項目簡(jiǎn)介：
碳化鎢（WC）材料以其優(yōu)異的高硬度、高耐磨、高化學(xué)穩定性、耐高溫等綜合性能成為目前應用領(lǐng)域最廣、應用量最大的機械加工工具材料，被廣泛地應用于車(chē)、刨、銑、鉸、鏜、鉆、磨削工具和各種模具，被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”，超過(guò)一半的鎢產(chǎn)量制造成碳化鎢（WC）在切削工具、鉆頭，模具等廣泛應用。此外，它在航空航天和軍工領(lǐng)域中也有重要應用，例如WC可用于飛行器的發(fā)動(dòng)機及機身組成元件的涂層材料、噴嘴材料和子母彈體材料等等。另一方面，碳化鎢也存在著(zhù)密度大，脆性大的缺點(diǎn)，且鎢元素是地球儲量極少的稀有元素，價(jià)格高。因此在保持WC高硬度特性的前提下，提高其韌性，降低其成本及降低密度以提高比剛度、比強度是多年來(lái)的追求目標。通過(guò)在鎢的格位部分固溶其它金屬元素來(lái)提高碳化鎢性能的研究已取得了一些頗有成效的結果，但是目前僅限于鉬、鈦、鉭等高熔點(diǎn)高密度的貴金屬元素。制備輕質(zhì)、廉價(jià)，同時(shí)又具有高硬度、高強度、良好高溫穩定性的新材料不僅具有十分重要的科學(xué)價(jià)值，而且具有十分重要的應用價(jià)值。
本項目是利用自主研發(fā)的碳化鎢鋁新材料代替碳化鎢在硬質(zhì)合金領(lǐng)域應用（在國際上首次報道了碳化鎢摻鋁的工作），與碳化鎢相比，碳化鎢鋁具有密度小，成本低，抗氧化性能強，且硬度、強度等力學(xué)性能與碳化鎢相比幾乎一致，因此在防護材料、密封材料，耐磨涂層等領(lǐng)域具有十分重要的應用價(jià)值，該材料中鋁元素的量在0-86at.%之間可控，密度在5-15g/cm-3之間可控。該方面的工作申請專(zhuān)利5項，一種碳化鎢鋁硬質(zhì)合金燒結體公開(kāi)號：CN1876876；行貌可控碳化鎢鋁硬質(zhì)合金燒結體公開(kāi)號：CN101376940；一種三層夾心式碳化鎢鋁硬質(zhì)合金燒結體及制備方法公開(kāi)號：CN101440452；一種具有纖維顆粒的碳化鎢鋁硬質(zhì)合金燒結體公開(kāi)號：CN101158004；一種碳化鎢鋁硬質(zhì)合金燒結體公開(kāi)號：CN1876876）
此外，我們還開(kāi)發(fā)了碳化鎢鋁-碳化鈦-碳化鉻新型硬質(zhì)材料，該復合硬質(zhì)材料的宏觀(guān)硬度在22GPa左右（HV10），左右微觀(guān)硬度在30GPa左右（HV0.2），已接近超硬材料。
碳化鎢鋁-鈷硬質(zhì)合金性能如下：
(W1-xAlx)Cy-Co(x=0-0.86，y=0.5-1)宏觀(guān)硬度HV10（12GPa-16GPa），微觀(guān)硬度HV0.2(15GPa-20GPa)；彎曲強度1200-1500MPa，與碳化鎢相差不大，但成本降低很多（鎢：40萬(wàn)/噸，鋁：3-萬(wàn)/噸）。
(W1-xAlx)Cy-TiC-Cr3C2復合材料的性能如下：
宏觀(guān)硬度HV10（21GPa-23GPa），微觀(guān)硬度HV0.2(30GPa)；斷裂韌性（6MPam1/2）。
(W1-xAlx)Cy-TiC-Cr3C2-Co復合材料的性能如下：
宏觀(guān)硬度HV10（19GPa-20GPa）；斷裂韌性（8.5-9MPam1/2）。
應用領(lǐng)域：
切削工具、鉆頭材料、耐磨涂層、防護材料。
技術(shù)成熟度：
完全成熟，可大規模生產(chǎn)。
市場(chǎng)前景及經(jīng)濟效益分析：
碳化鎢是鎢材料最主要的應用方向，每年全球僅刀具的產(chǎn)值就在50億美元以上，總產(chǎn)值超過(guò)500億美元，應用量大，市場(chǎng)成熟，我們國家目前在大力發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，而碳化鎢產(chǎn)品作為加工工具是制造業(yè)必不可少的材料，本產(chǎn)品可替代碳化鎢在刀具、鉆頭、模具等領(lǐng)域應用，作為新一代硬質(zhì)合金材料，推廣應用市場(chǎng)前景廣闊。
