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金属陶瓷材料粉末冶金技术的开发方兴未艾

发布时间：2014/3/26 0:11:56

金属陶瓷材料粉末冶金技术的硬质合金制品表面涂覆—涂层技术是近年来发展起来的一项先进技术，是硬质合金领域中具有划时代意义的重要技术突破。硬质合金制品表面涂覆—涂层技术的出现为解决硬质合金耐磨性和韧性相互矛盾的问题提供了一条较为有效的途径。目前提高涂层效果的研究与研制工作基本上沿着两个方向进行：一是完善制取耐磨涂层的设备与工艺方法；二是研制涂层的新成分，探索耐磨涂层的新材料。

为适应硬质合金提高产品质量和增加产品品种的需要，在进一步改进与完善硬质合金的生产工艺与装备同时，也开发出新技术和新工艺及新装备。如高温自蔓延合成技术、等离子体制粉技术、流化床制粒技术、注射成形技术及其他的新型成形技术、等离子体烧结技术、微波烧结技术、各种新型化学和物理气相沉积技术及各种强化处理技术等。

金属陶瓷材料粉末冶金技术的Ti（C,N）基金属陶瓷，是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的，使得Ti（C,N）基金属陶瓷具有优良高温和耐磨性能、良好的韧性和强度的新型金属陶瓷。

金属陶瓷材料粉末冶金技术的超细硬质合金：为使整体硬质合金材料同时具有良好的韧性与耐磨性，目前主要进行超细直至纳米晶硬质合金材料的研究。细化晶粒的主要方法是添加限制晶粒长大的抑制剂。特别是控制小部分ＷＣ晶粒的疯长，它是裂纹源之一。

金属陶瓷材料粉末冶金技术的特殊硬质相硬质合金主要包括盘状硬质相强化硬质合金与双峰结构硬质合金。盘状硬质相强化硬质合金是指将普通硬质合金中呈三棱柱体或多棱柱体的ＷＣ晶粒的底面（0001）面择优长大，从而转变为三角板状。

金属陶瓷材料粉末冶金技术的梯度功能硬质合金，为改善工具的切削性能，将梯度功能材料的功能设计概念引入硬质合金工具材料领域，以实现材料表面区域具有良好的耐磨性，内部具有良好的断裂韧性，梯度组成层内获得压缩残余应力。尽管涂层硬质合金作为兼具两种特性的材料，但因需要进行陶瓷涂层的特别工艺，存在着成本居高不下的问题。研究表面，这种新的材料具有比均匀组成的普通金属涂层高的耐磨性、断裂韧性和抗热裂纹性。

金属陶瓷材料粉末冶金技术的硬质合金热处理，使硬质合金制品整个体积内部发生结构与性能的变化，从而可提高合金的整体性能。研究表明，由于热处理明显改善了力学性能、耐磨性能和疲劳强度，从而使硬质合金的使用寿命大幅度提高。

粉末冶金由于技术和经济上的巨大优越性，在国民经济和国防建设中起着非常重要的作用，加速发展我国粉末冶金技术与产业，具有重大的战略意义。近年来，高技术发展对要求愈来愈苛刻，粉末冶金必将发挥更大的作用。在粉末冶金传统领域取得迅猛发展的同时，以全惰性雾化制粉、近净成形和全致密化为代表的现代粉末冶金工艺在一些特殊材料的生产中已日趋成熟，成为了发展一系列高科技材料的关键技术，可能会引起一系列传统材料工艺过程的革命。粉末冶金学科的发展将赋于材料科学和冶金科学更丰富、更深刻的内涵。

为了争夺未来国际市场制高点，世界各国纷纷筹措巨额资金对复合陶瓷的开发紧锣密鼓。早在上世纪８０年代，美国的一些科研机构就已着手复合陶瓷的研制工作，美国政府通过的科技预算方案中，对高技术复合陶瓷的开发拨款接近２亿美元。欧共体为了同英国在复合陶瓷领域抗衡，各国工业部门对协调其下属机构的相互联合极其重视。德国大众汽车公司与意大利、法国的有关科研生产机构取得共识后，已投入用陶瓷制造汽车发动机的开发之中。参与这一项目的科学家声称，陶瓷发动机汽车将会逐步进入商业性运行。由于微电子烤炉技术日臻完善，从而使得陶瓷的各种实用性能不断被揭示。德国工具生产商利用复合陶瓷的坚硬特性，生产出钻头、剪金属板的刀等切削工具。英国公司生产减速装置、滚珠轴等产品时，也同样增加了对复合陶瓷的应用。美国医疗保健部门用复合陶瓷替代某些金属支撑件进入人体的目标，也成了现实。据德国高技术陶瓷开发公司预测，高技术复合陶瓷在国际市场上的销售将达到１９００亿美元，其中西欧市场为５５０亿美元，日本市场为３００亿美元。美国、欧共体和日本以及部分发展中国家对高技术复合陶瓷开发投资的增长率将超过２０％。金属陶瓷材料粉末冶金技术的开发方兴未艾。