WC_Ni硬质合金的研究与应用.docxVIP

WC2Ni 硬质合金的研究与应用郭智兴熊计四川大学摘 要 :作为传统硬质合金主要粘结剂的 Co 资源稀缺且价格昂贵 ,因此寻找 Co 的代用品具有重要意义 。本 文综述了以 Ni 代 Co 的 WC2Ni 系硬质合金的研究现状 ,包括其发展变革 、制备方法 、性能特点和应用领域 ,并指出了 目前存在的问题 。关键词 :硬质合金 , WC2Ni 系 , 粘结剂 , 以 Ni 代 CoStudy and Appl ication on WC2Ni Cemented CarbideGuo ZhixingXiong J iAbstract : As the main binder of conventional cemented carbides , Co is rare in storage and expensive , so it will make senseto look for substitute for Co as the binder of cemented carbides. In this paper , the research status of WC2Ni series cemented car2 bides that use Ni as a substitute for Co , including its development history , preparation process , performances and industrial appl2i cations , are summarized , and the existing problems are pointed out .Key words :cemented carbide , WC2Ni series , binder ,substitute Ni for Co般很低5 ;Ni 对 WC 也表现出良好的润湿性 ,并具有比 Co 更好的抗氧化性和抗蚀性6 ～7 ,尤其在合金化 后 ,可使硬质合金性能更加优异 ,且在低碳含量下还具有无磁性的优点 。Ni 的全球储量是 Co 的 70 倍 ,资源较丰富 ,是一种相对 Co 价格更为便宜的金属 。 因此 ,Ni 被看作是 Co 的首选代用品 。如果能用 Ni部分或全部代替 Co 作为硬质合金粘结剂 ,生产“Ni代 Co 硬质合金”将会大大降低硬质合金的生产和使 用成本 ,具有广阔的市场前景和显著的社会和经济效益8 。1引言自 1923 年 Osram 公司的 Schroter 取得 WC26 %Co 合金专利 ,首次发明硬质合金1 以来 , Co 一直是硬 质合金的主要粘结剂 。由于 Co 对硬质相 WC 有良 好的润 湿 性 和 粘 结 性 , 而 C 、W 在 Co 中 的 溶 解 使 WC2Co 系硬 质 合 金 具 有 高 硬 度 、高 强 度 和 高 耐 磨性2,因此从硬质合金生产和使用角度来看 , Co 无疑是 WC 基硬质合金的最佳粘结剂 。然而 ,Co 作为一种昂贵而稀缺的金属 ,全球储量极其有限 ,价格逐 年上涨 。据 1977 年的勘查结果 ,全球的 Co 储量为450 万吨 ,而按 1975 年的消耗量计算 , 已探明的 Co资源估计可用 78 年 ( 另有资料认为只能再用 60 年 或 35 年) 3 。我国的 Co 资源长期短缺 ,国内最大的 Ni 生 产 基 地 金 川 有 色 金 属 公 司 1989 年 钴 产 量 为302 吨 ,1990 年降至 200 吨 ,而国内钴的年需求量达 l000 吨 ,l990 年进口钴 498 吨3 。由于我国 Co 资源 缺乏 ,产量难以满足需求 ,外购受到国际市场行情波 动的困扰4 ,因次其应用受到很大限制 。为了解决 Co 资源不足带来的问题 ,寻求 Co 的代用品已经迫在眉睫 。最常见的 Co 代用品是 Ni 和 Fe ( 或这些金属与 Co 的合金) 。Ni 和 Fe 与 Co 在元素周期表中同属铁 族金属 ,其密度 、熔点 、原子半径以及物理 、化学性能 相近 ,都能很好地润湿 WC 硬质相 。但由于铁粉容易氧化 ,以铁粉作为粘结剂的硬质合金机械强度一WC2Ni 硬质合金的发展2早在上世纪 40 年代 ,就有使用 Ni 作为硬质合金粘结剂的报道 ,二战时期德国就生产过 WC2Ni 系 硬质合金 。前苏联至上世纪 50 年代中期也曾生产 WC2Ni 系硬质合金9 。60 年代中期 ,日本铃木寿等开展了 Ni 代 Co 的研究工作10 。70 年代以后尤其 是进入 80 年代以来 , 很多人做了大量相关研究工 作 ,并取得了很大进展 。Barlow 的研究表明 ,制备出 在