硬质合金的发展及现状 现代工程材料

硬质合金的发展及现状

硬质合金是用粉末冶金法生产的由难熔金属化合物（硬质相）和粘结金属（粘结相）所构成的复合材料。具有高硬度、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。硬质合金在耐磨件、刀具等方面有着广阔应用前景，今后相当长一段时间中国的国民经济仍将快速发展，将持续为硬质合金提供良好发展空间。

随着工业高速发展以及数控机床、加工中心在机械加工各领域的应用不断扩大，高性能高精度研磨涂层刀片及配套工具等高附加值硬质合金制品需求将不断增加。在未来几年里中国会成为世界上硬质合金行业最有竞争力的国家。硬质合金大范围的持续增长，大规模的市场应用在中国国民经济迅速发展的今天是不可逆转的趋势，目前中国硬质合金市场应用是鱼龙混杂，高精端的产品及技术也参次不齐，更高精度，高技术的硬质合金产品的市场需求要靠厂商去开发；面对庞大的市场需求，行业对硬质合金产品提出的更高要求，激烈的竞争中，有挑战也有机遇，虽然目前硬质合金的应用还有不少的局限性，很多更高标准，更高精度还不能普遍满足工业市场的需求。但是在未来5年内，中国硬质合金高精度高性能研磨涂层合金，高性能超细和纳米硬质合金，功能梯度合金等都会不断的研发生产，得到广泛的应用，从而更进一步满足工业制造的应用需求，促进硬质合金在不同行业和不同领域的应用需求不断扩大，形成一个良性，合理，有序的硬质合金发展市场。

一、中国硬质合金工业的现状

在钨工业中，硬质合金耗钨量约占总耗钨量的50%。因此，硬质合

金工业的发展对整个钨工业的发展起着十分重要的作用。中国硬质合金工业是从20世纪50年代初建设株洲硬质合金厂开始的，50多年来，从无到有，不断发展，取得了令世人瞩目的成就，但整体技术水平特别是高附加值制品的生产与世界先进水平比较仍存在较大差距。

1、取得的快速发展

硬质合金产量：20世纪80年代初期，世界硬质合金年产量2.5万吨左右时，中国硬质合金年产量约5千吨。进入21世纪，世界硬质合金年产量达到了3.8万吨左右，而中国硬质合金产量已快速增长到1.5万吨左右，超过世界硬质合金产量的三分之一。因此，从生产规模和生产量看，中国是世界名符其实的第一生产大国。

硬质合金出口创汇：随着中国改革开放的深入发展，中国硬质合金出口也取得了明显进步，年出口量1986年突破100吨，1992年突破400吨，1996年接近1000吨，到了2003年已超过2500吨，2004年更超过3000吨，跟产量一样同样占世界硬质合金市场流通量的三分之一。年创汇也从过去不到400万美元/年，增加到现在的7000万美元/年左右。

品种基本齐全：涉及应用于金属切削、矿山开采、拉拨模具、耐磨零件等各领域，包括其深加工产品，除部分高性能精度研磨涂层刀片及配套工具、高性能超细合金棒材和少量大异制品需从国外进口外，绝大部分产品中国均能生产。

装备和工艺技术不断提高：近几年，中国用于硬质合金生产的装备制造业发展很快，生产的设备技术水平也不断提升，为硬质合金企业设备更新换代创造了良好条件。一些实力较强的企业在此基础上再通过自身科研攻关以及必要的技术引进，生产装备和工艺技术整体水平有了很大提高。自动化制粉设备、高效球磨、喷雾干燥制粒、高精度全自动压

力机、脱蜡真空烧结一体炉、压力烧结炉、研磨涂层等一系列先进装备和工艺技术已在不同厂家得到不同程度的应用。株洲硬质合金集团有限公司控股的株洲钻石切削刀具股份有限公司高性能高精度研磨涂层刀片生产线，是在环境、装备、工艺技术和质量标准等方面均按当代硬质合金生产先进水平设计建设的，已于2002年一季度正式投产，生产的数控刀片、整体合金刀具等产品档次高、经济效益显著，也为进一步开发高附加值硬质合金新品奠定良好基础。

废硬质合金回收利用成绩显著：在中国废钨利用正不断得到企业重视，仅废硬质合金经电解、锌溶等工艺技术回收的碳化钨、草酸钴、混合料，再加工利用生产中低档硬质合金的产量已超过3000吨/年，占中国硬质合金产量的20%以上。这些合金除满足中国部分产业自身需求外，也向国外提供部分性价比合理的硬质合金产品，使宝贵的钨资源得到了较合理的利用。

2、发展中的差距

中国硬质合金工业在快速发展的同时，也因研发更新改造资金投入不足，以及长期存在的合金生产与工具生产脱节和某些管理环节上的问题，导致行业创新能力不强、高附加值及配套产品少、产业经济效益不高等问题。

研发投入少，创新能力低：中国硬质合金工业至今还没有一所高水平的专业研发机构，生产规模较大的企业也存在资金及人才和管理上的差距，研发能力还较薄弱，较难产生有自主权的，高水平的原创性研究成果，企业的技术改造也因此难以得到强有力的技术支撑。

合金生产与工具生产脱节：中国硬质合金工业因历史原因，合金生产厂与工具生产厂分属于冶金和机械两个部门管理，导致原密不可分的

两个部分生产长期脱节，至今高档硬质合金工具开发问题尚未得到根本解决。

产业经济效益不高：中国硬质合金工业虽然规模大，但因高附加值及配套深加工产品如高性能超细合金、高精度高性能研磨涂层刀片、超硬工具材料、复杂大异制品、精密硬质合金数控刀具等量少、深加配套不足以及品种不全，致使硬质合金生产厂家与国外先进同行相比效益普遍不高。根据市场调查分析，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中国硬质合金产量的1.5%，但年合金销售总额却占中国硬质合金年销售总额的10%以上。

二、中国硬质合金市场

随着中国国民经济的持续高速发展，以及开放的市场经济的调控作用，中国硬质合金市场十分活跃。国内外使用硬质合金的各行各业因使用对象以及使用技术和使用设备各异，对硬质合金质量和品种要求也各不相同，因此不同品种和质量档次的硬质合金制品都在中国市场上流通，国外高档硬质合金不断进入中国市场，中国生产的各档次硬质合金也不断进入国外市场，供应量大于需求量，市场竞争十分激烈。市场流通产品结构按GB/T18376-1998国家标准对流通中国市场的硬质合金产品进行分类，各类产品所占市场的百分比份额大致如下。切削工具用硬质合金约占27%，约3400吨，其中焊接刀片约占21%、可转位刀片约占6%，分别约2600吨和800吨。切削工具用硬质合金的高档高附加值产品是高性能高精度研磨涂层刀片，据统计，中国目前市场流通量约250吨，其中国产约120吨，进口约130吨。

三、硬质合金分类及成型工艺

1、硬质合金的基本特点：