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超细、纳米硬质合金新技术及其意义
2016年03月03日 发布 分类:技术前沿 点击量:4118
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针对超细、纳米硬质合金领域的国际发展趋势、我国发展现状和瓶颈问题,在国家和北京市多个科研项目的支持下,以国家杰出青年科学基金获得者、北京市高层次创新创业计划百千万工程领军人才宋晓艳教授为负责人的北京工业大学硬质合金团队,历经10余年的基础研究和技术开发工作,建立了超细、纳米硬质合金的规模化制备与工程应用系列新技术,开发出高附加值的硬质合金材料和制品,正在进行推广应用。

 

2014年纳米材料研讨会合影前排左二为宋晓艳教授

 

新技术具体有:

物相可控、粒径可调的纳米WC-Co类复合粉末规模化制备技术:该技术原创性开发出以钨钴氧化物配碳为原料,利用固相原位反应一步合成超细或纳米WC-Co类复合粉末的新途径。具有制备路线显著简化、工艺流程短、设备和工艺成本低、节能环保等技术优势。

 

高流动性、纳米结构WC基喷涂粉末的规模化制备技术:该技术发明了喷雾干燥配合热处理的造粒工艺,制备出既保持纳米结构又具有高流动性的热喷涂粉料,从根本上解决了纳米粉体在热喷涂高温焰流中极易发生分解脱碳的国际技术难题。

 

高致密、高表面质量的硬质合金耐磨耐蚀涂层的制备技术:该技术对初始粉末成分、团聚造粒和热喷涂工艺协同调节,通过配碳量设计、独特热处理工艺、粒度重组、热喷涂工艺参数组合优化等,制备出高性能纳米结构硬质合金涂层。

 

超细尺寸纳米晶硬质合金块材的制备技术:该技术开发出低温区较慢升温速率、较低压力,高温区分段快速加热、较大压力、不保温的独特场效应烧结工艺,制备出平均晶粒尺寸为60-100nm、致密的纳米晶硬质合金块体材料。

 

高强韧超细晶硬质合金烧结材料的制备技术:该技术基于目前国内企业所用低压烧结设备,建立了针对原位合成超细、纳米复合粉热收缩特性的低压烧结工艺,提出了超细晶、纳米晶复相组织微观参量与横向断裂强度之间的构效关系,突破了硬度、韧性反向变化的技术瓶颈,在超细晶硬质合金材料保持高硬度的前提下,获得了高韧性和超高断裂强度。

 

新技术意义有:

系列新技术适应目前国内粉末冶金行业的装备条件和操作水平,利于成果转化和推广应用,可望提升高性能硬质合金产品的国产率,替代昂贵的进口产品,从而推动我国优势钨资源的高附加值利用。基于系统的技术链条发展复合制造技术,在涉及超硬、强韧、耐磨、耐蚀等工况的机械装备关键部件的制造和再制造方面,都可移植应用,既能延长大型设备的使用寿命,又能有效降低装备制造成本和使用维护费用,节约资源能源,具有广阔发展空间。

 

粉体圈·郜白

参考来源:中国有色金属报


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