第三章压制
第一节压制机理
一, 压制过程: 粉末压制成型是粉末冶金生产的基本成型方法; 在压摸中填装粉末, 然后在压力机下加压, 脱模后得到所需形状和尺寸的压坯制品, , 粗略分三阶段:
1, 压块密度随压力增加而迅速增大; 孔隙急剧减少。
2, 压块密度增加缓慢, 因孔隙在1阶段中大量消除, 继续加压只是让颗粒发生弹性屈服变形。
3, 压力的增大可能达到粉末材料的屈服极限和强度极限, 粉末颗粒在此压力下产生塑性变形或脆性断裂。因颗粒的脆性断裂形成碎块填入孔隙, 压块密度随之增大。
二, 压制压力: 压制压力分二部分; 一是没有摩擦的条件下, 使粉末压实到一定程度所需的压力为”静压力”( P1) ; 二是克服粉末颗粒和压模之间摩擦的压力为”侧压力”( P2) 。
压制压力P=P1+P2
侧压系数=侧压力P2÷压制压力P=粉末的泊松系数u÷( 1-u)
=tg2( 45o-自然坡度角Φ÷2)
侧压力越大, 脱模压力就越大, 硬质合金粉末的泊松系数一般为0.2-0.25之间。
三, 压制过程中的压力分布: 引起压力分布不匀的主要原因是粉末颗粒之间以及粉末与模壁之间的摩擦力。压块高度越高, 压
力分布越不均匀。实行双向加压或增大压坯直径, 能减少压力分布的不均匀性。
四, 压块密度分布: 越是复杂的压块, 密度分布越不均匀; 除压力分布的不均匀( 压力降) 外, 装粉方式不正确, 使压块不同部位压缩程度不一致, 也会造成压块密度不均匀。
1, 填充系数: 是指压块密度Y压与料粒的松装密度Y松的比值; 压缩比: 是指粉末料粒填装高度h粉与压块高度h压之比; 在数值上填充系数和压缩比是相等的。
K=Y压÷Y松=h粉÷h压
2, 为了减少压块密度分布的不均匀性:
( 1) 提高模具的表面光洁度;
( 2) 减少摩擦阻力;
( 3) 提高料粒的流动性;
( 4) 采用合理的压制方式;
3, 粉末粒度对压制的影响;
( 1) 粉末分散度越大( 松装越小) , 压力越大。压块密度越小; 有较大的强度值, 成型性好。
( 2) 料粒较粗, 压块容易达到较高的压块密度, 但其密度分布往往是不均匀的; 一般情况下, 压块强度随成型剂的加入量而提高。
五, 压块的弹性后效:
1, 弹性内应力: 粉末颗粒内部和颗粒间接触表面上, 由于原子间引力和吸力的相互作用, 会产生一个与颗粒受力方向相反, 并力求阻止颗粒变形, 以便达到与压制压力平衡的作用力叫弹性内应力。
2, 弹性后效: 在除去压制压力和把压块脱模后, 由于弹性内应力的松弛作用而引起压块体积膨胀的现象叫弹性后效。
3, 在许多情况下, 压块脱模后发生弹性膨胀是造成压块裂纹和分层的原因。
4, 粉末粒度细, 颗粒粗糙程度降低, 颗粒间结合强度降低( 成型不足或含水量大) 以及氧化物和杂质含量增加都会增加弹性
后效。料粒干燥太干而变硬, 也会增加弹性后效。
第一节压制工艺
一, 压模;
1, 压缩比( 或填充系数) : 混合料愈细, 则松装比容愈大, 要压制成给定密度压块的压缩比也愈大。一般在2.5-4倍间; 压模在压制过程中发生弹性变形往往造成脱模后压块的横向裂纹。
2, 线收缩系数: 压块尺寸与烧结制品相应尺寸之比。压块密度越大, 收缩系数越小。
二, 压制工艺: 模压成型包括称料, 装模, 压制, 脱模以及压块干燥, 修边( 半检) 和压块加工; 压制压力机操作比较简单, 关键在于安调整单重, 尺寸以及处理由于设备故障及物料不
稳定带来的一些问题。
三, 压制废品:
1, 分层: 沿压块的棱出现, 与受压面呈一定角度, 形成整
齐的分界面叫分层。造成压块分层的原因是压块中弹性内应力或弹性张力。如混合料钴含量低, 碳化物硬度高, 粉末或料粒愈细, 成型剂太少或分布不均匀, 混合料过湿或过干, 压制压力过大, 单
重过大, 压块形状复杂, 模具光洁度太差, 台面不平, 均有可能
造成分层。提高压块强度, 减少压块内应力和弹性后效是解决分层的有效方法。
2, 裂纹: 压块中出现不规则局部断裂的现象叫裂纹。由于压块内部的拉伸应力大于压块的抗张强度。压块内部拉伸应力来自于弹性内应力。应注意: 影响分层的因素同样影响裂纹。另外, 延长保压时间或多次加压, 减少压力, 单重, 改进模具设计和适当增
加模具厚度, 加快脱模速度, 增加成型剂, 提高物料松装密度;
能够减少裂纹。
3, 未压好( 显颗粒) : 尽管压块孔隙度可达到40%左右, 但由于压制时物料或压力降原因, 压坯孔隙是不均匀的; 如果局部
空隙尺寸太大, 烧结中无法消除, 叫未压好。料粒太硬, 料粒过粗, 物料松装太大; 松装料粒在模腔中分布不均匀, 单重偏低。均可能造成未压好( 显颗粒) 。
第三节其它成型方法
一, 增塑性毛坯加工:
利用增塑剂, 提高模压成型压块的可塑性, 随后进行各种机械加工, 以制取压制品的方法叫增塑性毛坯加工, 其生产原理:
1, 一般对毛坯收缩系数应控制在1.23-1.30之间。
2, 预烧: 目的提高毛坯强度, 同时在排除成型剂时形成小空隙, 以利于随后的渗蜡, 预烧在400℃时应保持较长的时间, 预烧温
度为700-800℃之间, 预烧时间1-1.5小时。防止压块在脱蜡过程中起皮。
3, 渗蜡: 提高毛坯的可塑性, 以利于加工, 毛坯放入石蜡中的温度为60℃, 缓慢升到180-200℃停止。毛坯取出是石蜡温度为60℃。
4, 切削加工: 切削加工是应注意, 由于毛坯强度低, 容易夹裂; 碳化物硬度高, 易磨损刀具, 应使用低钴细颗粒合金刀具, 采用较大的前角和后角, 低速, 小刀进量;
一, 等静压制
利用高压液体的静压力直接作用于装在弹性模具内的物料, 使压块多向同时均衡受压的一种成型方法, 经过传递压力的介质是水溶液, 因而也称水静压制; 等静压制时, 压块强度, 线收缩和成型压力没多大关系, 一般在2吨/cm2以下。
1, 模具: ( 型芯和模套) 用来成型塑料模的外表, 钻有孔眼的薄铁皮套筒; ( 弹性模具) 须不易变形, 不粘附压件。
硬质合金烧结原理 所谓烧结就是将粉末压坯加热到一定温度（烧结温度）并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的材料，这种热处理工艺叫做烧结。 烧结使多孔的粉末压坯变为具有一定组织和性能的制品，尽管制品性能与烧结前的许多工艺因素有关，但是在许多情况下，烧结工艺对最终制品组织和性能有着重大的甚至是决定性的影响。 硬质合金的烧结过程是比较复杂的，但是这些基本知识又是必须掌握的。 4.1烧结过程的分类 烧结过程的分类方法很多，按烧结制品组元的多少可以分为单元系烧结和多元系烧结，如钨、钼条烧结属于单元系烧结，硬质合金绕结则属于多元系烧结。 按烧结时组元中相的状态分为固相烧结和液相烧结，如钨钼的烧结过程中不出现液相，属于固相烧结，硬质合金制品在烧结过程中会出现液相，属于液相烧结。按工艺特征来分，可分为氢气烧结、真空烧结、活化烧结、热等静压烧结等。许多烧结方法都能用于硬质合金的烧结。此外，还可以依烧结材料的名称来分，如硬质合金烧结，钼顶头烧结。 从学习烧结过程的实质来说，将烧结过程分为固相烧结和液相烧结两大类是比较合理的，但在生产中多按烧结工艺特点来进行分类。 4.2烧结过程的基本变化 硬质合金压坯经过烧结后，最容易观察到的变化是压块体积收缩变小，强度急剧增大，压块孔隙度一般为50%，而烧结后制品已接近理论密度，其孔隙一般应小于0.2%，压块强度的变化就更大了，烧结前压坯强度低到无法用一般方法来测定，压坯只承受生产过程中转移时所必备的强度，而烧结后制品却能达到满足各种苛刻工作条件所需要的强度值,显然制品强度提高的幅度较之密度的提高要大得多。 制品强度及其他物理机械能的突变说明在烧结过程中压块发生了质的变化。在压制过程中，虽然由于外力的作用能增加粉末体的接触面,而颗粒中表面原子和分子还是杂乱无章的，甚至还存在有内应力，颗粒间的联结力是很弱的，但烧结后颗粒表面接触状态发生了质的变化，这是由于粉末接触表面原子﹑分子进行化学反应，以及扩散、流动、晶粒长大等物理化学变化，使颗粒间接触紧密，内应力消除，制品形成了一个强的整体，从而使其性能大大提高。 4.3烧结过程的基本阶段 硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段： １．脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化： 1）成型剂的脱除，烧结初期随着温度的升高，成型剂逐渐分解或汽化，排除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。 2）粉末表面氧化物被还原，在烧结温度下，氢可以还原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。 3）粉末颗粒间的接触应力逐渐消除，粘结金属粉末开始产生回复和再结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。 2．固相烧结阶段（800℃--共晶温度） 在出现液相以前的温度下，除了继续进行上一阶段所发生的过程外，固相反应和扩散加剧，塑性流动增强，烧结体出现明显的收缩。 3．液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度）
第三章压制 第一节压制机理 一，压制过程：粉末压制成型是粉末冶金生产的基本成型方法；在压摸中填装粉末，然后在压力机下加压，脱模后得到所需形状和尺寸的压坯制品，，粗略分三阶段： 1，压块密度随压力增加而迅速增大；孔隙急剧减少。 2，压块密度增加缓慢，因孔隙在1阶段中大量消除，继续加压只是让颗粒发生弹性屈服变形。 3，压力的增大可能达到粉末材料的屈服极限和强度极限，粉末颗粒在此压力下产生塑性变形或脆性断裂。因颗粒的脆性断裂形成碎块填入孔隙，压块密度随之增大。 二，压制压力：压制压力分二部分；一是没有摩擦的条件下，使粉末压实到一定程度所需的压力为“静压力”（P1）；二是克服粉末颗粒和压模之间摩擦的压力为“侧压力”（P2）。 压制压力P=P1+P2 侧压系数=侧压力P2÷压制压力P=粉末的泊松系数u÷（1-u）=tg2（45o-自然坡度角Φ÷2） 侧压力越大，脱模压力就越大，硬质合金粉末的泊松系数一般为0.2-0.25之间。 三，压制过程中的压力分布：引起压力分布不匀的主要原因是粉末颗粒之间以及粉末与模壁之间的摩擦力。压块高度越高，压力分布越不均匀。实行双向加压或增大压坯直径，能减少压力分布的不均匀性。 四，压块密度分布：越是复杂的压块，密度分布越不均匀；除压力分布的不均匀（压力降）外，装粉方式不正确，使压块不同部位压缩程度不一致，也会造成压块密度不均匀。 1，填充系数：是指压块密度Y压与料粒的松装密度Y松的比值；压缩比：是指粉末料粒填装高度h粉与压块高度h压之比；在数值上填充系数和压缩比是相等的。 K=Y压÷Y松=h粉÷h压 2，为了减少压块密度分布的不均匀性： （1）提高模具的表面光洁度； （2）减少摩擦阻力； （3）提高料粒的流动性； （4）采用合理的压制方式； 3，粉末粒度对压制的影响； （1）粉末分散度越大（松装越小），压力越大。压块密度越小；有较大的强度值，成型性好。 （2）料粒较粗，压块容易达到较高的压块密度，但其密度分布往往是不均匀的；一般情况下，压块强度随成型剂的加入量而提高。 五，压块的弹性后效： 1，弹性内应力：粉末颗粒内部和颗粒间接触表面上，由于原子间引力和吸力的相互作用，会产生一个与颗粒受力方向相反，并力求阻止颗粒变形，以便达到与压制压力平衡的作用力叫弹性内应力。
硬质合金烧结方法的新进展 1 前 言烧结是硬质合金生产过程的最后一道工序 ,也是最基本、最关键的一道工序,烧结前工序中的某些缺陷在一定范围内可以通过调整烧结工艺加以纠正 ,而由烧结造成的废品一般无法通过以后的工序来挽救 ,因此烧结工艺和装备选择是否恰当,对烧结产品的质量有着决定性的影响。长久以来 ,在实际生产中逐渐形成了多种烧结方法 ,较为传统的包括氢气烧结、真空烧结、热等静压烧结、真空后续热等静压、烧结热等静压等。80年代纳米结构问世之后,又逐渐形成了新型烧结方法,如微波烧结、放电等离子烧结等。下面就这几种烧结技术特别是纳米硬质合金烧结技术做一综合介绍。2 氢气烧结将压坯装在石墨舟中 ,再充填一定含碳量的氧化铝填料或石墨颗粒填料,通常是装入连续推进式的钼丝炉内,在氢气保护下进行烧结,这个过程就是氢气烧结<1 > 。氢气烧结的特点是 :能够提供还原性气氛 ;需要预烧结来清除压制时添加的成形剂。氢气烧结虽然曾在较长时期内被广泛采用,甚至目前还有少数厂家采用它 ,但经过长期实践 ,人们发现它存在许多不足。钼丝刚玉管炉的优点是结构简单、炉子功率小、炉管寿命长,但是炉温控制不准、炉内气氛变化大、产品容易渗碳、脱碳。另外 ,其烧结过程是在正压下进行的 ,产品内部的孔隙不能充分得到消除 ,留有残余孔隙 ,一些氧化物杂质也不能较好地挥发排除掉<2 > 。3 真空烧结硬质合金的真空烧结始于上世纪三十年代 ,而到六十年代才获得较大的发展。所谓真空烧结 ,就是在负压的气(汽)体介质中烧结压制的过程。真空烧结与氢气烧结相比,可以提高炉气纯度,同时负压改善了粘结相对硬质相的润湿性。真空烧结具有如下优点 :(1 )能够更好地排除烧结体中Si、Mg、Ca等微量氧化物杂质 ,从而提高硬质合金的纯度;(2 )真空下气相的渗碳、脱碳作用大大减少,易于保证最终合金的碳含量,控制合金的组织结构;(3)可以降低烧结温度或保温时间,防止碳化物晶粒的不均匀长大;(4)烧结品残留孔隙比氢气烧结少,可提高合金的密度和机械性能;(5 )烧结时产品不用填料隔开和保护 ,操作简单 ,而且产品表面无粘附物和白亮的金属铝沉积物。其缺点是 :其产品内部有少量孔隙和缺陷。4 热等静压法用真空烧结法制备硬质合金 ,产品内部的残余孔隙和缺陷一直是人们关注和深入探索的问题 ,而热等静压正是解决这一问题的有效方法。把粉末压坯和装入特制容器内的粉末体(即粉末包套)置入热等静压机高压容器中,施以高温和高压,使这些粉末被压制和烧结成致密的零件或材料的过程称为粉末热等静压烧结工艺<3> 。粉末热等静压的工艺原理是 ,粉末体 (粉末压坯或包套内的粉末 )在等静压高压容器内同时经受高温和高压的联合作用 ,强化了
硬质合金发展简史 2008-04-11 12:48 自1923年硬质合金作为一种重要的工具材料和结构材料问世以来，至今已有八十多年的历史。 十九世纪末叶，人们为了寻找新的材料来取代高速钢，以进一步提高金属切削速度、降低加工成本和解决灯泡钨丝的拉拔等问题，开始了对硬质合金的研究。 早期的工作主要是着眼于各种难熔化合物，特别是碳化钨的研究。从1893年以来，德国科学家就利用三氧化钨和糖在电炉中一起加热到高温的方法制取出碳化钨，并试图利用其高熔点、高硬度等特性来制取拉丝模等，以便取代金刚石材料，但由于碳化钨脆性大，易开裂和韧性低等原因，一直未能得到工业应用。 进入二十世纪二十年代，德国科学家Karl Schroter研究发现纯碳化钨不能适应拉拔过程中所形成的激烈的应力变化，只有把低熔点金属加入WC中才能在不降低硬度的条件下，使毛坯具有一定的韧性。经过一年时间的努力。Schroter于1923年首先提出了用粉末冶金的方法，即将碳化钨与少量的铁族金属（铁、镍、钴）混合，然后压制成型并在高于1300℃温度下于氢气中烧结来生产硬度合金的专利。他在专利中提出的工艺，实质上就是今天许多厂仍在采用的WC—Co硬质合金生产工艺。1923年德国的krupp公司正式成批生产这种合金，并以widia（类似金刚石）的商标在市场上销售。随后美国、奥地利、瑞典、日本、原苏联和其他一些国家也相继生产硬质合金，于是硬质合金生产技术开始得到迅速发展。 起初，人们以为WC—Co硬质合金能加工各种材料，但很快发现，在加工钢材时，这种合金很容易因扩散磨损而损坏。1929年还是德国科学家研究发现，用两种以上的碳化物组成的固溶体比用单一的碳化物作为硬质合金的基体更为优越，并提出了有关固溶体应用的专利。同年，德国的krupp公司开始生产WC—TiC—Co的合金。1932年美国根据schroter及其同事专利，也研究出WC—TiC—Co合金。不久科学家又研究出WC—TiC—TaC—Co合金，从而使钢材加工问题得到妥善解决。
纳米硬质合金制备技术 纳米硬质合金具有很高的强度、硬度等力学性，能同时还具有普通超细合金难以获得的高导热特性（普通超细合金的导热性能随着晶粒度的减小而降低,瑞典的Sandvik公司就以硬质合金的导热性发生突变时合金晶粒度的临界值作为纳米硬质合金判据,认为晶粒度小于0.3μm的合金即可称为纳米硬质合金）。控制烧结过程中的晶粒长大是制备纳米硬质合金块体材料的关键,随着纳米（晶）硬质合金粉末制备技术的成熟,纳米（晶）硬质合金粉末的烧结研究成为材料研究领域的热点。 纳米晶粉末存在着很大的表面能和晶格畸变能，在烧结热处理中这些能量被充分释放，具体表现为晶粒迅速长大和快速致密化。在保证致密化的前提下,有效控制烧结过程中的晶粒长大成为纳米硬质合金制备技术的难点。为了抑制烧结晶粒长大,可在粉末中添加晶粒长大抑制，但添加抑制剂并不能有效地将晶粒控制在100nm以内，于是又发展了众多新的烧结方法,以期通过压力、电磁等活化作用来实现低温短时烧结,进一步控制晶粒长大。以下将对纳米硬质合金新型烧结技术进行简要介绍。 1 压力烧结 在烧结时施加压力可以加快烧结时的颗粒重排,快速实现致密化,消除孔隙,较有效控制烧结过程的晶粒长大。压力烧结主要有低压烧结、热等静压、热压、超高压烧结和爆炸烧结等。 1.1低压烧结 目前人们研究较多并且在工业中被广泛应用的是低压烧结。低压烧结将成形剂脱除、真空烧结和热等静压合并在同一设备中进行,最终烧结阶段采用氢气保护,压力一般为4~6MPa,可实现快速冷却。在低压烧结过程中,大部分收缩发生在真空烧结阶段,在加压阶段消除显微孔隙,使烧结体完全致密。其工艺主要优点为钻池几乎可以完全被消除，孔隙度显著降低,制品内部的缺陷得到有效控制合金的组织结构细小均匀。由于烧结和加压在同一设备中进行,不易造成产品的氧化和脱碳,还可通过引人碳势气体(如CH4等)来调整合金中的碳含量。 1.2热等静压
硬质合金压制过程中的压力分布 引起压力分布不匀的主要原因是粉末颗粒之间以及粉末与模壁之间的摩擦力。压块高度越高，压力分布越不均匀。实行双向加压或增大压坯直径，能减少压力分布的不均匀性。 四，压块密度分布：越是复杂的压块，密度分布越不均匀；除压力分布的不均匀（压力降）外，装粉方式不正确，使压块不同部位压缩程度不一致，也会造成压块密度不均匀。1，填充系数：是指压块密度Y压与料粒的松装密度Y松的比值；压缩比：是指粉末料粒填装高度h粉与压块高度h压之比；在数值上填充系数和压缩比是相等的。 K=Y 压÷Y松=h粉÷h压2，为了减少压块密度分布的不均匀性：（1）提高模具的表面光洁度；（2）减少摩擦阻力；（3）提高料粒的流动性；（4）采用合理的压制方式； 3，粉末粒度对压制的影响；（1）粉末分散度越大（松装越小），压力越大。压块密度越小；有较大的强度值，成型性好。（2）料粒较粗，压块容易达到较高的压块密度，但其密度分布往往是不均匀的；一般情况下，压块强度随成型剂的加入量而提高。 五，硬质合金压块的弹性后效：1，弹性内应力：粉末颗粒内部和颗粒间接触表面上，由于原子间引力和吸力的相互作用，会产生一个与颗粒受力方向相反，并力求阻止颗粒变形，以便达到与压制压力平衡的作用力叫弹性内应力。2，弹性后效：在除去压制压力和把压块脱模后，由于弹性内应力的松弛作用而引起压块体积膨胀的现象叫弹性
后效。3，在许多情况下，压块脱模后发生弹性膨胀是造成压块裂纹和分层的原因。4，粉末粒度细，颗粒粗糙程度降低，颗粒间结合强度降低（成型不足或含水量大）以及氧化物和杂质含量增加都会增加弹性后效。料粒干燥太干而变硬，也会增加弹性后效.
硬质合金的烧结 一、实验目的 了解硬质合金烧结的基本知识及烧结特点 二、实验原理 烧结是指在高温作用下，坯体发生一系列物理化学变化，由松散状态逐渐致密化，且机械强度大大提高的过程。在烧结过程中包括有机物的挥发、坯体内应力的消除、气孔率的减少；在烧结气氛作用下，粉末颗粒表面氧化物的还原、原子的扩散、粘性流动和塑性流动；烧结后期还可能出现二次再结晶过程和晶粒长大过程。 三、烧结方式及特点 真空烧结与低压烧结 真空烧结：在低于大气压力条件下进行的粉末烧结。主要用于烧结活性金属和难熔金属铍、钍、钛、锆、钽、铌等；烧结硬质合金、磁性合金、工具钢和不锈钢；以及烧结那些易于与氢、氮、一氧化碳等气体发生反应的化合物。 优点是：(1)减少了气氛中有害成分(水、氧、氮)对产品的不良影响。(2)对于不宜用还原性或惰性气体作保护气氛(如活性金属的烧结)，或容易出现脱碳、渗碳的材料均可用真空烧结。 (3)真空可改善液相对固相的润湿性，有利于收缩和改善合金的组织。 (4)真空烧结有助于硅、铝、镁、钙等杂质或其氧化物的排除，起到净化材料的作用。 (5)真空有利于排除吸附气体、孔隙中的残留气体以及反应气体产物，对促进烧结后期的收缩有明显作用。如真空烧结的硬质合金的孔隙度要明显低于在氢气中烧结的硬质合金。 (6)真空烧结温度比气体保护烧结的温度要低一些，如烧结硬质合金时烧结温度可降低100～150℃。这有利于降低能耗和防止晶粒长大。 不足是：(1)真空烧结时，常发生金属的挥发损失。如烧结硬质合金时出现钴的挥发损失。通过严格控制真空度，即使炉内压力不低于烧结金属组分的蒸气压，也可大大减少或避免金属的挥发损失。(2)真空烧结的另一个问题是含碳材料的脱碳。这主要发生在升温阶段，炉内残留气体中的氧、水分以及粉末内的氧化物等均可与碳化物中的化合碳或材料中的游离碳发生反应，生成一氧化碳随炉
硬质合金烧结工艺 硬质合金是由各种碳化物和铁族元素组成，例如WC-Co、WC-TiC-TaC-NbC-Co或是TiC-Mo?C-Ni。这些材料的典型特点就是，通过液相烧结可以达到几乎100%理论密度，烧结后，低的残余孔隙度是成功应用硬质合金于金属切削、石油开采钻头或者金属成形模具等高应力使用工况的关键。此外，必须仔细控制烧结工艺，以获得希望的显微组织和化学成分。 在很多应用场合，硬质合金都是以烧结态应用的。烧结态合金表面经常承受条件苛刻的摩擦和应力，在大多数的切削金属应用中，刀头表面的磨耗深度只要超过~,工具就被判定报废，所以，提高硬质合金的表面性能是相当重要的。 烧结硬质合金的两种基本方法：一种是氢气烧结——在氢气中与常压下通过相反应动学来控制零件成分，另一种是真空烧结——采用真空环境或降低环境气体压强，通过减缓反应动力学来控制硬质合金成分。真空烧结有着更为广泛的工业应用。有时，还采用烧结热等静压和热等静压，这些技术都对硬质合金的生产有着重要的影响。 氢气烧结：氢气是还原性的气氛，但当氢气与烧结炉壁或承载装置发生反应时会改变其他成分，提供合适的碳化势以维持与硬质合金的热力学平衡。在传统的硬质合金烧结中，要将混合料中的碳化物的含碳量调节到理论值，并在整个氢气烧结过程中维持这个值不变。例如，烧结94WC-6CO硬质合金时，入炉时，碳含量为~%（质量分数），出炉时，则要维持在+% 氢气烧结工艺的气氛控制能力对于钨钴类硬质合金来说是足够的，但是对于切钢工具用含碳化钛碳化钽或碳化铌的合金来说，气氛的氧化势太高，导致合金的成分变化，通常用真空烧结来减低这些，合金氧化物的含量，氢气烧结一般用机械推舟的方式，通过连续烧结来完成，可用一个单独的预烧炉除去润滑剂防止挥发物污染后的高烧结过程。预烧结
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毕业论文 课题：硬质合金棒材的生产及使用 系部： 专业： 班级： 学号： 姓名：
目录 一、前言 (1) 二、棒材的生产概述 (2) 1、定义及特点 (2) 2、分类及主要用途 (2) 3、型材厂棒材的主要牌号及性能要求 (5) 4、棒材的生产工艺流程 (7) 三、棒材的生产过程及质量控制 (8) 1、混合料制备 (8) 2、成型 (9) 3、烧结 (10) 4、深加工 (10) 四、棒材的质量检查、控制及管理 (14) 1、物理性能及组织结构 (14) 2、外观、尺寸 (15) 五、棒材的使用知识 (17) 六、实习总结 (18)
一、前言 粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。在国民经济和材料科学中有着重要的作用。
二、棒材生产的概述 1、定义及特点 硬质合金用粉末冶金方法生产由难容金属化合物和粘结金属所构成的组合材料。 粉末冶金是一种制取材料和制品的特殊冶金方法，它的基本过程是制备粉末，经过压制成型为一定尺寸的压坯，然后在低于物料基本组元的温度下烧结成所需的成品。 1）硬质合金原料 原料是指其只要组成元素构成制品化学组分的物质，原料绝大多数为固态。根据其在硬质合金中的作用或存在的形式，一般又可分为硬质化合物，粘结金属、改性组元和涂层材料等四大类。 硬质化合物：WC、TiC、TaC、TIiN、HfC、（TiW）C、TiCN、（WTiTa）C、（WTiTa）（CN）等。WC是用得最多的碳化物，其晶粒尺寸通常在0.2 10微米之间，一般根据粒度大小分为很多型号，型材厂的棒材主要为04、06、08型，属于超细颗粒。 粘结金属：Co、Ni、Fe。钴是应用最广泛的粘结金属。 改性组元：VC、Cr3C2，硬质合金制造过程中抑制晶粒长大的添加剂，也是我厂生产超细粒棒材生产过程中抑制晶粒长大效果最明显的。 2）工艺材料 工艺材料指参与制造过程反应或存在于中间产品中但不构成产品成份的物质和虽不直接参加反应但与制品直接接触且对产品质量产生重要影响的物质。工艺材料主要有研磨介质、成型剂、接触材料、保护气体和催化剂等。 3）消耗材料 消耗材料是指与生产设备、工艺过程发生直接关系，但与产品接触不发生明显化学反应的材料，包括环境清洁和劳动保护材料。如：摸学液、切削液、砂轮、碳化硅磨轮、各种润滑油、酒石酸等无心磨深加工常用材料。 2、分类及主要用途 我厂硬质合金棒材作为一种切削工具广泛应用于电子工业、机械加工工业。根据加工行业的不同分为：PCB棒、整体实心工具棒、孔棒。 1）PCB棒按使用条件和材质的不同分为：PCB微钻棒、PCB微铣刀、大头钻
压制过程中的几个基本知识点 1、压制过程中粉末的位移与变形 1.1 位移 粉末装填在刚性模具中时，由于表面不规则，以及相互间的摩擦，颗粒间相互搭架而形成拱桥孔洞的现象叫做“拱桥效应”。当施加压力时，拱桥效应被破坏，粉末受到压力的作用而发生相对的位移，其位移情况如下图。 1.2 变形 粉末在发生位移的同时也发生着变形，变形主要有弹性变形、塑性变形和脆性断裂，基本情况图下图。 2、单位压制压力计算 单位压制压力=总压制压力/产品的受压面积，以硬质合金的B型 （20mm×6.5mm×5.25mm）试样为例： 注：①单位为KN/mm2；②收缩系数以1.2为例，不同的粉末取不 同的收缩系数值；③通常情况下，收缩系数随着压制压力的增加而下降， 增加压制单重亦可使得收缩系数的下降。 图压制压力与压坯密度的关系3、弹性后效
粉末冶金类产品在去除压制压力，将压坯脱模以后，由于弹性内应力的松弛作用而引起压坯体积膨胀的现象，称之为弹性后效，其定量的表示式如下： %1000 01?-=L L L δ 式中：δ——压坯高度或直径方向的弹性后效值； L0——压坯脱模前的高度或直径； L1——压坯脱模后的高度或直径。 一般来说，高度方向上的弹性后效要比直径方向上的大得多（即弹性后效具有明显的方向性），脱模的一瞬间是弹性后效最为显著的时刻，是压坯最容易出现分层、裂纹的时刻。弹性后效是导致压坯出现分层、裂纹废品的主要原因。其影响因素有以下几点。 ① 混合料成分的影响：硬度高的粉末在压制时所产生的弹性后效大，弹性后效值随着粉末的硬度提高而提高。WC-Co 合金混合料的弹性后效值一般比WC-TiC-Co 合金混合料的低。高钴合金混合料的弹性后效值比低钴混合料的低，粉末氧化物和杂质含量高也会使得弹性后效值提高。 ② 粉末物理性能的影响：粉末粒度细，颗粒粗糙程度降低，颗粒间结合强度降低，会增加压坯的弹性后效。混合料的料粒干燥过度变硬时，也会使得弹性后效增加。 ③ 压制压力和压制速度的影响：随着压制压力或压制速度提高，弹性后效值提高。同时弹性后效还与压坯的直径大小有关，直径越大，弹性后效值越大，因为压制速度过快，压坯中的气体来不及溢出，弹性后效值增加。 ④ 成形剂的影响：橡胶、PEG 等做成形剂的压坯强度比石蜡做成形剂的压坯强度大，弹性后效低，成形剂加量不足时，将使得压坯强度降低，弹性后效值增加。 简而言之，一切提高粉末颗粒间结合强度（压坯强度）的因素，都会导致弹性后效值降低。一切提高粉末颗粒间接触应力的因素，都会导致弹性后效值提高。 4、压制过程中的几个参数 4.1 压缩比 模腔中粉末装填高度与压坯高度的比值称为压缩比。影响压缩比的主要因素是粉末的装填密度，装填在模腔中的粉末的密度稍大于粉末的松装密度，与振实密度较为接近。粉末粒度或混合料料粒越细，其松装密度越小，装填体积大，要压制期望密度压坯时的压缩比也越大。 通常情况下，硬质合金混合料的压缩比在2.5~4.0范围内，喷雾料一般在3.5~4.0，机械制粒为2.5~3.0。 4.2 收缩系数 压坯尺寸与烧结后尺寸的比值称为线收缩系数。它与压制密度有关，在一定范围内，压坯密度越大，收缩系数越小。通常以不出现分层、裂纹、未压好、钴池时最大密度压坯尺寸和烧结后实际测定的尺寸来确定收缩系数。由于压坯密度分布的不均匀性，实际上采用平均线收缩系数。平均线收缩系数可由体收缩系数求得：
硬质合金生产工艺流程 生产工艺原理1、1 原理概述硬质合金是一种由难熔金属硬质化合物与粘结金属组成，采用粉末冶金方法生产，具有很高耐磨 性和一定韧性的硬质材料。由于所具有的优异性能，硬质合金被 广泛应用于切削加工、耐磨零件、矿山采掘、地质钻探、石油开采、机械附件等各个领域。矿用合金分厂石蜡工艺硬质合金的生 产过程一般为：a) 将难熔金属硬质化合物（碳化钨、碳化钽等）、粘结金属 （钴粉或镍粉）及少量添加剂（硬脂酸或依索敏）经过配料，在 己烷研磨介质中进行混合和研磨，添加石蜡的料浆，再经真空干 燥（或喷雾干燥）、过筛、制粒，制成掺蜡混合料；b) 掺蜡混合料经鉴定合格，经过精密压制，制成高精度压坯；c) 压坯经真空脱蜡烧结或低压烧结，制成硬质合金。1、2 各工 艺过程原理1、2、1 混合料制备原理称取所需的各组份原料及少 量添加剂，装入滚动球磨机或搅拌球磨机，在球磨机中合金球研 磨体的冲击、研磨作用下，各组份原料在己烷研磨介质中得到细 化和均匀分布，在喷雾干燥前（或湿磨后期）加入一定量液态石蜡，卸料后经喷雾干燥、振动过筛（或真空干燥、均匀化破碎过筛），制成有一定成分和粒度要求的掺蜡混合料，以满足压制成 型和真空烧结的需要。1、2、2 压制原理将混合料装入定型模腔内，在压力机冲头或其它传压介质施予的压力的作用下，压力传
向模腔内的粉末，粉末发生位移和变形，随压力的增加，粉末颗粒之间的距离变小，粉末颗粒之间发生机械啮合，孔隙度大大降低，同时在成型剂的作用下，混合料被密实成具有一定形状、尺寸、密度、强度的压坯。在保证压力机、模具及混合料满足压制要求的基础上，利用有效手段控制过程中的各种影响因素，最终得到高精度尺寸的压坯。由于粉末颗粒与模具壁之间的摩擦作用，使压力在压坯高度方向产生衰减，引起压坯单位高度上的重量变化，即反映了压坯密度的变化。道斯特机械自动(或C35-1 60、C35-500、TPA 45、 2、TPA50/ 2、TPA20/3等)双向压力机，是靠机械凸轮在动力带动下完成压制动作，一旦动作的上下死点限定，压制动作就不会改变，故能保证压坯的高度不变，这时，装料量的变化会引起压制力的变化，从而引起压坯尺寸的变化，故应控制单重的波动范围，即通过控制压制工艺参数来实现等密度压制。1、2、3 烧结原理在真空条件下加热，进行真空脱蜡烧结过程，有利于排除杂质，提高烧结气氛纯度，改善粘结相的润湿性，促进反应。将压坯置于真空烧结气氛中加热，随着温度的升高，达到石蜡蒸发温度时，石蜡从压坯中逸出，在小于该温度下的石蜡蒸汽分压时保温足够时间，石蜡从压坯中完全排出，并由捕蜡器回收，压坯得到净化。随着温度进一步升高，压坯发生脱气反应并进一步净化，随之发
硬质合金真空烧结 硬质合金的烧结为液相烧结，即再黏结相呈液相的条件下进行。将压坯在真空炉中加热到1350℃—1600℃。烧结时压坯的线收缩率约为18%，体积收缩在50%左右，收缩量的准确值取决于粉末的粒度和合金的成分。 硬质合金的烧结是一个复杂的物理化学过程,株洲三鑫硬质合金生产有限公司友情出品。这一过程包括增塑剂脱除、脱气、固相烧结、液相烧结、合金化、致密化、溶解析出等过程。压坯在特定烧结条件下形成具有一定化学成分、组织结构、性能和形状尺寸的制品。这些工艺条件依不同的烧结装置具有较大的差异。 硬质合金真空烧结是在低于1atm(1atm=101325Pa)下进行烧结的工艺过程。在真空条件下烧结，大大降低了粉末表面吸附气体和封闭孔隙内气体对致密化的阻碍作用，有利于扩散过程和致密化的进行，避免了烧结过程中金属与气氛中某些元素的反应，可显著改善液体黏结相与硬质相的湿润性，但真空烧结要注意防止钴的蒸发损失。 真空烧结一般可以分为四个阶段，即增塑剂脱除阶段、预烧阶段、高温烧结阶段、冷却阶段。 增塑剂脱除阶段是从室温开始升温到200℃左右，压坯中粉末颗粒表面吸附的气体在热的作用下脱离颗粒表面，不断从压坯中逃逸出来。压坯中的增塑剂受热化逸出压坯。保持较高的真空度有利于气体的解除和逸出。不同种类增塑剂受热变化的性能不尽相同，制定增塑
剂脱除工艺要根据具体情况进行试验确定。一般增塑剂的气化温度在550℃以下。 预烧阶段是指高温烧结前进行预烧结，使粉末颗粒中的化合氧与碳发生还原反应，生成一氧化碳气体离开压坯，如果这种气体在液相出现时不能排除，将成为封闭孔隙残留在合金中，即使加压烧结，也难以消除。另一方面，氧化存在会严重影响液相对硬质相的湿润性，最终影响硬质合金的致密化过程。在液相出现前，应充分得脱气，并采用尽可能高得真空度。 高温烧结阶段是硬质合金压坯发生致密化得关键阶段，而烧结温度及烧结时间是压坯实现致密化、形成均匀得组织结构、获得所要求性能的重要工艺参数。烧结温度及烧结时间取决于合金成分、粉末粒度、混合料的研磨强度等因素，也受材质总体设计的制约。 冷却阶段是冷却速度影响合金的黏结相成分及结构，产生内部应力。冷却速度应处于受控制状态。烧结热等静压是一种新的烧结技术，也称为低压烧结，在完成脱气，压坯表面孔隙已经封闭，黏结相依旧是液相的条件下，用一定压力的气体加压，促使产品致密化。 硬质合金生产工艺每一个细节都是重要的，必须严谨，以控制硬质合金产品质量！
南昌硬质合金有限责任公司 生产安全管理办法 第一章安全生产检查制度 第一条全公司各车间、班组应经常开展定期的安全生产大检查。定期检查：全公司性检查每季度一次，生产安全部、各车间每月一 次，工段每周一次，班组每天一次。 第二条各专业部门（设备、基建、消防）每年应组织专业人员对全公司的起重机械、受压容器、电气设施、工业构筑物、防火、防 爆等专业性设备、设施以及场所进行安全检查。 第三条检查方式：自查与互查、专业查与群众查、重点查与全面查相结合。 第四条检查内容：应按上级文件精神，并结合本公司实际情况，主要是查思想、查纪律、查制度、查领导、查不安全隐患，对查出 的问题要做到定单位、定人员、定措施、定时间给予处理解决。第五条检查后，根据事故隐患和问题，及时下达整改通知单，限期整改。 第六条安全检查要加强领导，发动群众，贯彻管生产必须管安全的原则。各有关职能部门对安全检查的整改措施任务，应协同负责 的整改单位，保证按期完成，不得借故拖延。 第二章安全教育制度
第七条安全生产，教育为先，认真贯彻执行安全生产方针政策，首先必须把安全生产列为企业的头等大事来抓，自觉遵守劳动纪律 严格执行各项安全生产规章制度，确保职工在生产过程中的安 全与健康，促进生产的发展。为此，特制定本制度。 第八条三级安全教育 （一）凡新入公司的职工（包括实习代培人员）在工作前，必须经过公司、车间、班组三级安全教育，方可进入生产工作岗位，并由车间（工段）负责人指定有经验的老工人带领工作2-3个月，熟练本工种操作技术后方可独立工作。 （二）调换工种的职工，也必须经过新工作岗位的安全教育，并由车间（工段）负责人指定有经验的老工人陪同工作半个月以上，待其操作技术熟练后方可独立工作。 （三）三级安全教育的主要内容： 公司一级安全教育：学习上级安全生产文件，本公司安全生产规章制度、经验教训以及各种不安全因素，应注意的事项。 车间一级安全教育：由车间主任或安全员讲解本车间安全生产规章制度、生产工艺流程、设备性能、工作环境、危险因素、注意事项、预防办法、事故安全以及经验教训等，车间安全教育不得少于4小时。 班组一级安全教育：由班组长或班组安全员详细讲解本岗位责任制以及操作顺序、方法、注意事项、应急措施。特别是生产有毒有害（或危险）的工种，要详细介绍清楚。工段（班组）安全教育不得少于8小时。 第九条对特殊工种（电工、锅炉、电焊气焊、压力容器、起重、汽车叉车驾驶等），必须经专业培训，并经考试合格发给操作证后， 才能独立工作。安全生产部门每两年应组织一次特种作业人员
本技术公开了一种高强韧高耐磨性多晶硬质合金材料，所述硬质合金材料由硬化相、粘结相和成型剂组成，以质量分数计，硬化相88～92％，粘结相6～10％，余量为成型剂，硬化相由WC粉、B4C、(Ta，Nb)C、Mo2C、VC、TiC原料组成，粘结相包括B粉、Fe粉、羰基Ni 粉和Co粉原料。本技术通过调节合金的成分使所制备的硬质合金中WC晶粒细小、分布均匀、致密度高，使的硬质合金材料表现出更优异的力学性能，改善了硬质合金的红硬性，解决了硬质合金中硬度、强度与耐磨性之间难以协调的矛盾。并且，本技术通过调节混合料的配方、烧结温度和烧结时间等参数来控制硬质合金梯度层的结晶态，使硬质合金内的晶粒细小，具有优异的硬度、耐磨性和韧性，能用于金属的机械加工。 权利要求书 1.一种高强韧高耐磨性多晶硬质合金材料，其特征在于：所述硬质合金材料由硬化相、粘结相和成型剂组成，以质量分数计，硬化相88～92％，粘结相6～10％，余量为成型剂，硬化相由WC粉、B4C、(Ta，Nb)C、Mo2C、VC、TiC原料组成，粘结相包括B粉、Fe粉、羰基Ni粉和Co粉原料。 2.根据权利要求1一种高强韧高耐磨性多晶硬质合金材料，其特征在于：所述硬化相中，以质量分数计，B4C 2％～4％，(Ta，Nb)C 2～4％，Mo2C 1～2％，VC 0.5～1％，TiC 0.5～1％，余量为WC粉。 3.根据权利要求1一种高强韧高耐磨性多晶硬质合金材料，其特征在于：所述WC粉的粒度为1.0～1.2μm，WC粉的含碳量为6.0％～6.3％。 4.根据权利要求1一种高强韧高耐磨性多晶硬质合金材料，其特征在于：所述粘结相中，所述B粉0.5～1.0％，Fe粉0.5～1.0％，羰基Ni粉1～2％，余量为Co粉。 5.根据权利要求1一种高强韧高耐磨性多晶硬质合金材料，其特征在于：所述B粉的粒径为2-4μm，Fe粉的粒径为2-4μm，羰基Ni粉的粒度小于1.0μm，Co粉的平均粒径小于1.0μm。
硬质合金基础知识 1概述 1.1 硬质合金定义 硬质合金是由难熔金属硬质化合物和金属粘结剂经过粉末冶金方法而制成的。其中难熔金属化合物有碳化钨（WC）、碳化钛（TiC)、碳化铌(NbC)、碳化钽(TaC)等。粘结金属有铁（Fe)、钴(Co)、镍(Ni)等。 1.2 硬质合金的性能及用途 硬质合金具有熔点高、硬度高、屈服强度高；良好的耐磨性、导热性、抗腐蚀性、抗氧化性等特殊的优良性能，广泛地应用于切削刀具、耐磨零件、模具材料、矿用齿、石油控制件等方面。 1.3 硬质合金的分类 按照硬质合金的用途，可分为： （1）切削工具：用作各种各样的切削工具。如：焊接刀具、数控刀具、整体硬质合金钻头、PCB等。我国切削工具的硬质合金用量约占整个硬质合金产量的1/3。 （2）矿用工具：主要用于冲击凿岩用钎头，地质勘探用钻头，矿山油田用潜孔钻、牙轮钻以及截煤机截齿，建材工业冲击钻等。我国地矿用硬质合金约占硬质合金生产总量的25%。（3）模具：拉丝模、冷镦模、挤压模、冲压模、拉拔模以及轧辊等。用作各类模具的硬质合金约占硬质合金生产总量的8%， （4）结构零件：如压缩机活塞、车床夹头、磨床心轴、轴承轴颈等。 （5）耐磨零件：如喷嘴、导轨、柱塞、球、轮胎防滑钉、铲雪机板等。 （6）耐高压高温用腔体：顶锤、压缸等制品。 （7）其他用途：如表链、表壳、高级箱包的拉链头、硬质合金商标等。 2. 硬质合金生产流程
3 硬质合金性能与应用 硬质合金性能指标： 包括材质检测和外观尺寸检测。 ?密度D—密度是单位体积重量； ?硬度HRA、HV—表征合金抵抗变形和磨损的能力； ?相对磁饱和Ms%—现代硬质合金生产总碳控制是通过合金的磁饱和来实现的； ?矫顽磁力Hc—主要决定于钴层厚度，同时与钴相分布的均匀性和合金的碳含量有 关； ?抗弯强度TRS—表征合金在弯曲负荷的作用下，试样完全断裂时的极限强度。 ?冲击韧性a k—试样破断时的冲击消耗功与所测试样横截面积之比值。固溶度越大， 冲击韧性越大。 ?金相—微观结构特征和缺陷。微观结构特征包括合金相成份、平均晶粒度和粒度组 成，钴层厚度及其分布。缺陷包括孔隙度，夹杂，聚晶、夹粗、混料、钴池、渗碳、脱碳等。 ?尺寸——主要指合金的尺寸以及形位公差。 ?外观——主要指合金的外观颜色、缺口、掉边、凹坑等等。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
硬质合金牌号、性能及用途【完整版】 硬质合金是以一种或几种难熔碳化物（碳化钨、碳化钛等）的粉末为主要成分，加入作为粘接剂的金属粉末（钴、镍等），经粉末冶金法而制得的合金。它主要用于制造高速切削刃具和硬、韧材料切削刃具，以及制作冷作模具、量具和不受冲击、振动的高耐磨零件。 硬质合金的特点 （1）硬度、耐磨性和红硬性高 硬质合金常温下硬度可达86~93HRA，相当于69~81HRC。在900~1000℃能保持高硬度，并有优良的耐磨性。与高速工具钢相比，切削速度可高4~7倍，寿命长5~80倍，可切削硬度高达50HRC的硬质材料。 （2）强度、弹性模量高 硬质合金的抗压强度高达6000MPa，弹性模量为（4~7）×105MPa，都高于高速钢。但其抗弯强度较低，一般为1000~3000MPa。 （3）耐蚀性、抗氧化性好 一般能很好地抗大气、酸、碱等腐蚀，不易氧化。 （4）线膨胀系数小 工作时，形状尺寸稳定。 （5）成形制品不再加工、重磨 由于硬质合金硬度高并有脆性，所以粉末冶金成形烧结后不再进行切削加工或重磨，特需再加工时，只能采用电火花、线切割、电解磨削等电加工或专门的砂轮磨削。通常由硬质合金制成的一定规格的制品，采用钎焊、粘接或机械装夹在刀体或模具体上使用。 常用硬质合金 常用硬质合金按成分和性能特点分为三类：钨钴类、钨钛钴类、钨钛钽（铌）类。生产中应用最广泛的是钨钴类和钨钛钴类硬质合金。 （1）钨钴类硬质合金 主要成分是碳化钨（WC）和钴，牌号用代号YG（“硬”、“钴”两字汉语拼音字首），后加钴含量的百分数值表示。如YG6表示钴含量为6%的钨钴类硬质合金，碳化钨含量为94%。 （2）钨钛钴类硬质合金 主要成分是碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）及钴，牌号用代号YT（“硬”、“钛”两字汉语拼音字首），后加碳化钛含量的百分数值表示。如YT15表示碳化钛含量15%的钨钛钴类硬质合金。 （3）钨钛钽（铌）类硬质合金 这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金，主要成分是碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）或碳化铌（NbC）和钴组成。牌号用代号YW（“硬”、“万”两字汉语拼音字首）后加序数表示。 表①常用硬质合金的牌号及化学成分
国内外硬质合金生产和产品现状、发展方向 及我公司在硬质合金产品开发方面的建议 五矿有色金属股份XX投资部石刚 概述 钨具有优异的物理、力学性能、稳定的化学性能和良好的可加工性，因而在工业生产中得到了广泛的应用。其主要应用领域包括：硬质合金、高比重合金、金属发汗材料、触头材料、电子和电光源材料等。 硬质合金是钨最大的应用领域，被誉为工业的“牙齿”，约占钨耗量的一半以上。硬质合金广泛用于金属切削工具，金属压力加工工、模具，矿山凿岩和地质钻探工具，耐磨、耐腐蚀及耐高压结构零件等，其应用X围还在不断扩大。目前世界上有50多个国家生产硬质合金，其中硬质合金技术发展较快的国家有美国、瑞典、日本、德国等。 我国是世界上钨资源最丰富的国家，素有储量、产量和出口量3个第一的美誉，上个世纪90年代以来，随着生产技术的不断进步，国内一些大厂在APT和氧化钨的生产技术、产品质量和金属的回收率等方面已经达到国际领先水平，目前已确立了在钨冶炼初级产品方
面的优势地位。我国钨业既有资源优势，又有冶炼技术优势，APT、兰钨乃至钨粉等产品质量好，在国际市场上具有很强的竞争力，出口的钨制品中80％为钨酸盐和氧化钨等初级产品。钨冶炼方面，近10年来由于中国优质廉价的APT及氧化钨等初级产品大量涌入西方市场，导致国外钨矿山和钨冶炼厂纷纷倒闭和停产。与国外主要钨冶炼公司相比，APT、H2WO4、NaWO4、WO3-x及铸造碳化钨等产品的化学纯度、物理特性等都较好地满足客户要求，质量已进入世界先进水平，但在粉末粒度控制、中间产品档次等方面仍存在一定差距；而在硬质合金坯料及最终产品生产方面，我国与发达国家相比除在产量上占有一定优势外，无论在技术装备、生产工艺及产品品种、档次和质量上几乎全面处于劣势地位，企业规模较小、效益比较低下，大部分硬质合金产成品仍依赖进口，到目前仍无法摆脱低价出口原材料和低档中间产品而高价进口硬质合金产品的局面。 国外生产现状： 上个世纪90年代以来，由于中国优质廉价的APT及氧化钨等初级产品对西方市场造成强烈冲击，西方发达国家钨工业的产业结构也随之发生了一些明显的变化，主要表现在为以下几方面： (1).将一些能耗高、对环境污染大，附加值较低的初级产品的生产转 移到发展中国家，自己主要从事附加值较高的后续产品生产。如：英国、法国已停止生产APT，奥地利、美国、日本、德国也以进口APT、兰钨、钨粉和碳化钨粉等初级产品取代钨精矿的进口。
烧结工艺对硬质合金性能的影响 【摘要】采用高能球磨机制备超细WC-Co复合粉，通过控制不同的球磨时间获得粉体，分别用放电等离子烧结和真空烧结工艺来制取硬质合金。利用分析天平、扫描电镜等设备，系统的进行烧结方法对硬质合金的硬度、密度、抗弯强度等性能以及显微组织结构影响的研究。实验结果表明：放电等离子烧结跟真空烧结相对比，可以有效地减少合金孔隙，使硬质合金的组织结构更加致密，从而也能够提高硬质合金的各项物理机械性能指标，球磨50h，在1200℃，可以获得密度为14.32g/cm3，洛氏硬度HRA90.4，抗弯强度为2100MPa的综合性能较为优越的硬质合金。 【关键词】烧结工艺，硬质合金，性能 【Abstract】窗体顶端 【Abstract】High energy ball mill for Ultrafine WC-Co composite powder, the powder obtained by controlling the milling time is not, respectively, with spark plasma sintering and vacuum sintering process for the preparation of cemented carbide. Utilization of balance, scanning electron microscopy and other equipment, to study the system performance and the impact of sintering of cemented carbide microstructure hardness, density, flexural strength right. The results show that: the discharge plasma sintering compared with vacuum sintering, can effectively reduce the porosity alloy, carbide organizational structure is more dense, so it is possible to improve the quality of the physical and mechanical perfor mance of the alloy, milling 50h, at 1200℃can obtain a density of 14.32g/cm3, Rockwell hardness HRA90.4, 2100MPa flexural strength of overall performance is more superior carbide. 【Key word】Sintering Process，Cemented carbide，Performance