超细晶、纳米晶硬质合金的研究进展

摘要

本文首先概述超细晶、纳米晶硬质合金的发展进程与国内外技术现状,其后主要介绍了北京工业大学在超细晶、纳米晶烧结硬质合金领域的基础研究与技术开发工作.研究团队原创性发明了低成本、短流程的固相原位反应一步法合成技术,实现了物相纯净、粒径可调的超细、纳米WC-Co类复合粉末的规模化制备.以此为基础,开发出超细、纳米WC类复合粉末的加工与工程应用技术,制备出致密、均匀、晶粒尺寸减小到l00nm以下的纳米晶硬质合金块材;建立了高强韧超细晶硬质合金烧结棒料的批量制备技术,并应用于高温合金切削刀片、微钻、立铣刀等产品.研究提出了超细晶、纳米晶硬质合金的高性能化在于粘接相分布、界面结构特征、晶内缺陷状态等因素的优化调控,指出利用界面密度显著增加的特点控制穿晶船晶断裂转换机制,可突破硬度、韧性反向变化的瓶颈,在合金保持高硬度的前提下获得高韧性和超高断裂强度,从而使硬质合金具有优异的综合力学性能.