国内外矿用硬质合金的发展

近年来，由于矿产能源开采以及一些大型基础工程建设的发展，矿用硬质合金，如硬质合金球齿、钎头、煤截齿、刨铣齿、潜孔钻等凿岩配套工具都得到了广泛的使用，市场需求日益增加。随着我国冶金工业技术的高速发展，在燃气、燃油、天然气等开发钻探方面，一些机械采掘设备和大中孔径钻具用矿用硬质合金需求量也在不断增加。矿用工具利用钻压和自身旋转产生冲击载荷破碎岩石，钻头以及球齿在工作过程中在经受高频冲击载荷的同时受到扭转、弯曲、拉伸、压缩等多种复合应力作用，并在高速回转碰撞的环境下经受岩石、岩粉和矿水等工作介质的磨损与腐蚀。因而要求矿用硬质合金在具有较高硬度、韧性的前提下，还应具有较好的耐磨耐蚀性。

为了实现耐磨性与韧性的统一，国内外的相关研究学者也研发出许多新型硬质合金，如超细及纳米晶硬质合金、“高温粉末”基硬质合金、功能梯度结构硬质合金、低钴粗晶硬质合金、双粘结相结构以及双晶硬质合金等。这里我们着重介绍双粘结相结构以及双晶硬质合金。双粘结相是由美国公司开发出的一种新型工艺，其将完全致密的大WC-Co球粒镶嵌在Co基体中来保持基体与普通合金相似的耐磨性，粘结相可以是某种粘结金属或合金，也可以是另外一种硬质合金。其最为突出的特点是硬质相不是硬质化合物（WC），而是由难熔化合物与金属Co经过烧结而成的成晶硬质材料球粒（WC-Co）组成，并与金属粘结剂混合进行二次烧结。与大多数的两相硬质合金相比，双粘结相硬质合金有更大的设计自由度（尺寸、硬度、韧性、基体强度等），在牙轮钻头、冲击式钻头、刮刀钻头等工具方面有广泛运用。而双晶结构硬质合金也被称为非均匀晶粒硬质合金，由于该合金的WC晶粒分布曲线具有两个峰值，因而还被称为双峰结构硬质合金。这种结构中，粗晶WC结构可以提供良好的塑性和韧性，而一定比例的细晶WC则能够提供高的耐磨性。

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