难熔钨合金与硬质合金的研 究新动向

难熔钨合金与硬质合金的研 究新动向
范景莲，刘 涛，成会朝
(中南大学粉末冶金 国家重点实验室 ，湖南 长沙 410083)
摘 要 ：难熔钨合金和硬质合金在工业中应用很广泛，本文主要介绍近年来在超细，纳米钨合金和硬质合金粉末和
合金制备技术方面的研究新进展 ，重点阐述 了注射成形、喷雾转换、溶胶一喷雾干燥一热还原 以及合金的晶粒控制等
技术 ，并指出了今后钨合金和硬质合金 的研究发展方向。
关键词 ：难熔钨合金；硬质合金；超细／纳米材料
中图分类号 ：TG146．4+11 文献标识码 ：A
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 ，因此在尖端科学领域、国防工业和民用工
业中都 已得到 了非常广泛 的应用 l【】，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一氧化物电极材料则广泛地
用于惰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”[21；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 0．2 m)，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 3【】。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 ，使厂家最大限度地压
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?21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
金方面最热门的最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
中发展最迅速的新工艺 ，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