超细WC-Co硬质合金成型工艺发展现状
WC_Co类硬质合金疲劳特性研究现状
E mail: eng a@ 163. com
张正 富 : 男 , 1968 年生 , 教授 , 研 究方向 : 粉
70
材料导报 : 综述篇
坑
[ 10]
2009 年 6 月( 上 ) 第 23 卷第 6 期
( T hermal f atigue) 就是当硬质合金在与外界作用时, 由于温 度的多重循环或周期变化所引起的内能的变化, 使材料产生 裂纹源及裂纹源扩展成微裂纹过程的现象[ 3] 。 WC Co 类硬质合金在使用过程中外部有温度冷热交替 的变化 , 内部有温度梯度的产生 , 由于 Co 粘结相的热膨胀系 数比碳化钨的约大 3 倍 , 所以存在热胀冷缩差异, 当温度升 高时 Co 粘结相承受到压应力, 当温度下降冷却时 Co 粘结相 将承受到拉应力, 由热胀冷缩差异产生的热应力值 在弹性 范围内可用式( 1) 计算 [ 4] : = kE T ( 1) 式中: 为热膨胀系数; T 为热循环温度梯度 ; k 为约束系数 ( 值为 0. 5~ 2. 5) ; E 为弹性模量。 由式( 1) 可知, 若热应力值 大于硬质合金抗弯强度 , 将 导致 WC/ Co 相界面弱化, 使 Co 粘结相对 WC 颗粒的支撑粘 连作用弱化甚至破坏, WC 相由于缺少 Co 粘结相的粘接作 用而不断被剥落产生微孔洞[ 5] ; 随着微孔洞尺寸不断变大 , 相邻的孔洞将相连形成微裂纹 , 裂纹沿 WC/ Co 界面和通过 WC 相向材料深处扩展, 在有大面积磨损平面和足够的热量 并且有足 够 热应 力 的情 况 下发 展 成为 热 疲 劳 的典 型 特 征 ! !! 龟裂纹[ 6] 。我们知道 WC Co 类硬质合金是由硬质碳 化钨相 ( WC) 和 Co 粘结相 2 部分所组成, 前者是高熔点的硬 脆相, 抗热疲劳性弱, 而后者是韧性好的∀ 软相#, 具有较高的 抗热 疲劳 性, 故热 疲劳 裂纹优 先在 硬质相 区内形 成与 扩 展 [ 7] 。 在循环应力作用下, 热疲劳裂纹进一步扩展, 导致钻齿 表面层的剥落; 当裂纹尖端受到的应力值超过合金强度临界 应力值时, 裂纹将进一步扩展并最终导致硬质合 金钻齿断 裂 [ 8, 9] 。
WC-Co功能梯度硬质合金研究进展
概 念应 用 到硬质 合 金 领 域 , 以期 克 服传 统 硬 质 合 金 存 在 的性能 瓶 颈 。 因此 , 能 梯 度 硬 质合 金 已经 成 功 为 了 目前硬 质合 金领 域 的研究 热点 之 一 。
p t nta e e r h t n n y i l o p i t d o t o e i lr s a c e de c s a s o n e u . K e o ds:f c i n ly g a e t r a s;ha d me a s;p e r to t d yw r un to a l r d d ma e i l r tl r pa a i n me ho s;k n tc i e is
属 陶瓷工 具材 料 。 由于 硬 质 合 金 具 有 高 强度 、 硬 高
度、 高弹性 模量 、 磨损 、 耐 耐腐 蚀 、 热膨 胀 系数 小 以及 高化 学稳 定性 等优 点 , 因此 在采 矿 、 金属加 工 及模 具 等工 业领 域有 着广 泛 的应用 。 随着 现 代 化 制造 业 的迅 猛 发展 , 人们 要 求 硬 质 合金 制 品应该 具有 更 高 的使 用 效 率 、 靠 性 及 更 长 可 的使 用 寿命 。而传 统硬 质合 金各 主 要成 分 的特性 决 定 了硬质 合 金 材 料 的 各 性 能 之 间存 在 着 尖 锐 的 矛 盾, 如硬 质合 金 的强度 和硬 度 、 耐磨 性 和韧性 是两 对 相互 矛 盾 的性 能 。例 如 , 矿 用凿 岩 工 具 要 求 表 面 采
Sh uyo , iLi ng ’
Zha ho ng S uqu an‘ , , H uan i a ’ ” g J hu
,
1 ( c o lo tra ce c n e h oo y nv ri fS in ea d ) S h o fMaeil in ea dT c n lg ,U iest o ce c n S y
以紫钨为原料制备超细WC-Co硬质合金
孙亚丽 : 以紫钨为原料制备超细 WC C 硬质合金 —o
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性 能优 越 。 2 紫钨微观 结构对 钨粉 、 . 2 WC粉 的影 响
序碳 化 的进 行 。
紫钨低 倍下 S M形 貌分 析如 图 lb所 示。由 图 E () 可知 , 低倍 下其形貌 特 征为 : 紫钨 聚集 体 的表 面不平
断进行 【 1 l 。
何得到超 细 WC粉末 仍然 是 目前研 究 的重 点。
国 内、 外材 料 学者研 究 出了许 多用 于超细钨 粉 、
WC粉 生产 的方 法B 主要 有 低 温 还 原碳 化 、 化 物 l , 氧
直接碳化、 等离子化学一 碳化、 卤化物碳化、 复盐沉淀 等, 归纳 起来 主要 有 三类 :1先 制取超 细钨 粉 , 碳 合金领域 占据 重要 —o 地位 ,而 为 了提 高 WC C 硬 质合 金 的力学 性 能 , —o 就 必须控制 WC晶粒 的大 小 , 即制 备超 细 WC C 硬质 —o 合金 。超 细硬质 合 金 WC晶粒 度 一般 在 05 1 / .~ .x 0m 之间 , 日本 A F型超 细硬质 合 金 WC粒度 为 02x ./ m。 制备超细硬 质合 金 的影响条 件很 多 .要 获得组 织结 构均匀 、综合性 能较好 的超细 WC C 硬 质合 金 , —o 其
目前关 于超 细 WC粉末 的制 备 .常 以蓝钨 为原 料 .黄 飞 曾对 以紫钨 为原料 制取 微 晶硬 质合金 用超 细 钨粉进 行 了研 究i 本实 验分 别 以紫 钨和 蓝钨 为原 s 1 。 料 , 备 出超 细硬 质 合 金 , 其性 能进行 对 比, 现 制 对 发 以紫钨 为 原料 制 备 出的超 细 硬质 合 金 晶粒度 小 . 强
硬质合金发展现状
硬质合金发展现状
在硬质合金的发展现状方面,可以看到以下几个重要的趋势和进展。
首先,硬质合金是一种具有优异硬度和耐磨性能的材料,在众多应用领域中得到广泛应用。
其主要成分是碳化物和金属结合相,通常为钨、钴、钛等。
近年来,随着工业技术的不断发展和进步,硬质合金的应用范围越来越广泛。
其次,硬质合金在机械加工行业中得到了广泛应用。
由于硬质合金具有极高的硬度和耐磨性,使其成为切削工具和磨料等机械加工工具的理想选择。
尤其是在高速切削、高温切削和大规模生产等领域,硬质合金具有得天独厚的优势。
因此,硬质合金的需求量持续增长,市场前景广阔。
第三,随着科学技术的不断进步,硬质合金的研发也取得了重要的突破。
在材料科学、加工技术和工艺改进方面的不断创新,使硬质合金的性能不断提高。
例如,采用纳米晶化技术可以显著提高硬质合金的硬度和强度。
此外,通过优化配方和加工工艺,还可以改善硬质合金的韧性和耐腐蚀性能。
第四,硬质合金在新兴领域中的应用也呈现出不断拓展的趋势。
例如,在航空航天、新能源、生物医疗等领域,硬质合金的应用正逐步扩大。
在航空航天领域,硬质合金可用于制造高温结构零件和航空发动机喷嘴等关键部件;在新能源领域,硬质合金可用于太阳能电池片、风力发电机组等设备。
综上所述,硬质合金在市场需求、研发创新和应用拓展方面均
呈现出蓬勃发展的现状和前景。
随着科学技术的不断进步,相信硬质合金的性能和应用领域还将有更大的突破和发展。
超细WC-Co硬质合金的制备与性能研究
万方数据
第25卷
陈亚军:超细W㈨硬质台金的耐鲁与性能研究
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a)1100℃烧结
b)1300℃烧结
图14在不同烧结温度下,硬度与保温时间的关系曲线
烧结温度戌
(烧结保温时间均为3 mirI) 图15硬度与烧结温度的关系曲线
2结果分析与讨论
2.1粒度分析 图1、图2分别为原料WC、Co的SEM图,从图
中可知球磨前WC和Co粉的原始尺寸约为1~2 ¨m,图3是wC原料的XRD谱,其中(100)和(101)是 最强峰。图4是WC—Co混合粉经过O、30、60、90 h 球磨后(101)晶面衍射峰的峰形变化。从xRD谱线 可知,当球磨时间超过30 h后,衍射峰的峰形由原
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图4球磨0、30、60、90 h的WC—Co粉末的XRD谱
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图5球磨时间与粒子平均尺寸及衍射峰宽化度的关系曲线
a1
30 h
b)60 h 图6 WC—Co混合粉末粒子的TEM照片
过30 h后获得了粒度为loo姗以下的WC—Co纳米粉末。脉冲电流烧结后获得超细
WC-Co硬质合金,与传统的WC.Co硬质合金相比,超细WC—Co硬质合金具有更高的 硬度(HRA92.5—94)和耐磨性。另外通过实验获得了最佳的烧结工艺参数。 关键词球磨;WC—Co纳米粉末;粒度;烧结;性能
超粗晶WC_Co硬质合金的研究现状_周书助
作者简介:鄢玲利(1989-),女,硕士研究生,研究方向:冶金新材料及应用。
E-mail:hnyanlingli@ 。
通讯作者:周书助(1966-),男,博士,教授。
长期从事硬质合金、金属陶瓷和新成型剂的研究。
E-mail:zhoushuzhu@ 。
超粗晶WC-Co 硬质合金的研究现状周书助1,2鄢玲利1高凌燕1兰登飞1(1.湖南工业大学,湖南株洲412000;2.株洲钻石切削刀具股份有限公司,湖南株洲412000)摘要超粗晶硬质合金是一类性能优异的新型合金,广泛用于采矿、凿岩、轧辊等领域,应用前景广阔。
化学包覆法和纳米粉末溶解法是超粗晶WC-Co 硬质合金制备的主要方法,介绍了超粗硬质合金原料WC 颗粒平均粒度选择的动力学理论,碳含量对超粗合金中WC 晶粒生长粗化的影响以及通过引入其它元素强化粘结相以提高合金寿命的探索结果。
此外,分析了以合金硬度为常数时,晶粒尺寸与合金性能的关系,指出在保持合金硬度不变时,通过增大WC 晶粒尺寸来提高合金的耐磨性和韧性是可行的。
最后,展望了超粗晶合金的发展方向。
关键词超粗晶硬质合金;制备;碳含量;添加剂;力学性能;展望Research Status of Ultra Coarse Grained WC-Co Cemented CarbideZhou Shuzhu 1,2Yan Lingli 1Gao Lingyan 1Lan Dengfei 1(1.Hunan University of Technology,Zhuzhou Hunan 412000,China;2.Zhuzhou Cemented Carbide Cutting Tools Co.Ltd.,Zhuzhou Hunan,412000,China)ABSTRACTUltra coarse cemented carbide is a new class of high performance alloys.It has been widely used in mining,rock drilling,rolling,etc.,and it has broad application prospects.Chemical coating method and nano-powder dissolution method are the primary preparation techniques of ultra coarse grained WC -Co cemented carbide.The dynamic theory guiding the choice of average initial particle size of WC for the preparation of ultra coarse grained cemented carbide is introduced.The effect of carbon content on WC growth and the initial exploration of reinforcing cobalt binder phase by doping other elements to improve the service life of alloys are mentioned.In addition,the relationship between WC grain size and the property of alloys while controlling the hardness at a constant value is analyzed,the result indicates that it is possible to increase both the abrasion resistance and the toughness of WC-Co by increasing WC grain size while keeping the constant hardness.Finally,the development trend of ultra coarse grained cemented carbide is prospected.KEY WORDS ultra coarse grained cemented carbide;preparation;carbon content;additive;mechanical property;prospect2014年2月Feb.2014第31卷第1期Vol.31No.1硬质合金CEMENTED CARBIDE!!!!"!"!!!!"!"综合评述doi :10.3969/j.issn.1003-7292.2014.02.009第31卷根据瑞典Sandvik公司标准,晶粒度≥5μm的合金称之为超粗晶硬质合金[1]。
中国硬质合金工业现状分析
中国硬质合金工业现状分析一、产业规模和产量增长中国硬质合金工业的规模和产量不断增长。
根据统计数据显示,中国硬质合金行业的产值从2000年的约80亿元增长到2024年的约500亿元,年复合增长率达到10%以上。
同时,硬质合金产品的产量也在不断提高,满足了国内外市场的需求。
二、技术水平不断提升中国硬质合金工业在技术上取得了长足的进步。
在产品研发方面,国内企业加大了对技术创新的投入,研制出了一批高性能的硬质合金产品,满足了不同行业的需求。
同时,企业之间还加强了技术合作和交流,提高了整个行业的技术水平。
三、市场需求不断增长随着中国经济的快速发展,各行业对硬质合金产品的需求也在不断增加。
石油、机械、冶金、电力、交通等行业是硬质合金产品的主要应用领域,这些行业的发展都对硬质合金工业提出了更高的要求。
同时,硬质合金工具在汽车制造、航空航天等高科技领域的应用也在逐渐扩大。
四、产业结构调整与优化中国硬质合金工业经历过一次产业结构调整和优化。
在这次调整中,一些小型、落后的企业被淘汰出局,一批具备竞争力的企业得到了快速发展。
同时,一些企业进行了技术改造,提高了产品质量和技术含量。
整个硬质合金工业的产业链也更加完善,形成了一定的规模效应和协同效应。
五、国际竞争力增强中国硬质合金工业的国际竞争力也在不断增强。
国内企业通过技术创新和产品升级,提高了产品质量和技术水平,取得了更多的市场份额。
同时,中国企业还积极开拓国际市场,出口硬质合金产品到世界各地,逐步扩大了国际市场份额。
六、面临的困难和挑战中国硬质合金工业面临着一些困难和挑战。
首先,技术创新能力相对较弱,还需要加大对研发和创新的投入。
其次,环境污染问题也需要引起重视,减少对环境的影响。
此外,国内外竞争激烈,市场竞争压力较大,需要通过提高产品质量和技术创新来增强竞争力。
总之,中国硬质合金工业在规模、产量和技术水平等方面取得了显著的进步,国际竞争力也在逐步增强。
但同时也面临一些挑战,需要加强技术创新、优化产业结构、提高产品质量和环境保护意识,以保持行业的持续发展。
碳纤维增强碳化钨硬质合金的烧结方法和研究进展
碳纤维增强碳化钨硬质合金的烧结方法和研究进展1.引言碳化钨-钴(WC-Co)硬质合金是以碳化钨粉末为主要原料,Co做粘结剂而制成的一种合金。
因碳化钨-Co硬质合金具有高硬度、高强度和优良的耐磨性及抗氧化性,而被广泛的用于机械加工、采矿钻探、模具和结构耐磨件等领域[1]。
超细碳化钨-钴硬质合金是指合金中碳化钨晶粒平均尺寸为0.1~0.6μm,这使其具有高强度、高硬度和高韧性,有效地解决了传统硬质合金硬度与强度之间的矛盾。
碳化钨晶粒在100nm 以下的纳米硬质合金应当有更优良的性能。
1959年,Shindo A首先发明了用聚丙烯腈(PAN)纤维制造碳纤维。
美国在21世纪革命性的12项材料技术中,则将“新一代碳纤维、纳米碳管”排在第四位[2]。
碳纤维具有高强度、高模量、密度小,比强度高、耐高温、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小等优良性能。
正因如此,将碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合后得到的碳纤维复合材料,同样具有高的比强度、比模量、耐疲劳、耐高温、抗蠕变等特点。
近年来它们被广泛地应用于航空航天、汽车构件、风力发电叶片、油田钻探、体育用品、建筑补强材料等领域[3]。
超细碳化钨-钴硬质合金和碳纤维在某些方面的优异性能和在工业上的广泛应用,使得国内外很多研究学者对这两种材料进行了深入研究。
本文将主要从超细碳化钨-钴硬质合金的烧结手段及其对硬质合金性能的影响、致密化方式和效果,碳纤维增强复合材料的性能等方面对国内外文献进行综述。
2. 烧结方法目前国内外研发了许多制备超细碳化钨粉末的方法,主要有直接碳化法[4]、氢气还原WO X碳化法、流化床还原碳化法、气相沉积法、有机盐热分解碳化法、等离子电弧法、熔盐法和机械球磨法、液相还原法[5]等,目前应用于工业化规模生产的主要是前三种方法。
要使超细碳化钨粉末具备特殊性能,必须经过烧结这一关键步骤,烧结技术的不同将对硬质合金的性能产生重要影响。
而如何有效控制碳化钨晶粒在烧结过程中的长大行为成为制备超细晶和纳米晶硬质合金的关键技术。
WC-Co硬质合金硬度模型的研究进展
WC - C o硬 质合 金 主要 由两 个 相 互 贯 穿 的相 组
成: 硬 而脆 的 WC相 ; 相 对软 而 延 展 性 强 的 C o粘结
依据 。硬 度是硬 质 合 金 最 为重 要 的性 能 参 量 之 一 , 其 与组织 结构 之 间 的关 系 密切 , 受 合 金 中 微 观 缺 陷
Ca o Ru i j u n,Li n Ch e n g u a n g ( P o w d e r Me t a l l u r g y a n d S p e c i a l Ma t e r i a l s De p a r t me n t , Ge n e r a l R e s e a r c h I n s t i t u t e f o r No n f e r r o u s Me t a l s ,B e i j i n g 1 0 0 0 8 8, Ch i n a )
2023年硬质合金行业市场发展现状
2023年硬质合金行业市场发展现状近年来,全球硬质合金市场蓬勃发展,尤其是在工业领域和科学技术领域,硬质合金已成为不可或缺的材料。
随着全球经济发展和人民生活水平不断提高,硬质合金需求增长迅猛。
据市场研究公司统计,预计到2025年硬质合金市场规模将达到160亿美元,其中切削工具和钻具市场将占据硬质合金市场总额的大约80%。
硬质合金市场的发展主要得益于以下趋势:1. 制造业的快速增长:硬质合金在切削、钻孔、槽加工等应用领域有广泛的应用。
制造业的增长直接带动硬质合金企业的盈利能力。
2. 新兴技术的出现:随着人工智能、智能制造等新兴技术的发展,各领域的加工需求越来越高,硬质合金作为材料的需求也越来越高。
3. 环保意识的提高:对于一些高污染行业,比如钢铁铸造等,使用硬质合金工具可以降低排放,提高效率,受到越来越多企业的青睐。
从全球市场份额来看,目前硬质合金的主要生产企业集中在欧美、日本和中国等地。
2020年,中国硬质合金产业规模已经达到2000亿元,占据了全球产量的15%以上。
中国硬质合金产业的快速发展与国家政策的大力支持密不可分,越来越多企业进入硬质合金行业,经济效益不断提升。
但是,硬质合金行业的发展也面临一些挑战。
如不断上涨的原材料价格和生产成本,低端产品竞争激烈等。
另外,在一些应用领域,如航空、航天等高端领域,硬质合金产品的技术要求较高,技术含量也较高,因此市场需求相对较小,硬质合金企业需要拥有先进的生产技术和创新能力,才能够保持市场竞争力。
综上所述,随着工业领域和科学技术领域的持续发展,硬质合金市场前景广阔。
但是,硬质合金企业需要不断推动技术创新,拥有更先进的加工装备和技术,不断提高产品质量和性能,才能在市场中占据有利位置。
2024年硬质合金市场前景分析
硬质合金市场前景分析引言近年来,随着工业技术的迅猛发展,硬质合金作为一种具有优良性能的材料,逐渐广泛应用于各个领域。
本文将对硬质合金市场的前景进行分析,并提出未来发展的趋势和建议。
硬质合金市场现状硬质合金作为一种高强度、耐磨损的材料,广泛应用于切割、钻孔等加工领域。
目前,硬质合金在汽车制造、航空航天等行业中的需求量持续增长,市场规模呈现稳定增长的趋势。
然而,由于硬质合金的生产成本较高,导致其产品价格较高,限制了市场的进一步扩大。
此外,市场上低质量的仿冒产品也给正规硬质合金厂商带来了一定的竞争压力。
硬质合金市场前景市场需求增长随着工业化的进程,对硬质合金的需求将持续增长。
特别是在高精度加工领域,硬质合金具有优异的性能,能够满足复杂加工需求,因而受到广泛关注和应用。
随着制造技术的不断改进和精细化的发展,硬质合金市场有望进一步扩大。
技术创新驱动硬质合金行业需要不断进行技术创新,提高产品品质和性能。
目前,一些硬质合金企业已经开始加大研发投入,探索新的材料组合和制造工艺,以提高硬质合金产品的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
技术创新将推动硬质合金市场的发展。
跨界合作硬质合金市场的发展需要不同领域的企业之间进行跨界合作。
例如,硬质合金与刀具制造企业、矿山开采企业等行业的合作可以促进产品的创新和市场的推广。
通过与其他行业的合作,硬质合金产业链的各个环节可以更好地协同发展。
环保与可持续发展在当前环保意识的提升和可持续发展的背景下,硬质合金企业需要注重环保和资源的合理利用。
研发和生产过程中应采用更加环保的材料和工艺,减少对环境的影响。
同时,推动循环经济和资源综合利用也是硬质合金市场的发展趋势之一。
发展建议提高产品质量硬质合金企业应不断提高产品的质量和可靠性,提升核心竞争力。
通过加大研发投入,改进材料组合和制造工艺,提高硬质合金产品的性能和使用寿命。
同时,加强与用户的沟通和合作,了解市场需求,并根据市场反馈进行产品的优化和创新。
WC-Co梯度结构硬质合金研究进展
WC-Co梯度结构硬质合金研究进展I. 前言- 研究背景与意义- 目前国内外研究概况- 论文研究方法及结构II. WC-Co梯度结构硬质合金的制备技术- 常见制备方法及原理- 靶材制备技术- 喷射沉积技术- 电子束熔炼技术III. WC-Co梯度结构硬质合金的微观组织结构- 硬质相含量以及分布- 梯度结构的金属间化合物- 涂层的相结构和成分- 硬质合金表面的形貌和组织IV. WC-Co梯度结构硬质合金的力学性能- 梯度结构对硬质合金力学性能的影响- 梯度结构对硬质合金的磨损、疲劳性质的影响- 硬质合金的塑性变形机理V. WC-Co梯度结构硬质合金的应用研究- 梯度结构硬质合金在切削加工中的应用- 梯度结构硬质合金在切割和雕刻工艺中的应用- 梯度结构硬质合金在模具制造中的应用- 梯度结构硬质合金在电子设备与航空航天领域中的应用VI. 结论- WC-Co梯度结构硬质合金研究进展的综述- 今后研究方向和展望注:WC-Co梯度结构硬质合金是由钨碳化物硬质相和钴基粘结相按照一定的比例在材料内部形成梯度分布的结构,它具有高硬度、高强度、高耐磨、耐腐蚀、耐高温等优异性能。
I. 前言随着科技的进步和工业化的不断发展,对于高强度、高耐磨、高温强度和化学稳定性能的材料需求越来越高,这也催生了硬质合金材料在工业领域中的广泛应用。
硬质合金材料是由硬质粒子和粘结相组成的复合材料,其中硬质相主要是碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)等。
而WC-Co梯度结构硬质合金则是由钨碳化物硬质相和钴基粘结相按照一定的比例在材料内部形成梯度分布的结构。
WC-Co梯度结构硬质合金因其高硬度、高强度、高耐磨、耐腐蚀、耐高温等优异的力学性能而备受关注。
因此,对于WC-Co梯度结构硬质合金的研究已经成为当前材料科学领域的热点之一。
本文旨在综述目前WC-Co梯度结构硬质合金研究的进展,并通过对已有研究成果的总结,探究WC-Co梯度结构硬质合金未来的发展趋势。
超细硬质合金研究综述
0前言WC-Co硬质合金因具有高的强度、硬度以及优良的耐磨性和抗氧化性,被广泛地应用于机械加工、石油、矿山、模具和结构耐磨件等领域。
超细晶硬质合金(合金中WC晶粒平均尺寸为0.1 ̄0.6μm[1])具有高强度、高硬度、高耐磨性等优良性能,满足了现代工业和特种难加工材料的发展,因而近10年来超细晶硬质合金一直是国际硬质合金学术和产业界研究的热点。
由于超细硬质合金所用原料WC粉末粒度很细,具有很高的烧结活性,易自然团聚,不利于WC-Co的球磨混合均匀,在烧结过程中易出现WC晶粒不均匀长大等诸多问题,其原料要求高,生产难度大,严重影响超细硬质合金的推广应用。
国内外硬质合金生产厂家及相关研究机构投入了大量的人力、物力进行了比较系统的研究,近10年取得了令人瞩目的进展。
厦门金鹭公司推出了晶粒为0.4μm级的GU15UF超细晶硬质合金,硬度和强度分别达到93.8HRA和4200N/mm2。
瑞典的SANDVIK推出了PN90(0.2μm级)的超细晶硬质合金,硬度和强度分别达到93.9HRA和4300N/mm2。
超细硬质合金也开始在IT业的PCB微型钻得到广泛应用。
在模具行业,切削刀片方面也正在取代普通的WC-Co硬质合金产品,其产量出现高速增长趋势。
笔者将从超细WC-Co硬质合金原料、晶粒长大抑制剂、制备工艺和过程机理等方面,综合评述近年来国内外超细WC-Co硬质合金的研究成果。
1原料对于超细硬质合金的生产来说,原料的选择对其有很大影响。
本文从WC粉末和Co粉选择角度进行评述。
1.1超细WC粉末近10年来,国际上在硬质合金超细原料的研究方面取得了令人瞩目的进展,开发了许多制备超细WC粉末的方法[2],主要有直接碳化法、氢气还原WOX碳化法、流化床还原碳化法、气相沉积法、有机盐热分解碳化法、等离子电弧法、熔盐法和机械球磨法等,目前应用于工业化规模生产的主要是前三种方法。
但对于从事超细硬质合金生产的工程技术人员来说,关心的不只是超细WC粉末的制造方法,而是超细WC粉末的质量对超细硬质合金综合性能的影响以及WC粉末的制造成本。
2023年硬质合金行业市场发展现状
2023年硬质合金行业市场发展现状硬质合金又称为硬质合金钨钴,是一种由钨、钴等金属粉末在高温高压下制成的一种坚硬、耐磨的合金材料,常用于制造切削工具、矿山钻头、锯片、钻头等工业领域。
随着现代工业的发展和技术的进步,硬质合金行业逐渐成为了国家战略新兴产业,其市场发展现状也备受关注。
一、市场规模与市场增速:根据第三方市场研究机构的数据统计,目前全球硬质合金市场规模约为500亿美元,其中中国市场占比达到了40%左右。
近年来,中国硬质合金产业快速发展,市场增速逐渐趋缓,但仍保持着年均10%左右的增速。
二、市场竞争格局:硬质合金行业市场竞争主要由国内外企业占据,其中国外企业的品牌影响力与技术优势较高,而国内企业则以成本优势和完整产业链为主要竞争优势。
当前,国内硬质合金领域中较具代表性的品牌有三菱、山特维克、凯伊斯、非金、华虎等,国外品牌有西门子、瓦尔特、PCD等。
三、市场需求结构:硬质合金市场需求结构主要分为切削加工、矿山工具、建筑工具等几个领域。
切削加工行业是硬质合金最重要的应用领域,占总需求的60%-70%左右,主要是用于汽车制造、航空、航天、军工等领域。
其次是矿山工具,占比约为20%-25%左右,用于常规矿山、油气田矿山勘探等。
建筑工具则是最小的应用领域,占比约为5%-10%左右。
四、市场前景:未来硬质合金市场的前景广阔,主要体现在以下几个方面:1.新兴产业需求增加:随着新兴产业的蓬勃发展,如3D打印、光伏、新能源汽车等,对硬质合金切削加工工具的需求增加,市场前景广阔。
2.产业协同优势突出:硬质合金产业伴随着国家“中国制造2025”战略的实施,加快了产业技术升级和产业链的完善,使得硬质合金产业链的协同优势突显。
3.创新能力提升:国内硬质合金企业正在加强技术研发和创新能力的提升,推动硬质合金整个行业向高端发展,提高了硬质合金产品的附加值和国际竞争力。
总之,硬质合金行业是一个充满前景的行业,必将在技术创新和产业链协同优势的作用下,助力中国制造向高质量、高附加值和高水平方向转型升级。
硬质合金产业的发展现状及展望
02
硬质合金产业发展现状
全球硬质合金产业发展现状
生产与消费
全球硬质合金产量稳定增长,消费量也在逐年增加。其中,亚洲地 区的硬质合金产量和消费量占比最大,欧洲和北美地区占比次之。
产业结构
全球硬质合金产业以企业数量众多、规模较小的特点为主,但随着 产业的发展,行业集中度逐渐提高,大型企业主导地位逐渐凸显。
技术创新能力不足
尽管我国硬质合金产业在近年来取得了显著的发展,但在 技术创新方面仍存在较大的不足,缺乏具有自主知识产权 的核心技术。
环境污染问题
硬质合金产业生产过程中会产生大量的废气、废水和固体 废弃物,对环境造成了较大的污染。
硬质合金产业的机遇与市场潜力
应用领域不断拓展
随着科技的不断进步,硬质合金材料的应用领域越来越广泛,如航空航天、新能源、电子信息等领域,为硬质合金产 业提供了广阔的市场空间。
参考文献
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促进硬质合金产业发展的政策建议
加强政策引导
政府应加大对硬质合金产业的扶 持力度,通过税收优惠、补贴等 政策手段,鼓励企业加大研发投 入,推动硬质合金产业的发展。
建立创新平台
政府应建立硬质合金产业创新平 台,整合产学研资源,推动技术 成果转化,提升整个行业的创新 能力。
加强人才培养
政府应鼓励高校和培训机构加强 硬质合金领域的人才培养,为产 业发展提供充足的人力资源。
智能化制造
绿色环保
随着智能化制造技术的不断发展,智能化 生产设备在硬质合金产业中的应用逐渐普 及,提高了生产效率和产品质量。
2023年硬质合金行业市场分析现状
2023年硬质合金行业市场分析现状硬质合金是一种用硬质合金粉末冶金技术制备的高硬度材料,具有优异的耐磨、耐高温和耐腐蚀性能。
它在机械加工、采矿、石油钻采等行业被广泛应用。
本文将对硬质合金行业的市场分析进行详细探讨。
一、行业发展概况自上世纪90年代初期进入中国以来,硬质合金行业在经济快速发展的背景下得以迅速发展。
根据统计数据显示,我国硬质合金产业规模在近年来保持了较高的增长率,行业产值逐年递增。
预计在未来几年内,随着各类机械设备的广泛应用,硬质合金行业有望持续保持良好的增长态势。
二、市场规模及前景展望目前,全球硬质合金市场规模巨大,年产值近百亿美元。
其中,中国是全球硬质合金最大的生产和消费国,占据了全球市场份额的60%以上。
这主要得益于中国在制造业、矿山、石油等领域的快速发展,对硬质合金产品需求量大。
未来几年,全球硬质合金市场有望继续保持稳定的增长势头。
一方面,随着全球工业化进程的推进,对机械制造业、采矿业、石油开采业的需求逐渐增加,从而对硬质合金的需求也将增加;另一方面,人们对高品质工具和设备的需求提高,也将进一步推动硬质合金市场的发展。
三、竞争格局及问题由于硬质合金市场前景看好,许多企业纷纷进入该行业,导致市场竞争激烈。
目前,市场上存在众多硬质合金产品供应商,各家企业通过技术创新、降低成本等手段争夺市场份额。
由于硬质合金市场的供需紧张,一些厂家存在偷工减料、劣质产品的问题,严重影响了整个行业的声誉。
同时,技术壁垒相对较高,一些中小企业在技术研发和产品质量上滞后,难以与行业领先企业竞争。
四、发展趋势及对策面对这些问题,硬质合金行业需要加强技术研发,提高产品质量。
同时,积极培育知名品牌,树立企业形象,提高市场竞争力。
此外,还需要加强与相关行业的合作,推动技术交流与合作,实现资源共享,提高整个行业的综合竞争力。
另外,随着新材料技术的不断进步,硬质合金行业也需要不断创新,开发更高性能的产品。
例如,研发出更耐磨、更耐腐蚀和更高温的硬质合金,以满足市场对高品质产品的需求。
中国硬质合金行业现状及分析
中国硬质合金行业现状及分析内容概述:硬质合金号称“工业牙齿”,因其具有很高的硬度和耐磨性,被广泛应用于工程、机械、汽车、电子等国民经济的各个领域。
硬质合金耗钨量约占钨消费量的一半,我国是世界第一钨资源大国,也是世界硬质合金的第一生产...硬质合金号称“工业牙齿”,因其具有很高的硬度和耐磨性,被广泛应用于工程、机械、汽车、电子等国民经济的各个领域。
硬质合金耗钨量约占钨消费量的一半,我国是世界第一钨资源大国,也是世界硬质合金的第一生产大国。
近几年来,尽管中国生产的中低档硬质合金以其强有力的性价比,逐步占领了世界中低档硬质合金市场,但由于盲目发展和缺乏高技术含量的产品,导致行业整体效益不高,产品档次有待提高。
目前,我国硬质合金工业产能和产量均占到全球的1/3,但实际经济效益却不及外国的一家先进企业。
我国硬质合金在国际市场的流通量占流通总量的1/3,但销售额却不及市场总销售额的5%。
目前国外几家先进企业产品在中国市场的占有率按重量计算不到国内产量的1.5%,但年销售总额却占中国年销售总额的10%以上。
产业规模不断壮大日前,在赣州钨业发展战略研讨会上,中国钨业协会硬质合金分会会长林伯颖介绍说,我国硬质合金工业从20世纪50年代起步,比欧美等发达国家晚了大约20年,目前我国硬质合金工业呈现出以下特点:--工业体系逐步完善。
中国钨业协会硬质合金分会会长林伯颖日前在赣州钨业发展战略研讨会上介绍说,20世纪80年代初期,世界硬质合金年产量在2.5万吨时,中国硬质合金年产量约5000吨;进入21世纪,世界硬质合金年产量达到了3.8万吨,而我国硬质合金产量已快速增长到1.5万吨,超过世界硬质合金产量的三分之一。
国内企业生产的硬质合金产品品种基本齐全,规格型号达4万个以上,产量和品种基本能满足国内各经济领域的需求,形成了较为完整的工业体系。
近年中国硬质合金出口也取得明显进步,出口量从上世纪六七十年代的每年不足100吨,增长到现在的每年2500屯,约占世界硬质合金市场流通量的30%,硬质合金出口年创汇从过去每年不到400万美元,增加到现在每年7000万美元;全国硬质合金工业总产值已经接近40亿元,占整个钨工业总产值的四成,实现利税总额达5亿元。
纳米晶WC-Co硬质合金的研究现状
米晶 WC粉 的制备 和烧 结过程 中 WC晶粒长大的控 制。综述 了优 质纳米晶 WC粉 的特 点和制备技 术, 以及 目前 国内 外烧结过程 中控制 晶粒 长大采取 的主要措施 : 添加晶粒长 大抑制剂 、 整烧结工艺和开发新型烧结方法 。列举 了合金 调
n n c s ln , C, e n e a bd ,itrn a or t l eW y a i cme tdc r ie sn eig
0 前言
WC硬质合金传统 的制备方 法是通 过 w 粉 与 C粉在 10 40
 ̄
粒之 间钴相均匀分布 , 米结构 复合粉 末在分 子尺度上 的混合 纳 保证 了高 的化学均匀性 , 从而 使纳米结 构硬质 合金具有 优异 的 抗裂性 和耐磨性 。
ZH ANG u h a g, U n H U ANG ay n W z u n LI Yo g, B iu
(t e e a0a r r o e Me lry C n aS u n esy C agh 103 sa yL brt yf w r t l g , et 1 ot U i ri , hn sa 08) tK o oP 金及 其工 艺并 于同年 申请 了专 利 。美 国 Na o y e n d n 公 司[ 在该技 术基 础上 用喷雾转 化合成法工业 规模 生产 出纳米 5 ] WC C 硬质合金复合粉末 , WC晶粒达 到 4 l 。该 公 司已 - O 其 0nT l 实现了纳米 WC C - o粉末 的工业 化生 产 。美 国 I w 公 司[ 在 6 ] 含钴 7 的合金 中加 0 3 vc, . 获得 的纳米 硬质合 金晶粒尺 寸
WC-Co梯度硬质合金的研究现状
WC-Co梯度硬质合金的研究现状
赵妹;李明培;林风添;刘超;蔡晓康
【期刊名称】《福建冶金》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】梯度硬质合金(Gradient Cemented Carbides)基于其特殊的结构或成分梯度变化,在不同的位置具备不同的性能,使整体具有优异的综合力学性能。
介绍了粘结相梯度硬质合金、表面贫立方相梯度硬质合金、表面富立方相硬质合金和多层梯度结构硬质合金等基本制备原理、组织结构特点和性能优势,指出了梯度硬质合金的发展趋势。
【总页数】6页(P41-46)
【作者】赵妹;李明培;林风添;刘超;蔡晓康
【作者单位】厦门钨业股份有限公司;厦门金鹭特种合金有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
【相关文献】
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2 . 4 爆 炸成 型法 ( E F )
硬质合金 刀具 作为一种高硬度 、 抗 磨损 的合 金材料 , 广泛 地应 爆炸成型( e x p l o s i v e f o r mi n g ) 是 近年来兴起 的一种特殊 的压制坯 用 于拉丝模具 、 机械 加工 、 材料切割 、 矿用钻 头 、 耐磨耐腐蚀零 件 以 体成型的方 法 , 这种压制方法是将猛烈爆炸 的物质放在装有超 硬粉 及结 构部 件等工业 生产 的各个部 门和领域[ 1 - 3 1 , 被誉 为“ 工业 的牙齿 ” 末的壳体周 围 , 由于爆炸时产生 的压力 巨大( 可达 I O MP a ) , 可 以在极 由于 WC — C o 系硬质合金具有最 高的抗 弯强度 、 抗压强度 、 冲击韧 短的时间内压出相对 密度极高 的坯体 。 有实验表 明对 WC 一 8 C o复合 性及 弹性模量 , 可减少切削时 的崩刃 。同时 , WC — C o系硬 质合金导 粉末进行爆 炸成 型法压制后致密度可达 9 9 . 2 %。 热性 较好 , 在切 削过程 中有利 于热量从 刀尖 散失 , 降低刀尖温度 , 因 2 . 5 粉末冶金高速压制技术( HV C ) 此 占整个 硬质合金 系统 的一半 以上翻 。目前 , 人们对超细 晶粒硬质合 高 速 压 制 技 术 ( H i g h V e l o c i t y C o ma c t i o n , H V C) 是 在 0 0 ~ I O 0 0 MP a 的压制压力 、 2 - 3 0 m / s 的 压 制 速度 下 , 通 过 液 压控 制 的 金 的研究 大多集中在纳米硬 质合 金粉体制备 、 烧 结工艺优化和 晶粒 6 生长抑制 剂 3 个方 面[ 6 1 。 本文 主要综述 了 目前超细 WC — C o 硬质合金 重锤产生强烈的冲击实现粉末 的压 制。与传 统的模压相 比, 其 过程 复合 粉末 的成 型工 艺方 面的研究进展 。 相 同 ,模 具 也 相 似 ,但 是 产 生 的压 制速 度 比传 统 压 制 速 度快 2 超细 WC — C o硬质合金的成型技术 5 0 0 ~ 1 0 0 0倍 。高速压制技术可 以使材料性能更加优 良, 其多次重复 在制 备纳 米 WC — C o硬质 合金 时 , 要采用合理 的成型工艺 , 选择 压制的特性使 中小 型设备具有生产大尺寸零件的能力。 合适 的成 型工 艺参数 , 以保 障坯体 均匀 的结构及 高致密 度 , 从 而获 2 . 6 温压工艺( P M) 得 高性 能的合 金。 纳米复合 WC — C o 的成型工艺很多 , 常规采用 的模 温压 工艺是 将具 有 1 0 0 ~ 1 5 0  ̄ C的粉末 放在 热的模 具 中进行 压 压成 型 ( 普通 金属模具压制 成形 ) ,但是 为了更好 的提高合金 的性 制 , 以获得压坯 。李 明怡研究发现 , 不同类型的金属粉末在温压下 , 能, 目前 比较有代表 I 生研究方法有如下几种: 都有效 提高 了压 坯密度 、强 度,目前 , 在 温压工艺 的基 础上 。 新 近 2 . 1挤 压 成 型法 ( P E M) 发展的流动温压工艺 F c )还具有成形复杂 的高 密度 零件的能力, 粉末 挤 压 成 型 ( p o w d e r e x t r u s i o n m o l d i n g , P E M) , 是 粉 末 与 一 定 可 以用 以制造复杂几何形状 (如侧 凹 、螺纹孑 L 等)的零件,具 有非 量 的粘结剂 、 增塑剂 等组成 的混合 物 , 经挤压模嘴挤 成所 需形 状和 常广阔的发 展前 景。 3 总 结 及 展 望 尺寸 的坯件 , 是生产截面积小 , 径 向长度大制 品的好方法 。 P E M 的基 本工 艺流程如下 :粉末体 +粘结剂 一混炼 一制粒 一挤压成型 一脱 目前 , 国内的研 究还主要集 中于超细粉末 的制备 以及抑制剂 的 脂 一烧结 。P E M工艺可在低温 、 低压下操作 , 其制品长度不受 限制 , 研究 , 超细甚至纳米级的硬质合金 的成型技术也应该硬质合金 工业 纵 向密度 比较 均匀 , 具有成型连续 性强 、 成本低 、 效率高 等优点 , 已 热点关 注的问题 。现在 国内市场上 的高 品质 硬质合金仍需要进 口, 成 为现今最 主要 的硬质合金棒材成 型方法 。周继承睬 用挤压成型 这极大的制 约了国内硬质合金工业 的发展。 在实际生产中应用 传统 方法 , 制备 出了 2 0 m m 的硬质合金挤压棒 。 而且 , 现在人们采用热挤 的模压等方 法还较为广泛 , 但像注射成型这种能 以较低成本生 产出 压成形方法制备弥散强化材料 以及高温合金的成型 。 优 良性能 、 形状复 杂的制品 的新 近净 成形技术 , 拥有相 当好 的发展 2 . 2粉末注射成型法 ( P I M) 前景。国内对硬质合金注射成形技术 的研究 不多 、 制 品的性能不 是 粉 末注射 成 型 p o w d e r i n j e c t i o n mo l d i n g , P I M ) 是传 统 塑料成 形 很高 , 这不仅与硬质合金本身的特点有关 , 还 与其 成型工艺有关 , 只 工 艺与粉末冶 金技术相结合 的产物 。它是将 粉末体 和成型剂 经混 有各个 工艺 环节都得 到合理控制 , 硬质合金注射成形制 品的性 能才 炼、 制粒 , 在注射成 型机 中加热 , 使其混合成具有 良好 流动性的流态 能有所 提高。 因此 , 对超细硬质合金的成型工艺进行研究 , 具有 十分 物质 , 然后 在压力作 用下经注射 嘴注入模腔 , 凝结后 获得具有 均匀 重 要 的 意义 。 组织结构 和几何形状复杂 的预成型坯 。 这种成型方法生产 出来的制 参 考 文 献 品表 面光 洁度好 , 形状接近最终制 品的形状 。此工艺 可以使粉末在 【 1 ] F r y k h o l m R ,A n d r e n H O .D e v e l o p m e n t o f T h e Mi c r o s t r u c t u r e 注射过程 中保持较好 的流变性 , 改善粘结剂 和合金粉末 之间的相互 D u i r n g G r a d i e n t S i n t e r i n g o f A C e me n t e d C a r b i d e[ J ] . Ma t e i r a l s 作用 , 提高 了烧结性 能。P I M的工艺流程与 P E M 的大致 相同 , 它们 C h e m i s t r y a n d P h y s i c s , 2 0 0 1 ,6 7 ( 1 - 3 ) : 2 0 3 - 2 0 8 . 与传 统的模压 等成 型方法相 比有 以下几个优 点 :产 品形状不受 限 【 2 ] L e n g a u e r W,D r e y e r K . F u n c t i o n a l l y G r a d e d H a r d me t a l s [ J ] . J o u r — 制; 成 品密度均匀 ; 适用性 广 ; 制 品各个部分收缩 一致 , 能较好 的控 n l a o f A l l o y s a n d C o mp o u n d s ,2 0 0 2 ,3 3 8 ( 1 - 2 ) : 1 9 4 — 2 1 2 . 制制 品的尺寸公差。G u i t e r r e z研 究 了 一种 粘 结 剂 配 方 ( 5 5 % 【 3 ] A n d r e n H 0 .Mi c r o s t r u c t u r e D e v e l o p m e n t D u i r n g S i n t e r i n g a n d P W一 3 5 %P P 一 1 0 %S A) ,采用注 塑成型 ,烧 结后 可得 到致密度 为 H e a t — t r e a t m e n t o f C e m e n t e d C a r b i d e s a n d c e me r t s【 J 】 . Ma t e r i a l s 9 9 . 5%的全致密材料i s t y r a n d P h y s i c s , 2 0 0 1 , 6 7 ( 1 - 3 ) : 2 0 9 - 2 1 3 . 品形状复杂性 的问题 , 但在提高制品性能特别是碳含量 的控制 方面 『 4 ] g启 录,肖振 声,韩欢庆.高性 能难熔材料在 尖端领域的应 用与 还有许多工作要做 。 发展 趋 势 『 J 1 . 粉 末 冶金 工业 ,2 0 0 0 ( 1 ) : 3 — 9 . 2 . 3冷等静压成形工艺( C I P ) 【 5 】 谭 国龙, 吴希俊, 王彦起等. 纳米 WC硬 质合金 的制备 、 结构和 力学 冷等 静压成形 ( c o l d i s o s t ��
科技 论坛
・ 5 5・
超细 W C- C o硬质合 金成型工艺发展现状
秦 琴
( 四川 大学锦城 学院机械 系, 四川 成都 6 1 1 7 3 1 ) 摘 要: 随着超细硬 质合金 的应用越 来越广 泛, 对超细硬 质合金 的成型 方法的研 究也越 来越受到重视。本文综合分析 了国内外超 细 W C- C o硬 质 合 金 复合 粉 末 制 备 成 型 工 艺 技 术 方 面 的研 究进 展 。 关键词 : 超 细硬 质 合金 ; 成型 工艺; 粉 末 注射 成 型