自德g人Ｋａｒｌ　Ｓｃｈｒｏｔｅｒ于１９２３年用粉末冶金方法研制成ＷＣ－Ｃｏ硬質(zhì)合金，且Ｋｒｕｐｐ（克虜伯）公司于１９２６年開(kāi)始規(guī)模化生產(chǎn)名為“ＷＩＤＩＡ”的ＷＣ－Ｃｏ硬質(zhì)合金以后，世界工業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)了硬質(zhì)合金這一新興產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過(guò)８０多年的發(fā)展，世界硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)量和應(yīng)用范圍都得到了很好的發(fā)展，規(guī)模與品種不斷擴(kuò)大，并形成了一些全球知名的跨g生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)企業(yè)，如瑞典的Ｓａｎｄｖｉｋ集團(tuán)、美g的Ｋｅｎｎａ　ｍｅｔａｌ公司、以色列的Ｉｓｃａｒ、日本的Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ與Ｔｏｓｈｉｂａ　Ｔｕｎｇａｌｌｏｙ公司以及我g的株洲長(zhǎng)江硬質(zhì)合金工具有限公司（以下簡(jiǎn)稱株硬公司）等。目前世界硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已達(dá)１００多億美元，產(chǎn)銷量估計(jì)約為３.８萬(wàn)ｔ，占世界鎢消費(fèi)量的６０％。

中g(shù)硬質(zhì)合金工業(yè)起步較晚，新中g(shù)成立前沒(méi)有硬質(zhì)合金生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)６０年從無(wú)到有、從小到大的不斷發(fā)展，形成了完整的生產(chǎn)、研發(fā)和貿(mào)易體系。２００９年我g的硬質(zhì)合金產(chǎn)量約為１.６５萬(wàn)ｔ，企業(yè)總數(shù)３００多家，但年產(chǎn)量超過(guò)２０００ｔ的企業(yè)只有株硬公司和自貢硬質(zhì)合金有限公司兩家公司，年產(chǎn)量超過(guò)１００ｔ的企業(yè)不足５０家。中g(shù)硬質(zhì)合金企業(yè)的另一個(gè)特點(diǎn)是g有、民營(yíng)、外商獨(dú)資以及中外合資合作等多種經(jīng)濟(jì)形式并存，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。

硬質(zhì)合金的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域就是用于鑿巖工具。鑿巖用硬質(zhì)合金的消耗量大約為硬質(zhì)合金總產(chǎn)量的３０％左右。近年來(lái)，隨著我g基礎(chǔ)建設(shè)投入的增加，鑿巖硬質(zhì)合金的使用量有較大幅度增長(zhǎng)，２００９年產(chǎn)量約為４９００ｔ，同比增長(zhǎng)６.８４％。

 

１　鑿巖用硬質(zhì)合金產(chǎn)品類型

 

鑿巖用硬質(zhì)合金品類型隨鑿巖工具的變化與進(jìn)步逐步發(fā)生變化，主要產(chǎn)品類型包括牙輪鉆頭用合金柱齒，鑿巖機(jī)釬頭用釬片，鑿巖機(jī)釬頭用柱齒，潛孔鉆頭用柱齒、盾構(gòu)滾刀用柱齒以及盾構(gòu)刀具用硬質(zhì)合金刀塊、截煤齒和挖路齒等。

 

目前三牙輪鉆頭仍然是石油鉆井和采礦爆破開(kāi)孔的主要工具，習(xí)慣上分為油用鉆頭和礦用鉆頭。因?yàn)槭豌@井的井深很大，鉆頭的使用性能對(duì)鉆井成本有很大影響，而硬質(zhì)合金齒是三牙輪鉆頭的一個(gè)重要部件，其性能對(duì)牙輪鉆頭的使用壽命具有決定性影響，因此對(duì)油用合金齒的質(zhì)量控制極其嚴(yán)格。可以說(shuō)，油用合金齒的生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制水平就是鑿巖硬質(zhì)合金的標(biāo)桿。g外油用三牙輪鉆頭合金齒的主要供應(yīng)商為休斯ＭＰＤ、肯納ＲＴＷ。g內(nèi)主要是蘇州新銳硬質(zhì)合金有限公司（以下簡(jiǎn)稱新銳公司），主要的合金-牌號(hào)包括ＪＺ１０、ＪＺ１０Ｃ、ＪＺ１６和ＪＺ１６Ｃ等，主要的齒形包括平頭齒、球形齒、錐形齒、彈形齒、楔形齒、勺形齒、圓頂弧形齒、翼形齒和鋸形齒等。和油用鉆頭相比，礦用牙輪鉆頭傾向選用Ｃｏ含量較低的合金-牌號(hào)。

 

在工業(yè)發(fā)達(dá)g家，液壓鑿巖機(jī)和高風(fēng)壓潛孔鑿巖鉆車約占鉆爆法施工機(jī)械的９０％。鑿巖機(jī)用釬頭包括一字型、十字型、Ｘ型，三刃型或多刃型，球齒型、狼牙型、混合刃型、斷續(xù)刃型、一字球齒型、復(fù)合片型刮刀鉆頭以及潛孔鉆頭等。與之配套的鑿巖硬質(zhì)合金包括釬片與球齒。其中，一字型釬頭適用于軟中硬巖層，中等磨蝕性、無(wú)裂縫、均勻巖石中使用，適合于輕型和中型鑿巖機(jī)；十字型、Ｘ型、混合刃型釬頭，硬質(zhì)合金片刃數(shù)越多，徑向磨損越慢，不易卡釬，能承受較大沖擊功，適用于堅(jiān)韌、高磨蝕性巖層或有裂縫、夾層巖石中鑿巖，適用于中型鑿巖機(jī)；三刃型或多刃型釬頭適合于中型鑿巖機(jī)，在脆性和裂縫巖石中鑿巖。片狀釬頭硬質(zhì)合金通常Ｃｏ含量較高，主要牌號(hào)有：ＹＧ８Ｃ、ＹＫ２０、ＹＫ２５、ＹＧ１３Ｃ、ＹＧ１５Ｃ、ＹＫ３５、ＹＫ２５．１、ＹＪ１、ＹＪ２、ＹＪ１Ｈ以及ＹＧ１１Ｃ等。

 

球齒釬頭適用于高頻率、高沖擊功鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)，通常選用Ｃｏ含量較低的合金-牌號(hào)，目前g內(nèi)主要合金-牌號(hào)有新銳公司的ＸＲ０６１、ＸＲ０６２、ＪＺ０８Ａ和ＪＺ０８Ｘ，株硬公司的ＹＫ０５，無(wú)錫寶長(zhǎng)年硬質(zhì)合金有限公司的Ｔ６等。潛孔鉆頭用球齒的性能要求與釬頭用球齒合金相似。鑿巖球齒主要有：球形齒、彈形齒和錐形齒。球形齒的強(qiáng)度和不易磨損性Z高，彈形齒次之，錐形齒Z低。一般在中軟層中采用錐形齒，中硬巖層中釬（鉆）頭邊齒采用彈形齒，中齒采用錐形齒，在堅(jiān)硬巖層中采用球形齒。就鑿巖效率而言，彈形齒釬頭的鑿巖速率指數(shù)為１３０，球形齒釬頭為１１５，而一字型、十字型、Ｘ型釬頭為１００。在鉆孔的平Z度比較中，達(dá)到Z小偏斜效果的釬頭分別是Ｘ型釬頭、彈型齒釬頭、球齒型釬頭。g內(nèi)鑿巖球齒合金的幾個(gè)主要生產(chǎn)廠家都形成了自己的齒型系列，如新銳公司的球形齒（Ｑ系列）、彈形齒（Ｄ系列）以及錐形齒（Ｚ系列）產(chǎn)品，用于鑲制球齒釬頭和潛孔鉆頭。

 

隨著隧道盾構(gòu)施工方式的發(fā)展，硬質(zhì)合金也越來(lái)越多用于盾構(gòu)施工刀具。盾構(gòu)刀具的種類較多，刀具的配置是盾構(gòu)刀具設(shè)計(jì)中非常重要的內(nèi)容，Z接影響到刀盤的使用壽命、切削效果、出土狀況、掘進(jìn)速度和施工效率。硬質(zhì)合金盾構(gòu)刀頭主要用于軟巖施工，硬質(zhì)合金滾刀主要用于硬巖施工。g內(nèi)普遍錯(cuò)誤地認(rèn)為硬質(zhì)合金盾構(gòu)刀頭用于軟巖施工，而無(wú)需對(duì)硬質(zhì)合金質(zhì)量做過(guò)高的要求，使用一些價(jià)格便宜、質(zhì)量較低的硬質(zhì)合金產(chǎn)品。實(shí)際上，硬質(zhì)合金刀頭只是盾構(gòu)刀具成本很小的一部分，使用價(jià)格便宜、質(zhì)量較低的硬質(zhì)合金產(chǎn)品節(jié)約不了多少成本，反而會(huì)大大降低盾構(gòu)刀具的使用壽命，得不償失。新銳公司開(kāi)發(fā)的ＪＺ１４硬質(zhì)合金-牌號(hào)是針對(duì)高檔盾構(gòu)刀具市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的，目前已得到了日本客戶的認(rèn)可，并形成了特定的出口量。

 

截齒是采煤掘進(jìn)機(jī)上Z接切割煤炭的關(guān)鍵部件，硬質(zhì)合金刀頭的材質(zhì)與形狀對(duì)截煤齒的使用壽命具有重要影響。由于截煤齒切割煤層時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間高溫，隨后又會(huì)急速冷卻，因此提高硬質(zhì)合金刀頭的熱疲勞性能是截煤齒合金-牌號(hào)選擇的關(guān)鍵。有些煤層還夾雜著堅(jiān)硬的巖石層，在這樣的煤層使用的截齒合金還b須具備很好的抗斷裂韌性。截煤齒合金刀頭的形狀多樣，常見(jiàn)的有單維６００錐角、單維８００錐角、多維錐角、球頭形狀以及蘑菇形狀等，可根據(jù)不同的地質(zhì)情況選用，既能保證切割速度，又有保證足夠的強(qiáng)度。隨著道路恢復(fù)工作量的增大，挖路齒用量越來(lái)越大，其合金-牌號(hào)與截煤齒合金-牌號(hào)類似。

 

２g內(nèi)外鑿巖用硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝技術(shù)發(fā)展概況

 

總體來(lái)說(shuō)，鑿巖硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展同步于硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展。粉料制備由壓團(tuán)制粒發(fā)展為噴霧制粒，減少了粉料制備過(guò)程中污染數(shù)量，提高了燒結(jié)坯料的尺寸控制精度；燒結(jié)工藝經(jīng)過(guò)了氫燒結(jié)—真空燒結(jié)—熱等靜壓—燒結(jié)熱等靜壓發(fā)展歷程，大大降低了硬質(zhì)合金內(nèi)部孔隙；原材料純度提高與生產(chǎn)過(guò)程碳、氧變化控制技術(shù)提高，保證能夠?qū)⒂操|(zhì)合金組織嚴(yán)格控制在兩相區(qū)。這些生產(chǎn)工藝技術(shù)的進(jìn)步使得硬質(zhì)合金的產(chǎn)品質(zhì)量控制發(fā)展到了極致。

 

我g硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家較多，生產(chǎn)水平也參差不齊。近２０年，我g一些比較大型的硬質(zhì)合金生產(chǎn)企業(yè)都相繼引進(jìn)了g外的硬質(zhì)合金先進(jìn)制造技術(shù)與裝備，硬質(zhì)合金的牌號(hào)也很豐富，能滿足各種應(yīng)用需求，硬質(zhì)合金的質(zhì)量水平也日趨與g外水平接近，由于具有較好的性價(jià)比，很受g內(nèi)外用戶歡迎。近年來(lái)，新銳公司、株硬公司、廈門金鷺特種合金有限公司的鑿巖硬質(zhì)合金的出口量都在逐年大幅上升。

 

但就整體而言，g內(nèi)硬質(zhì)合金企業(yè)和g外相比還存在特定的差距。主要表現(xiàn)在：

 

（１）低水平重復(fù)建設(shè)突出，生產(chǎn)能力過(guò)剩　據(jù)統(tǒng)計(jì)，２００８年中g(shù)硬質(zhì)合金生產(chǎn)能力達(dá)到３.４９萬(wàn)ｔ，實(shí)際產(chǎn)量１.６５萬(wàn)ｔ，能力富余５０％以上。中g(shù)硬質(zhì)合金企業(yè)３００多家，還有不少企業(yè)在中、低檔硬質(zhì)合金產(chǎn)品方面盲目擴(kuò)能或建新廠，因此造成低價(jià)格惡性競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致企業(yè)效益低下。近幾年，中g(shù)硬質(zhì)合金的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的４０％以上，但銷售收入僅１００多億元，不到全世界硬質(zhì)合金總產(chǎn)值的８％。

 

（２）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值低　中g(shù)硬質(zhì)合金的材料制造和工具制造的長(zhǎng)期分割，一Z沒(méi)有形成像瑞典山特維克、美g肯納等集成度很高的硬質(zhì)合金工模具制造大型企業(yè)。g外公司的產(chǎn)品主要是工具及整臺(tái)套大型隧道采掘機(jī)等工程機(jī)械設(shè)備，這些產(chǎn)品的價(jià)格往往是中低檔合金的幾倍甚至幾十倍。

 

（３）研發(fā)投入少，創(chuàng)新能力不強(qiáng)　中g(shù)硬質(zhì)合金工業(yè)的發(fā)展偏重于設(shè)備與廠房等固定資產(chǎn)的投入，在科技方面的實(shí)際投入平均不到銷售收入的３％。按２００３年的銷售收入計(jì)算，全行業(yè)的研發(fā)費(fèi)不到２億元（約２４００萬(wàn)美元），僅與肯納一家公司２００３年的研發(fā)投入（約２３６０萬(wàn)美元）相近。研發(fā)資金投入的不足Z接導(dǎo)致了研發(fā)設(shè)備與儀器的不配套和落后，同時(shí)也難以調(diào)動(dòng)研發(fā)人員的積極性和創(chuàng)造性。前沿技術(shù)和關(guān)鍵領(lǐng)域沒(méi)有重大突破，原創(chuàng)性核心技術(shù)成果少，研發(fā)水平和能力與g際先進(jìn)水平差距很大。

 

３　鑿巖硬質(zhì)合金材料新技術(shù)進(jìn)展

 

３．１　梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金

 

硬質(zhì)合金功能梯度材料可分為成分梯度和結(jié)構(gòu)梯度。成分梯度可以是粘結(jié)相成分梯度也可以是硬質(zhì)相成分梯度；結(jié)構(gòu)梯度鏈?zhǔn)怯操|(zhì)相晶粒度梯度。目前已發(fā)明了多種多樣的硬質(zhì)合金功能梯度材料，能應(yīng)用于鑿巖硬質(zhì)合金的梯度合金制備方法主要是缺碳硬質(zhì)合金滲碳法。

 

缺碳硬質(zhì)合金滲碳處理法的基本原理是：當(dāng)含η相的硬質(zhì)合金燒結(jié)體在高溫下于滲碳?xì)夥罩刑幚頃r(shí)，由于Ｃ和Ｗ的親和力大于與Ｃｏ的親和力，因而Ｃ與η相中的Ｗ化合而使其分解，生成ＷＣ和游離Ｃｏ，并迫使游離出來(lái)的Ｃｏ向合金內(nèi)部遷移，使燒結(jié)體表面區(qū)內(nèi)的η－相消失，形成α相＋β相的兩相區(qū)，并伴隨著Ｃｏ含量的降低，其結(jié)果是在無(wú)η相的表面區(qū)內(nèi)粘結(jié)相含量降低，明顯低于合金粘結(jié)相的公稱含量。在含η相的中間過(guò)渡區(qū)內(nèi)粘結(jié)相含量顯著增高，大大高于粘結(jié)相的公稱含量；在含η相的中心區(qū)內(nèi)粘結(jié)相含量則相當(dāng)于粘結(jié)相的公稱含量。缺碳硬質(zhì)合金滲碳處理法為二步工藝，其實(shí)質(zhì)是先通過(guò)正常燒結(jié)制取缺碳即含η相的硬質(zhì)合金，在此基礎(chǔ)上，再將缺碳硬質(zhì)合金重新加熱到約１４００℃進(jìn)行滲碳處理，來(lái)改變合金中粘結(jié)相的分布，使其呈梯度。

 

３．２　金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合技術(shù)

 

金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合技術(shù)得到成功應(yīng)用的標(biāo)志是能夠應(yīng)用于巖石切削的金剛石復(fù)合片與金剛石復(fù)合齒產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。

 

金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合片大量應(yīng)用于石油鉆井用金剛石鉆頭和煤田地質(zhì)鉆頭，以剪切方式破碎巖石。石油鉆井用金剛石鉆頭對(duì)復(fù)合片的質(zhì)量要求較高，而煤田地質(zhì)鉆頭對(duì)復(fù)合片的要求不高。目前我g的復(fù)合片產(chǎn)品主要是中低檔的油用復(fù)合片和煤田地質(zhì)鉆頭用復(fù)合片，已形成了相當(dāng)規(guī)模的出口量，但高檔油用復(fù)合片反而需進(jìn)口。金剛石復(fù)合片煤田地質(zhì)鉆頭是我g的一個(gè)特色產(chǎn)品，由于鉆效高、使用壽命長(zhǎng)、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低和綜合成本低等特點(diǎn)，近年來(lái)得到了較快推廣。而g外這類產(chǎn)品的推廣應(yīng)用較慢，可以說(shuō)我g在煤田地質(zhì)鉆頭的金剛石復(fù)合片應(yīng)用技術(shù)方面具有優(yōu)勢(shì)。

 

金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合齒主要應(yīng)用于牙輪鉆頭、潛孔鉆頭和釬頭。由于這些鉆頭主要是沖擊旋轉(zhuǎn)破巖方式，而目前金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合齒的抗沖擊破碎性能還不能完全滿足沖擊破巖的應(yīng)用需求，因此金剛石—復(fù)合齒的應(yīng)用還是有限的，主要應(yīng)用于牙輪鉆頭受沖擊力不大且易磨損部位，大大提高牙輪鉆頭的保徑性能。

 

近年來(lái)，金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合材料技術(shù)的主要發(fā)展方向是通過(guò)好的改觀界面結(jié)構(gòu)和界面成分過(guò)渡層來(lái)提高復(fù)合材料的抗沖擊性能。ＵＳ６２２７３１８專利采用在復(fù)合齒齒頂側(cè)面露出一部分基體材料的方法，來(lái)減小聚晶金剛石的斷屑和裂紋失效。ＵＳ６２６９６３９專利則通過(guò)在復(fù)合齒中預(yù)置壓應(yīng)力，來(lái)補(bǔ)償（或抵消）鉆井時(shí)在復(fù)合齒中所產(chǎn)生的拉應(yīng)力。ＵＳ６４５１４４２專利則采用噴射模塑法制備纖維狀或卷曲狀的復(fù)合齒材料結(jié)構(gòu)，可提高復(fù)合齒的斷裂韌性。

 

彌散型金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合齒技術(shù)則是另一種類型的金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合材料技術(shù)。該方法是將特定比例的金剛石顆粒或者表面金屬化了的金剛石顆粒與ＷＣ、Ｃｏ粉混合，經(jīng)熱壓燒結(jié)或者放電等離子燒結(jié)成型。通過(guò)控制燒結(jié)工藝，可獲得復(fù)合材料致密燒結(jié)體。如何通過(guò)控制燒結(jié)工藝獲得致密燒結(jié)體，同時(shí)又不使金剛石石墨化是該技術(shù)的關(guān)鍵。該技術(shù)不需要通過(guò)高溫、高壓工藝就可以獲得不易磨損性優(yōu)良的金剛石合金復(fù)合材料，因而可大大降低金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合材料的制造成本。我g中g(shù)地質(zhì)大學(xué)和江鉆股份公司合作也對(duì)此技術(shù)做過(guò)研究，并將這種金剛石合—硬質(zhì)合金復(fù)合柱齒成功鉆進(jìn)卵礫石巖層。

 

３．３　超粗晶粒硬質(zhì)合金

 

按照硬質(zhì)合金中ＷＣ平均晶粒度的大小，硬質(zhì)合金可分為：納米晶粒硬質(zhì)合金（ＷＣ粒度＜０.２μｍ）、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金（０.２μｍ　＜ＷＣ粒度＜０.５μｍ）、亞微米晶粒硬質(zhì)合金（０.５μｍ＜ＷＣ粒度＜０.８μｍ）、細(xì)晶粒硬質(zhì)合金（０.８μｍ　＜ＷＣ粒度＜２.０μｍ）、中晶粒硬質(zhì)合金（２.０μｍ　＜ＷＣ粒度＜５.０μｍ）、粗晶粒硬質(zhì)合金（５.０μｍ　＜ＷＣ粒度＜６.０μｍ）和超粗晶粒硬質(zhì)合金（ＷＣ粒度＞６.０μｍ）。關(guān)于超粗晶粒硬質(zhì)合金的研究則是近幾年的事情，并且已經(jīng)有商業(yè)化應(yīng)用。g內(nèi)新銳硬質(zhì)合金有限公司２００６年開(kāi)始這方面的研究，目前已有ＸＲ１０ＣＣ、ＸＲ１２ＣＣ牌號(hào)應(yīng)用于截煤齒和挖路齒合金。

 

礦用工具和挖掘工具在使用過(guò)程中，硬質(zhì)合金零件承受循環(huán)載荷和摩擦力的作用，因而產(chǎn)生瞬間高溫，使合金承受熱疲勞應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致合金表面微觀剝落與微觀斷裂以及高溫磨粒磨損。在合金齒與巖石和水泥作用的１／１０ｓ瞬間，壓力由０增加到１０ｔ時(shí)，合金齒表面溫度可由室溫增加到８００～１０００℃，合金使用過(guò)程中易產(chǎn)生熱疲勞裂紋（蛇皮裂紋）。合金高的熱導(dǎo)率、低的熱膨脹系數(shù)、好的高溫磨損性能、高的橫向斷裂強(qiáng)度和高的斷裂韌性性能有利于好的改觀合金的這種失效形式。和合金中的ＷＣ相比，粘結(jié)相Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ的熱導(dǎo)率低，熱膨脹系數(shù)高，因此低的粘結(jié)相含量有利于提高合金的熱導(dǎo)率，降低合金的熱膨脹系數(shù)。和細(xì)晶粒合金相比，粗晶粒合金具有很好的強(qiáng)度和斷裂韌性。因此，制備礦用合金的趨勢(shì)是降低合金的Ｃｏ含量，增大ＷＣ晶粒度，可同時(shí)獲得好的強(qiáng)度和斷裂韌性，以及高溫性能。

 

因?yàn)椋祝梅墼牧系男阅芎秃辖鹬苽涔に嚪矫娴膯?wèn)題，目前g內(nèi)制備的超粗顆粒硬質(zhì)合金性能和g外Z好水平尚有特定差距。Z近解剖分析的一種g外Z新的超粗晶粒硬質(zhì)合金與g內(nèi)典型的超粗晶粒硬質(zhì)合金的金相對(duì)比照片見(jiàn)圖１、２所示。可以看到，g內(nèi)典型的超粗晶粒硬質(zhì)合金ＷＣ晶粒度不如g外合金粗。

 

３．４　添加微量元素，提高合金抗熱疲勞性能

 

美g和日本一些廠家生產(chǎn)的鑿巖球齒合金都添加了微量ＴａＣ、ＮｂＣ，其添加方式有兩種：一是以固溶體形式加入，二是以單質(zhì)碳化物形式加入，這兩種方式的效果基本等同。ＷＣ—Ｃｏ合金中添加微量ＴａＣ、ＮｂＣ，有利于好的改觀合金粘結(jié)相成分及晶界微觀結(jié)構(gòu)，提高合金的不易磨損性，更重要的是提高了合金的抗熱沖擊和抗熱塑變的能力。

 

g內(nèi)少數(shù)廠家的鑿巖球齒合金也添加了微量ＴａＣ，如新銳公司的ＪＺ０８Ｘ牌號(hào)，由于添加了微量ＴａＣ，使得合金在強(qiáng)度下降幅度較小的情況下，不易磨損性大大提高，可用于磨蝕性地層，目前正在推廣使用。

 

４針對(duì)特定應(yīng)用條件下的使用失效形式研究

 

鑿巖用硬質(zhì)合金-牌號(hào)的正確選用b須考慮諸如鑿巖方式、鑿巖設(shè)備的工作參數(shù)以及巖石的性質(zhì)等。合金齒表面失效形式與鑿巖方式、巖石性質(zhì)及合金結(jié)構(gòu)性能選擇之間的關(guān)系見(jiàn)表１所列。

 

表1 合金齒表面失效形式與合金使用條件之間的關(guān)系

 

從表１可以看到，在不同鑿巖方式和巖石性質(zhì)條件下，合金齒表面損傷的形式是不同的，因而合金的結(jié)構(gòu)和性能選擇也不同。

 

５結(jié)論

 

鑿巖用硬質(zhì)合金產(chǎn)品類型隨鑿巖工具與方法的進(jìn)步，正逐步發(fā)生變化，目前主要包括柱齒、釬片、截齒、刀塊等類型，牌號(hào)豐富，能滿足各種使用需求。我g近年來(lái)鑿巖用硬質(zhì)合金占硬質(zhì)合金生產(chǎn)總量的比例有所增加，且由于制備工藝與裝備的進(jìn)步，g產(chǎn)鑿巖硬質(zhì)合金的質(zhì)量水平與g外先進(jìn)水平日趨接近。鑿巖硬質(zhì)合金Z新發(fā)展方向?yàn)樘荻群辖稹⒊志ЯＳ操|(zhì)合金、金剛石—硬質(zhì)合金復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用、添加微量元素提高抗熱疲勞性能等，服役條件下的失效形式分析是正確選用合金的需要手段。