成果名称: 超细晶粒无粘结剂硬质合金
完成单位: 河源正信硬质合金有限公司
主要人员: 诸优明、林涛、邵慧萍、王志、金钟铃、韩宇超、叶少良、肖华林、张维娟、汤伟
介绍:

   一、来源与背景: 硬质合金是一种优良的工具材料和结构材料,其用途极其广泛,几乎涉及到国民经济的各个部门和现代技术的各个领域。 全球硬质合金的最终用途主要有以下五大领域:切削工具(30%)、耐磨零件(28%)、高压工具(28%)、采矿与建筑工程机械(11%)、其他领域(2%)。1981年,全世界硬质合金产量已达25 000t,而我国80年代初期硬质合金产量为5000t;2000年,全世界的硬质合金产量估计为33000t,其中中国的产量为8500t;2005年,全世界的硬质合金产量估计为38000t,其中中国的产量为15000t。这说明20年来世界硬质合金常量的增长主要来自中国。然而,包括株洲、自贡,厦门金鹭等44家大型硬质合金企业的总经济效益不及Sandvik或Kennametal一家企业。中国硬质合金产量的增长基本上是中、低档产品,高附加值产品的生产仍牢牢掌握在发达国家手中。巨大的产量未能实现相应的经济效益,并且由于人民币升值,国家政策的调整等原因,使得我国硬质合金中低档也面临着国际产品竞争力的下降。众所周知,传统硬质合金包括硬质相(WC)和粘结相(铁族金属),在一定的恶劣环境中这些粘结相相比硬质相更加容易腐蚀和氧化,从而造成在一些领域的应用受到一定限制。无粘结剂硬质合金的出现,解决了这些应用的问题。无粘结剂硬质合金是指不含或含很少量金属粘结剂(一般含量<0.5wt%)的一种硬质合金产品。无粘结剂硬质合金是集陶瓷的硬度和硬质合金的韧性于一身的结合体,目前国外已经有产品面世。利用其优异的耐磨、耐腐蚀性(是传统硬质合金的十余倍),可以用于制作各种喷嘴、重负载滑动密封耐磨件等;利用其切削性能大约为硬质合金21倍的特性,可以用做刀具和钻头材料,特别是用于加工钛/钛合金方面,工作效率将大大提高;利用其抗氧化性和优异的抛光性,可以作为模具和装饰材料。
    由于其烧结温度比传统硬质合金要高(1700℃左右),用传统的烧结方法很难获得全致密块体。近十余年来,随着微波烧结、放电等离子烧结等现代烧结技术的出现,使开发无粘结剂硬质合金成为现实。 超细晶无粘结剂硬质合金工模具和特种刀具、钻头及高耐磨件,在广东省优势产业,包括:电子、汽车、机械、钢铁、有色金属、五金等行业具有广泛的应用需求,而我省高性能硬质合金工模具基础还比较薄弱。

   二、技术原理及性能指标: 研制过程分别采用SPS、HP及真空烧结和气压烧结结合的三种方法制备合金。性能指标主要包括密度,硬度,抗弯强度、耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、断裂韧性等。

   三、技术的创造性与先进性: 本项目的目的就是针对我省硬质合金产业弊病,通过企业联合高校,加快新技术、新材料、新工艺、新产品的开发,缩短高附加值硬质合金工模具的开发进程,这对提高广东省产业技术水平,提升产品国际竞争力,并推动相关产业升级具有重要意义。目前该领域的研究主要集中在日本,美国,韩国,瑞典等少数国家,我国在该方面的研究刚刚起步。

   四、技术的成熟程度:本项目已按计划完成,研发新材料1种,开发新产品4个,新工艺3项,申请发明专利2项,实用新型4项,授权发明专利2项,发表论文2篇,新增就业人数6人。

   五、适用范围: 切削工具、耐磨零件、高压工具、采矿与建筑工程机械、其他领域。

   六、应用情况:本项目产品超细晶粒无粘结剂硬质合金在苏州瑞利化纤机配件厂、东莞市桥剑精密五金有限公司、东莞市一冲机床有限公司和深圳市奥珈坤流体科技有限公司等单位应用推广反馈良好,得到客户的好评,本成果显著提高广东省高档刀具、特种工具等制造和使用水平,促进金属加工业,五金电子业、机械、冶金等行业的技术进步,带动相关行业产业转型升级,提高我国高端刀具材料在国际市场上的竞争力。

   七、历年获奖情况:河源市科技进步三等奖。

批准登记号: 粤科成登(2)字【2018】0020
登记日期: 2017-11-28
研究起止时间: 2014.09 至2016.08
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 新材料
评价单位名称: 广东省科技厅
评价日期: 2017.05.17