适合于大批量生产纳米钨合金粉末粉末。因而MA是一项具有广阔应用前景的技术。其主要缺点是过程中易引入杂质, 粉末易于成团。目前国内外对MA工艺和MA过程机理都作了较为深入的研究。国外一些专家对90W- Ni- Fe、93W- 5. 6Ni- 1. 4Fe和W- Hf- Ti钨合金穿甲弹材料或弹道材料以及W- Cu电子封装热沉材料的机械合金化过程进行了大量的研究。HoJ. Rgu将MA过程分为5个步骤: 颗粒扁平化过程、焊接过程、等轴晶的形成过程、随机薄片的形成过程和随时间的增加而最终达到的稳定化过程。在转速为75rpm, 球料比为20B1和球装填系数15%的条件下球磨48h后达到了稳定态, 最终得到了16nm的晶粒。L. Lu等人对MA中的扩散行为进行了研究,并指出机械合金化产生的大量缺陷致使活化能降低, 这在机械合金化中的扩散过程中起到了主要的作用。它可以使不能合金化的合金元素例如W、Cu粉末通过机械合金化进行扩散而达到合金化的目的。

在国内, 我们采用MA对90W- Ni- Fe、97W- Ni- Fe、W- Cu、WC- Co等钨合金纳米晶预合金粉的制备和机械合金化过程机理作了较深入的研究, 包括从球磨介质( 硬质合金球、不锈钢球和钨球) 、球料比、保护气氛( Ar和N2) , 在机械合金化过程中添加表面活性剂( 或称过程控制剂) , 以及纳米钨合金粉末的抗氧化处理对球磨后粉末性能的影响。研究结果证明, 采用同材质的钨球和Ar气保护, 以5B1的球料比进行球磨, 添加少量的有机表面活性剂, 在机械合金化40~ 60h后可得到平均晶粒尺寸为8~ 10nm的无结团、无杂质污染的纳米晶粉末。


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几种牌号硬质合金条性能用途介绍：

YT5在钨钴钛合金中强度，抗冲击及抗震性最好，但耐磨性较差。适于碳素钢与合金钢（包括锻件，冲压件，铸铁表皮 ）间断切削时的粗车粗刨半精刨。 

YT14使用强度高，抗冲击和抗震性好，近次于YT5合金，但耐磨性较YT5好，适于碳素钢与合金钢连续切削时的粗车粗铣，间断切削时的半精车和精车。

YG3X在钨钴钛合金中耐磨性最好，但冲击韧性较差，适于铸铁有色金属及其合金，碎火钢，合金钢小切面的高速精加工。 

YG6耐磨性较高，但低于YG3，抗冲击和震动比YG3X为好。适于铸铁，有色金属及合金，非金属材料中等切削速度的半精加工和精加工。 

YG8使用强度高，抗冲击，抗震性较YG6好，但耐磨性和允许的切削速度较低。适于铸铁，有色金属及合金，非金属材料低速粗加工。 

YD201适用于铸铁、轻合金的半精加工、粗加工、亦可作为铸铁 、低合金钢的铣削加工。

YW1红硬性较好，能承受一定的的冲击负荷，是通用性较好的 合金适于耐热钢高锰钢不锈钢等难加工钢材的加工，也适于普通钢和铸铁的加工。

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