钴对硬质合金生产的影响及对策

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1、钻对硬质合金生产的影响及对策钻对駛质合金生产的影响及对策钻对硬质合金生产的影响及对策欧应龙（屮南工业人学粉末冶金厂长沙，410083）摘要描述了钻在破质合金中的重要作用及其战略地位；分析了研制代钻金属或合金粘结剂的必要性、迫切性和可行性；讨论了代钻粘结剂及新型硬质合金的研制实践及英重要意义。关键词：钻生产与供应，硕质合金，铁基粘结剂，礫基粘结剂，恢一钻一银粘结剂1研制代钻金属或合金粘结剂的必要性和迫切性1.1钻在硬质合会中的作用及其战略地位WC-CO硬质合金于1923年问世。1926年该介金首先被用于制做钩丝热拨模具。该类合金具冇独特的耐磨损能力及抗压强度，从而

2、最终被用丁制造切削刀具、耐磨零件、顶锻工具、压模及采矿工具等。硬质介金是由硬质的碳化物和软质的粘结金属所组成，碳化物为合金提供承受负荷的能力和耐磨性，粘结金属则通过它在室温下的塑性形变的能力而赋予破质合金耐冲击的韧性。硬质合金是通过液和烧结而成的，粘结金属对硬质相的润湿对于获得良好的烧结制品起着非常巫要的作用。自1926年Kruppwidia成功地生产出第一个WC-Co商品硕质合金以來，钻已成为WC硬质合金的万能粘结剂，•其中90%以上的驶质合金以金属钻作为粘结剂。美国是第一号钻金属消费大国，其用钻量约占世界总量的四分之一，且其中约42%用于制造硬质合金（包括耐

3、热合金）;我国则冇70%的钻消耗量用丁生产破质合金。可见，钻对硬质合金生产具有重要影响。钻的高功能合金钢与优质合金，多用于航空航天工业，例如制造飞机引擎与飞行器骨架等。钙钻硬质合金系列用于高硬度表而的切削刀具刀尖和采掘设备，以及外科手术耐用器械。有些强效永久性磁铁，也是钻合金制造。正是由于钻具有上述优越性能，美国丿力來把钻作为储备金属，其国家防务储备屮心在储备物资，总值上，除钛和铁一铅外，现在钻已超过所冇其他金属。出丁•钻的供给主要來口干政治动荡的中非地区，缺少安全保证，在美国战略储备清单上，钻一直处于“突出地位”。1・2钻的储量、生产与供给钻的资源稀少又相对集

4、中，月.生产地区极不均衡。世界钻的生产主要集中于中部非洲。八十年代中期，扎伊尔、赞比亚两个产钻大国的产量，占世界总产量的63%,对于世界钻的供给具有举足轻重的地位。其次为北欧的挪威与荷兰；俄罗斯；加拿大。以上六国共占世界钻产量的97.2%,基木上囊括了世界钻的牛产与供给。八十年代上半叶，世界上钻的牛产量基本呈上升趋势，至1986年达到巅峰，具后持续下降。扎伊尔与赞比亚政局动荡不稳，严重地影响了钻的生产与供给。1986年至1992年世界各主要产钻国的钻牛产情况见表1。钻的供货与需求情况复杂，很不稳定，致使钻的价格波动幅度较大。据预测，中非政局动荡，供货困难；俄罗斯

5、经济不稳定，出口前景不明朗，钻的价格存在若干难以确定因素，但基木上仍令上扬趋势，表2列出了1993年下半年世界钻的市场价格。1・3研制代钻金属或合金的必要性和迫切性据1977年勘查佔计，按照1975年的消耗量计算，目前探明的450力吨的钻矿石储量询可用78年，而在另外公布的资料小估计的钻矿石储量还要少些，只能再用35-60年。因此，鉴于钻的资源极其冇限及【It界局势-与销售战略引起的钻价波动，研制全部或部分代钻的金属或合金粘结剂，对硬质合金生产来说不仅是必要的，而且十分迫切。2研制代钻粘结剂可行性分析2.1駛质合金对粘结剂的需求通常，硬质合金中的粘结剂能够赋予破

6、质合金所要求的塑韧性，并使人们能在远低丁•高熔点硬质合金熔点的温度下将•其制成零部件。最佳的粘结剂应该能完全润湿高熔点硬质合金；对硕质合金的溶解能力与温度密切相关；不易形成冇害的第三相；-与駛质合金和冇良好的物理。化学、热学、力学性能相容性，从而使硬质合金复合材料获得所需的塑韧性。元素周期表中的铁族元素，即铁、钻、银具有相似的性能，在某种程度上能满足上述要求。Hol1eck评述并总结了Fe-W-C、Co-W-C和Ni-W-C系统的三元相图，发现上述三个系统均存在一个WC与Fe（或Co、Ni）的准平衡，且在亚化学计量碳量Z下，在很宽的范围内有三个复杂碳化物形成。W

7、C-粘结剂介金两和区，由铁一钻〜银朝高溶磚量方向变化，即就是说，在WC-Fc系统中应加入过量碳以防止复杂碳化物的形成，在WC-Ni系统中应加入亚化学计量值的碳量，以免出现游离碳。众所周知，WC硬质合金的最高强度值只能在不出现第三相个碳化物或游离碳的前提下（即在两个区内）获得。近儿年來，人们用Calphad方法计算了Fe—W—C、Co—W—C、Ni-W-C及Fe—Co-Ni—W相图。计算表明，通过适当选择碳含量，能生产出两相硬质合金，且与粘结剂的成分无关。但业已证实，在含铁粘结剂中，应比在无铁粘结剂中更严格地控制碳含量。2.2研制代钻粘结剂可行性分析在研究过渡金属

8、一粘结剂有关文献的棊础上