硬质合金生产概述
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NRL researchers then can exploit the increased surface potential of nanoparticles for surface-energy-driven densification without coarsening.
Scientists find new toughening mechanism for ceramics
硬质合金的分类
WC—Co(钨钻)类合金 : 由碳化钨和钴组成。有时在切削工具(有时也在引伸模
具)中加人2％以下的其它碳化物(碳化钽、碳化铌、碳化钒等)作为添加剂。其中，高钴： 20－30％， 中钴：10－15％，低钴：3－8％
WC—TiC—Co(钨铁钴)类合金:
• 低钛合金：4—6％TiC，9一15％Co， • 中钛合金：10—20 ％TiC ， 6—8％ Co ， • 高钛合金：25—40 ％TiC ，4—6 ％ Co
典型的硬质合 金生产工艺
硬质合金原料生产 ：
盐酸法氧化钨工艺
白钨矿：CaWO4 黑钨矿：(Fe, Mn)WO4
钨酸铵： ammonium tungstate hydrate; ammonium wolframate 分子式：(NH4)10W12O41~xH2O
中南大学的“难冶钨资源深度开发应用关键技术”项目获得2012年国家科学技术进步一等奖
Researchers develop harder ceramic for armor windows
The EHPS approach uses high pressures (up to 6 GPa) to retard bulk diffusion rates, break powder agglomerates, and reposition nanoparticles very close to each other to help eliminate porosity in the sintered ceramic.
硬质合金生产概述
内容
硬质合金生产原理概述 混合料制备 成形工艺 烧结技术 烧结后处理
wenku.baidu.com
硬质合金
硬质合金：由难熔金属化合物（硬质相）和粘结金属（粘结相） 组成的一种复合材料。 基本特点： • 高硬度、高耐磨性
• 高弹性模量 • 高抗压强度 • 化学稳定性好（耐酸、碱、高温氧化） • 冲击韧性较低 • 膨胀系数低，导热、导电与铁及其合金相近
应用：工具材料发展第三阶段的标志，现代工具材料、耐磨材 料、高温和耐腐蚀材料。
硬质合金工具的优点
成倍、几十倍甚至上百倍地提高工具寿命，提高金属切削速度及
地壳钻进速度。例如，金属切削加工刀具寿命可提高5—80倍，量 具寿命提高20－150倍，模兵寿命提高50一100倍。 显著地提高被加工零件的尺寸精度和表面光洁度。 可以加工高速钢难以加工的耐热合金、效合金、特硬铸铁等难加 工材料。 可以制作某些耐腐蚀或耐高温的耐磨零件，从而提高了某些机械 和仪器的精度和寿命。
But in 2012, Nishiyama and co-workers had synthesized nanocrystals of stishovite and could show that bulk stishovite made up of such nanocrystals is not only very hard, but also becomes very tough, reaching the toughness of zirconia, the toughest ceramic known.
Using X-ray spectroscopy, the team could show that about half of the surface in the fracture area is covered by amorphous silica. The more amorphous silica was present, the tougher the fracture area got. This result indicates that the fracture-induced transition to amorphous silica indeed caused the toughening of the stishovite.
碳含量与碳化温度的关系 碳化前后粉末物性的变化
碳化工艺条件 重新碳化工艺条件
WC—TiC—TaC(NbC)—Co类合金：WC—TiC—Co合金有更好的高温抗氧化性，
同时也有较好的扰热震性，因而常常具有较高的刀具寿命。TiC：5一15％，TaC(NbC)： 2—10％，Co5－15％，余为WC。
钢结硬质合金：碳化钨或碳化钛与碳素钢或合金钢组成 碳化钛基合金：由碳比钛、金属镍和金属钼或碳化二鉬(Mo2C)组成。镍和钼的总
含量通常为20—30％。
我国硬质合金生产的相关数据产量
我国的硬质合金从20世纪50年代起步，20世纪80年代初期，世 界硬质合金年产量在2.5万吨时，我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 合金产量已经快速增长到1.5万吨，超过世界硬质合金产量的1/3。 2003年，我国硬质合金出口量已经达到2500吨；2007出口量超 过3000吨，与产量一样同样占世界硬质合金市场流通量的1/3。
英国伊华德公司的碱法工艺
美国西里瓦尼亚电 气公司：烧碱浸取 一液—液萃取工艺
碳化钨粉末的制备
钨粉碳化的工艺流程
碳化方法 • 氢保护碳化（碳化时通氢） • 不通氢碳化（以碳化时产生的CO气体保护 ） 碳化反应原理 • 氢保护碳化（低温下形成CH4，高温1400℃裂解 成高活性碳与钨反应） • 不通氢碳化（以碳化时产生的CO气体保护）
Scientists find new toughening mechanism for ceramics
硬质合金的分类
WC—Co(钨钻)类合金 : 由碳化钨和钴组成。有时在切削工具(有时也在引伸模
具)中加人2％以下的其它碳化物(碳化钽、碳化铌、碳化钒等)作为添加剂。其中，高钴： 20－30％， 中钴：10－15％，低钴：3－8％
WC—TiC—Co(钨铁钴)类合金:
• 低钛合金：4—6％TiC，9一15％Co， • 中钛合金：10—20 ％TiC ， 6—8％ Co ， • 高钛合金：25—40 ％TiC ，4—6 ％ Co
典型的硬质合 金生产工艺
硬质合金原料生产 ：
盐酸法氧化钨工艺
白钨矿：CaWO4 黑钨矿：(Fe, Mn)WO4
钨酸铵： ammonium tungstate hydrate; ammonium wolframate 分子式：(NH4)10W12O41~xH2O
中南大学的“难冶钨资源深度开发应用关键技术”项目获得2012年国家科学技术进步一等奖
Researchers develop harder ceramic for armor windows
The EHPS approach uses high pressures (up to 6 GPa) to retard bulk diffusion rates, break powder agglomerates, and reposition nanoparticles very close to each other to help eliminate porosity in the sintered ceramic.
硬质合金生产概述
内容
硬质合金生产原理概述 混合料制备 成形工艺 烧结技术 烧结后处理
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硬质合金
硬质合金：由难熔金属化合物（硬质相）和粘结金属（粘结相） 组成的一种复合材料。 基本特点： • 高硬度、高耐磨性
• 高弹性模量 • 高抗压强度 • 化学稳定性好（耐酸、碱、高温氧化） • 冲击韧性较低 • 膨胀系数低，导热、导电与铁及其合金相近
应用：工具材料发展第三阶段的标志，现代工具材料、耐磨材 料、高温和耐腐蚀材料。
硬质合金工具的优点
成倍、几十倍甚至上百倍地提高工具寿命，提高金属切削速度及
地壳钻进速度。例如，金属切削加工刀具寿命可提高5—80倍，量 具寿命提高20－150倍，模兵寿命提高50一100倍。 显著地提高被加工零件的尺寸精度和表面光洁度。 可以加工高速钢难以加工的耐热合金、效合金、特硬铸铁等难加 工材料。 可以制作某些耐腐蚀或耐高温的耐磨零件，从而提高了某些机械 和仪器的精度和寿命。
But in 2012, Nishiyama and co-workers had synthesized nanocrystals of stishovite and could show that bulk stishovite made up of such nanocrystals is not only very hard, but also becomes very tough, reaching the toughness of zirconia, the toughest ceramic known.
Using X-ray spectroscopy, the team could show that about half of the surface in the fracture area is covered by amorphous silica. The more amorphous silica was present, the tougher the fracture area got. This result indicates that the fracture-induced transition to amorphous silica indeed caused the toughening of the stishovite.
碳含量与碳化温度的关系 碳化前后粉末物性的变化
碳化工艺条件 重新碳化工艺条件
WC—TiC—TaC(NbC)—Co类合金：WC—TiC—Co合金有更好的高温抗氧化性，
同时也有较好的扰热震性，因而常常具有较高的刀具寿命。TiC：5一15％，TaC(NbC)： 2—10％，Co5－15％，余为WC。
钢结硬质合金：碳化钨或碳化钛与碳素钢或合金钢组成 碳化钛基合金：由碳比钛、金属镍和金属钼或碳化二鉬(Mo2C)组成。镍和钼的总
含量通常为20—30％。
我国硬质合金生产的相关数据产量
我国的硬质合金从20世纪50年代起步，20世纪80年代初期，世 界硬质合金年产量在2.5万吨时，我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 合金产量已经快速增长到1.5万吨，超过世界硬质合金产量的1/3。 2003年，我国硬质合金出口量已经达到2500吨；2007出口量超 过3000吨，与产量一样同样占世界硬质合金市场流通量的1/3。
英国伊华德公司的碱法工艺
美国西里瓦尼亚电 气公司：烧碱浸取 一液—液萃取工艺
碳化钨粉末的制备
钨粉碳化的工艺流程
碳化方法 • 氢保护碳化（碳化时通氢） • 不通氢碳化（以碳化时产生的CO气体保护 ） 碳化反应原理 • 氢保护碳化（低温下形成CH4，高温1400℃裂解 成高活性碳与钨反应） • 不通氢碳化（以碳化时产生的CO气体保护）