难熔钨合金与硬质合金的研究新动向

发布时间：2006/5/10 23:29:42

0 前言

难熔钨基合金包括钨基高比重合金(如W-Ni- Fe，W-Ni-Cu，W-Cu等)、钨基化合物及其复合材料(如WC-Co硬质合金)以及其他含钨的钨基合金。它们所共有的特性是高熔点、高强度和高耐磨性，除此之外．还具有诸多其他的优异性能，如密度高(16．5～19．0g／cm³)、延性好(指W-Ni-Fe高比重合金)、热膨胀系数小，抗蚀性和抗氧化性能好，导电导热性能好，因此在*科学领域、国防工业和民用工业中都已得到了非常广泛的应用，如利用高比重合金的密度高、强度高、塑性好(与硬质合金相比)等特点，用作陀螺转子及飞机上的配重和减震材料，在军工中用作穿甲弹和子母弹等，在医疗行业中用作防x射线屏蔽材料，在民用工业中用作手机上的高比重合金振子、电热镦粗钻块和电极材料等。作为功能材料，由于W具有良好的电子发射功能，因此W-Cu等一类合金及复合材料作为良好的电极材料已在电火花加工、电力机车导块、电力工业的高压开关及焊接中大量应用；W－氧化物电极材料则广泛地用于隋性气体保护电弧焊等离子焊接及切割、喷涂、熔炼、化学合成等众多工业领域中，被誉为等离子体发生器的“心脏”；W-Re合金已在许多场合取代铂作为测温热电偶，高性能钨铼丝还作为显像管发射电子用材进入到千家万户；在新一代集成电路中，由于布线越来越细(目前已达0．2μm)，散热和耐温的需要都将扩大钨基板材的需求，此外金属封装也将

向难熔材料发展。WC-Co硬质合金更是被誉为现代工业的“牙齿”，在金属加工、采矿、石化、勘探、冶金和电力等领域有广泛的应用。由此可见，难熔钨基合金及其复合材料不管是作为结构材料还是作为功能材料的应用都是十分广泛的，并且仍具有十分巨大的市场拓展能力。

生产成本、形状复杂程度、高性能与多功能的要求使得现有工艺和技术已经不能充分满足市场的需求。目前，国内在难熔钨基合金方面生产厂家甚多，处于同一档次产品竞争剧烈，使厂家*大限度地压低价格，但是产品质量和档次低下，从而导致恶性循环。如何走出困境?2l世纪是新概念、新思维、新技术、新工艺的时代，高科技的引进、高新技术产品的研究开发与工艺成熟和稳定化，必将带来具有更高成本与利润价格优势、具有高性能多功能多用途的产品，将开拓出更广阔的市场。因此发展新技术与新工艺是势在必行。本文介绍了21世纪有关难熔钨合金方面*热门的*有前途的一些新技术。

1 21世纪的研究发展新技术

1．1注射成形技术(PIM)

金属粉末注射成形(PIM)是将传统粉末冶金技术和塑性注射成形技术相结合而产生的一门金属零部件近净成形的新技术。PIM是现今粉末冶金领域中发展*迅速的新工艺，也是金属成形的新工艺，相对于铸造、锻轧、机械加工、焊接、粉末冶金等，PIM被称为“第五代”金属成形方法。自20世纪80年代以来至今方兴未艾，有着巨大的发展潜力，故又被誉为“21世纪*热门的成形技术”。

图1 PIM工艺流程示意图

典型的PIM工艺如图1所示。将热塑性有机粘金属粉末粘结剂加热到熔融态，加入一定比例的粉末，混合均匀，并制成粒状的喂料，然后在加热状态下利用粘结剂的流动性，用注射成形机以一定的注射压力和注射速度将塑性体喂料注入模腔内，成形为各种形状的零部件，然后用化学或热分解的办法将成形坯中的粘结剂完全脱除，*后经烧结致密化得到*终产品。PIM与传统PM工艺的比较如表l所示。

表1 PIM与PM工艺比较

项目

PIM

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