硬質(zhì)合金概論
硬質(zhì)合金，作為“工業(yè)的牙齒”，有著高強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、耐磨損、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在金屬切削工具、木材切削工具、電子切削工具、石油礦山鉆具、復(fù)合材料加工工具、冷成形工具、耐磨零件和熱軋軋輥等方面起著重要的應(yīng)用。硬質(zhì)合金是由難熔金屬化合物為基體，以過(guò)渡族金屬為黏結(jié)相，通過(guò)粉末冶金方法制備的復(fù)合材料。是現(xiàn)代工具材料、耐磨材料、高溫和耐腐蝕材料的主要用途。
硬質(zhì)合金最早出現(xiàn)在20世紀(jì)初的德國(guó)，與制備鎢絲的拉絲模有關(guān)，用來(lái)替代昂貴的金剛石模具，在美國(guó)、奧地利、瑞典等國(guó)家發(fā)展非常迅速。硬質(zhì)合金發(fā)展的一個(gè)重要里程碑是20世紀(jì)60年代，采用化學(xué)氣相沉積在硬質(zhì)合金表面沉積TiC涂層，顯著提高材料的硬度和耐磨性能，使得硬質(zhì)合金刀片其切削壽命提高了3倍。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了等離子化學(xué)氣相沉積以及硬質(zhì)合金表面的復(fù)合涂層技術(shù)，成為主流高性能硬質(zhì)合金切削刀片的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方式。20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的燒結(jié)熱等靜壓設(shè)備，能夠顯著消除硬質(zhì)合金中的殘余空隙，由于空隙是硬質(zhì)合金在工作中發(fā)生失效的起源，空隙的消除能夠提高材料的疲勞壽命、抗沖擊和耐磨損性能。20世紀(jì)90年代，隨著制造工業(yè)和納米材料的發(fā)展，硬質(zhì)合金在微觀結(jié)構(gòu)和外形上都出現(xiàn)了新的形式。微觀結(jié)構(gòu)方面，納米及超細(xì)晶結(jié)構(gòu)、梯度結(jié)構(gòu)以及超粗晶結(jié)構(gòu)等，使得硬質(zhì)合金的力學(xué)性能和使用壽命大幅度提高。
硬質(zhì)合金產(chǎn)品從使用性能應(yīng)用上主要分為三方面，硬質(zhì)合金切削刀片，硬質(zhì)合金礦用工具材料，硬質(zhì)合金耐磨零件材料。在切削刀片方面，硬質(zhì)合金刀具作為性?xún)r(jià)比最高的超硬刀具，切削速度是普通碳素鋼的數(shù)百倍，可用于高速切削和重力切削。在切削方面的新應(yīng)用是硬質(zhì)合金可作為微型鉆頭，對(duì)印刷電路板進(jìn)行微孔加工，用硬質(zhì)合金V-CUT刀片進(jìn)行PCB線路板V-CUT，用切腳刀片對(duì)PCB板電子元件腳進(jìn)行切削。礦用工具材料方面，硬質(zhì)合金主要作為鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具，在礦產(chǎn)、石油開(kāi)采、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面發(fā)揮重要作用。硬質(zhì)合金耐磨零件材料主要包括金屬成形和制造模具、汽缸襯里、密封件、軸承和噴嘴等。
按照全世界硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，全世界每年硬質(zhì)合金總產(chǎn)量在4萬(wàn)噸左右，中國(guó)占了大約50%，是名副其實(shí)的硬質(zhì)合金生產(chǎn)大國(guó)。但是作為高附加值高端硬質(zhì)合金切削刀具方面，主要集中在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)硬質(zhì)合金工業(yè)需要從生產(chǎn)大國(guó)走向世界前列的生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，還需要科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的大力發(fā)展和國(guó)家政府的積極引導(dǎo)。科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力，所帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。立足品質(zhì)，專(zhuān)注品牌，我國(guó)硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)也需要走高端科技領(lǐng)域，也是社會(huì)主義建設(shè)的重要發(fā)展方向。