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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1923年，德国的施勒特尔往碳化钨粉末中加进10%～20%的钴做粘结剂，发明了碳化钨和钴的新合金，硬度仅次于金刚石，这是世界上人工制成的第一种硬质合金。用这种合金制成的刀具切削钢材时，刀刃会很快磨损，甚至刃口崩裂。1929年美国的施瓦茨科夫在原有成分中加进了一定量的碳化钨和碳化钛的复式碳化物，改善了刀具切削钢材的性能。这是硬质合金发展史上的又一成就。

近二十年来，涂层硬质合金也问世了。1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层刀具，刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金，表面碳化钛涂层的厚度不过几微米，但是与同牌号的合金刀具相比，使用寿命延长了3倍，切削速度提高25%～50%。20世纪70年代已出现第四代涂层工具，可用来切削很难加工的材料。

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军用新材料是新一代武器装备的物质基础，也是当今 世界军事领域的关键技术。而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术，是现代精良武器装备的关键，是军用高技术的重要组成部分。世界各国对军用新材料 技术的发展给予了高度重视，加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。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。

钨及钨合金穿甲弹的研制是从20世纪50年代开始的，20世纪70年代英国、美国、西德等国用液相烧结高比重钨合金（W-Ni-Fe和W-Ni-Cu）做大口径脱壳穿甲弹芯及枪榴弹（穿甲弹）弹头，从而大大提高了弹芯的韧性，增加了穿甲威力。

1999年8月26日的《美国金属市场报》报道了该月开始新钨芯子弹的使用。新铜壳钨子弹使用钨-聚合物复合材料代替老的铅/锑合金芯。为了避免铅制子弹对环境的污染，美国计划生产主要用钨合金制造“绿色子弹”。所谓“绿色”子弹仅是指其对环境污染较少而言，其杀伤力比铅制子弹有过之而无不及。按照美国军队武器研究开发与工程中心（AARDEC）绿色子弹方案Wade Bunting经理的计划，1999年美国决定生产100晚枚钨合金子弹。最后把军队所有的子弹芯全部换成新钨芯子弹。

Bunting说，通过试验，有两种设计：一种是钨-锡成分的子弹和一种是钨-聚合物复合材料的子弹证明是有效的。每枚子弹芯重量约28.349g，该重量含96%的钨，则每年需要消费钨5500多t，相当于现金世界钨年消耗量的1/8。

潜在的钨基高密度合金，美国Ceracon公司研发了功能梯度钨基高密度合金，水雾化的每一颗粒都包裹着化学沉积的Ni-Fe层。中等力度约8um，团粒尺寸15~20um。采用粉末锻造法生产最终产品。这种功能梯度钨基高密度合金可能应用于无铅弹药，这种无铅弹药具有巨大的潜在市场。美国还研究出78W-15.4Ni-6.6Fe（质量分数）的钨基合金，并用于哥伦比亚的航空航天飞机。

美国俄勒冈州奥尔巴尼的Environ Metal有限公司已经开发出了一种50%W-35%Ni-15%Fe组成的猎枪子弹，作为铅弹的替代品，该子弹重12g。

粉末金属复合材料子弹的弹芯用机械压制，再装入铜制的金属套重，最后旋锻成最终形状。压制的全过程使弹芯具有足够的强度，无需烧结，而粉末金属子弹的所有生产步骤和生产铅制弹几乎一致。

据美国学者唐纳德·华特报道，钨-聚合物复合材料和钨-锡弹芯还可作为警察和民间用小型武装弹药。钨复合材料弹芯可以满足11.3g/cm³密度的要求。粉末金属子弹的发射性能和铅子弹一样好，且钨粉末金属子弹的寿命周期更有优越性。

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