grinm超细和纳米晶wc-co硬质合金的研究开发-纳米晶wc-co硬质合金中wc-

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1、GRINM超细和纳米晶WC-Co硬质合金的研究开发林晨光北京有色金属研究总院粉末冶金及特种材料研究所*Email:pm@mail.grinm.com.cn粉末冶金研究所简介北京有色金属研究总院粉末冶金及特种材料研究所由教授级高级工程师、高级工程师、工程师、助工等人员组成，职工总数40人。拥有各种生产、实验仪器及设备330余台（套），设备中包括引进的热等静压机、大型冷等静压机和100吨、63吨、45吨、25吨等各种吨位的油压机、200kg真空中频感应熔炼炉、高温真空热压炉、高温氢气烧结炉和真空烧结炉等及120kW聚焦环行电子束炉等。经历52年的发展、壮大，积累了丰富的应用型研究开发经验

2、，有雄厚的技术基础和齐全的科研、生产手段。主要研究领域各种金属及化合物粉末（铜合金粉、贮氢合金粉、超细贵金属粉等）；难熔金属材料（高比重钨合金、电子束熔炼法高纯钨、钼、钽、铌、锆、铪等）；多孔材料（钛、不锈钢多孔板、管材料等）；活性钎焊材料和技术（陶瓷-陶瓷、陶瓷-金属，金属-金属等）；硬质合金和超硬材料（超细和纳米晶硬质合金，金刚石工具、立方氮化硼工具/珩磨条）。硬质合金国家级研究课题稀土在硬质合金中的应用（1986-1995）超细硬质合金材质机理研究（1991-1995）雾化冷冻干燥还原法制备WC-Co纳米晶复合粉末工艺研究（1996-1998国际合作）亚微米晶硬质合金的制备与结

3、构性能研究（1997-1999国际合作）超细晶硬质合金的制备与结构性能研究（2000-2003国际合作）硬质合金专利三项中国发明专利和一项美国发明专利：“含稀土的硬质合金的制造方法”（1992）硬质合金重大研究成果“稀土在硬质合金中的应用研究”——国家科技进步三等奖完成单位：北京有色金属研究总院东北工学院株洲硬质合金厂自贡硬质合金厂课题介绍：稀土在硬质合金中的应用对微米级WC-Co、WC-TiC-Co和WC-TiC-TaC(NbC)-Co系硬质合金及其制备工艺进行了研究，即稀土添加种类、加入方式及加入量的研究；适用于硬质合金工业生产要求的稀土添加剂及其添加工艺的研究；制备稀土硬质合金

4、工艺参数及硬质相界面作用的研究。课题介绍：稀土在硬质合金中的应用采用获得专利的新型稀土添加剂和添加方法添加微量稀土可在基本不改变原料标准，生产工艺和设备的条件下使材料硬度和韧性两大相矛盾的性能都得到明显改善。课题介绍：稀土在硬质合金中的应用抗弯强度提高10%以上；断裂韧性提高20%；对铸铁、碳钢、合金钢等多种材料进行现场切割考核试验耐用度可提高2～4倍，明显降低工件表面粗糙度和切削力。课题介绍：稀土在硬质合金中的应用稀土元素有独特的物化性能，将其加入合金中可改变有害杂质分布状态，增加粘结相的强度和塑性，改善合金性能和结构，是提高合金耐磨性、抗冲击性、高温性能和降低摩擦系数的主要原因。

5、课题介绍：稀土在硬质合金中的应用研制成功的稀土硬质合金较相应的原牌号具有更好的耐磨和抗冲击等综合性能。可制作切削和矿用工具及耐磨零件等，在国民经济各部门得到广泛应用。稀土硬质合金的研制成功，是我国硬质合金材质研究的一大突破，为建立具有我国特色的新合金系列打下基础。稀土硬质合金产品已用于生产。硬质合金按晶粒度的分类合金类别纳米超细亚微米细中粗超粗晶粒度（μm）<0.20.2-0.50.5-0.80.8-1.31.3-2.52.5-6.0>6.0目前国际通行的规范:目前的国际工业化水平瑞典、美国、德国、日本、以色列、奥地利等工业发达国家的主要硬质合金企业经过十余年系统、深入的应用基础性联

6、合研究和各自独立的产品化开发活动，取得了显著进展。推出了各自的接近纳米结构的超细晶硬质合金，其中尤以瑞典Sandvik公司1999年开始批量生产的PN90合金的晶粒度最细，达到200nm；制成直径0.07-0.10mm的PCB微钻。目前的国际实验室水平2001年召开的第15届国际普兰西会议上，德国H.C.STARCK和WIDIA等公司联合报道了WC平均晶粒尺寸（截距法）为100纳米的硬质合金的主要性能。WC-Co硬质合金发展趋势2000年全球（不包括中国）的亚微米、超细晶WC-Co硬质合金产品的总产量达11,500-12,500吨,已占硬质合金总产量的大约40%；近几年来国际上超细晶

7、硬质合金得到更快的发展，超细晶WC-Co合金供不应求。我国是硬质合金生产和消费大国2001年的硬质合金总产量已突破10,000吨，2003年达到13500吨，位居世界第一；硬质合金出口量已达1500吨～2000吨左右，,约占世界硬质合金市场流通量的20-30%；现代硬质合金生产过程中的高效球磨、喷雾干燥制粒、高精度成形、气压烧结、研磨涂层等一系列先进装备和工艺技术已得到不同程度的应用。我国尚不是硬质合金生产强国产品技术含量及经济附加值不高；产品结构不尽合理