硬质合金高韧性和高耐磨性
时间：2019-05-14 作者：91再生 来源：91再生网
目前,我国虽然是世界
硬质合金回收的第一生产大国，但还不是强国。2012年，我国硬质合金产量占世界总产量的38%以上，但总产值不到全世界的20%，行业整体产值远低于产量比例。我国硬质合金产品以中低档硬质合金为主，高精密刀具、模具、工程机械配件等高附加值硬质合金产品比重很低，我国的高端刀具市场规模超过20亿元,主要被国外三家巨头垄断:肯纳、伊斯卡和山特维克。国内能够生产的企业很少，已不能满足国内制造业对硬质合金刀具日益增长的需求。
我国企业也纷纷通过各种方式，开发高档硬质合金产品，实现产品附加值的提高。今年6月份，中钨高新全资子公司株洲硬质合金集团有限公司和山特维克公司在北京签署了《项目合作意向书》，拟通过设立合资公司，在切削刀具领域开展合作。通过此次合作,中钨高新开始涉足高端刀具市场。与传统产品相比,高端刀具具有非常高的产品附加值。与山特维克合作有望为公司带来技术的又一次提升(上一次提升也是基于和山特维克的合作),打开我国高端刀具的销售市场,为公司产品升级和公司高端化战略重要一步。
早在2011年厦门钨业开始的钨下游深加工项目逐步取得成效。目前，该公司整体刀具和数控刀片盈利提升主要来自九江硬质合金刀具项目产能的释放。随着九江项目逐步达产及洛阳硬质合金刀具项目在2015年投产,硬质合金深加工项目有望进一步提升公司价值。
为促进我国硬质合金产业的升级,提高产品附加值，在近年的几次出口退税政策调整中，硬质合金刀具等产品的出口退税率由5%提升到11%，对于企业而言，有了国家的扶持和企业自身的信心，今后企业将在刀具国际市场中的竞争力更强。这将对我国硬质合金产品的出口起到极大的促进作用。
据有关机构研究报告显示，钨的下游消费硬质合金领域占到了50%以上。所以，中国硬质合金产业的不断壮大和升级，将极大地拉动国内市场对钨的消费。钨属于稀缺资源，同时也是重要的战略物资，被世界各国列为重要的战略金属，其投资价值值得长期关注。
在硬质合金中添加少量的元素可强化材料的硬质相和粘结相、净化晶界并显着提高材料的抗弯强度和冲击韧性。日本住友电工硬质合金株式会社推出的ACE系列涂层牌号(AC700G、AC2000、AC3000)，采用了加锆(Zr)的硬质合金基体材料，使新牌号基体材料的红硬性大幅度提高。日立工具技术株式会社新推出的HG系列涂层新牌号(HG8010、HG8025)则采用了所谓“三重锆效果”的CVD涂层新技术，其“第一重锆效果”就是在硬质合金基体材质中添加了锆(Zr)元素，以提高基体的抗高温变形能力；“第二重锆效果”则是用细晶柱状的锆(Zr)涂层取代通常的MT-TiCN涂层，从而提高了涂层的抗氧化性；“第三重锆效果”则是在涂层表面涂覆一层白色的锆(Zr)涂层，以提高刀具表面的润滑性、耐热性和抗剥落性。这种新型涂层牌号刀片具有良好的耐热性，特别适用于高效加工，与传统刀片相比，可提高加工效率150%，降低加工成本20～30%。
从这次展会所推出的硬质合金刀具材料新牌号可以看出，当前硬质合金回收刀具材料牌号正向着两个相反的方向发展，一方面，通用型牌号的适用面越来越广，通用性越来越强。另一方面，专用型牌号越来越具有针对性，更加适应被加工材料和切削条件，从而达到提高切削效率的目的。如：美国Kennametal公司推出的新的KU系列(KU10T、KU25T、KU30T)牌号就具有非常广泛的通用性。其中，KU10T和KU25T采用了具有高韧性的和高耐磨性的硬质合金基体，并配以高含铝量的TiN+TiAlN复合PVD涂层；而KU30T则采用了韧性极好的富钴层梯度硬质合金基体，配以TiN+TiCN+TiN复合CVD涂层。新的KU系列牌号可广泛适用于钢、不锈钢、铸铁、非钛合金、高温合金和硬材料的车削、镗孔、切槽、切断和螺纹加工。该公司新推出的KC5510和KC5525则是专为高效率加工高温合金而设计的牌号，晶粒细化的高钴硬质合金基体，配以高性能的TiAlNPVD涂层，使刀片具有极强的抗热变形能力，可以比其它PVD涂层刀具提高两倍以上的切削速度。日本Tungaloy超硬工具推出的T6000系列牌号(T6020、T6030)，则是专为不锈钢车削加工开发的CVD牌号。ISCAR公司推出的专用于高速铣削加工灰铸铁和球墨铸铁的DO-TEC涂层牌号(DT7150)，采用了Al2O3-MTCVD内涂层加TiAlNPVD外涂层的复合涂层技术，具有极高的耐磨性及抗剥落性。
这种兼有高硬度和高强度的硬质合金刀具在加工硬而脆的材料(如冷铸铁等)时显示出优异的使用性能。WC-10Co超细硬质合金的硬度(HRA)可达到93，横向断裂强度大于5000MPa。纳米及超细晶粒硬质合金具有普通硬质合金不可比拟的优越性能，满足现代加工工业以及特种应用领域对新材料加工要求的能力大副提高。纳米及超细结构硬质合金的这种“双高”(高耐磨性、高韧性)性能，特别适用于制造适应高负荷、高应力磨损、锐利、刚性好工具和模具，如印刷电路板(PCB)微钻、V-CUT刀、铣刀等。
关于纳米及超细结构硬质合金的晶粒度问题，目前没有统一的标准。一般认为，晶粒度小于0.5μm的硬质合金为超细硬质合金，晶粒度小于0.2μm的硬质合金为纳米硬质合金。在这方面，瑞典Sandvik和德国粉末冶金协会的分级标准相对权威。
