硬质合金行业*新科技成果速览

1、超细晶粒整体硬质  合金纳米涂层系列精密铣刀

项目概述

该项目针对PM/HM系列铣刀应用需求开发了超细晶粒硬质合金新材料，解决了高硬度材料加工的高端刀具及通用性能强的高性能精密铣刀的设计制造和应用问题。主要技术创新如下：1、首创超细晶粒硬质合金材料制备技术-合金成分、结构设计及均匀化研究，WC晶粒长大抑制技术、长大机理及烧结技术研究。超细颗粒硬质合金基体的WC颗粒度为0.2－0.4μm，达到超细晶粒级别。2、突破长期困扰国产整体硬质合金铣刀的结构设计技术瓶颈，掌握PM/HM系列铣刀产业化磨削工艺技术-铣刀新型结构设计方法，铣削力预测数值模拟技术，铣刀CAD/CAM接口一体化技术;PM/HM系列精密铣刀刀具结构和产业化加工精度达到国际先进水平，刀具的径向跳动控制在0.005mm以内，刃径公差控制在0.02mm以内，球头铣刀圆弧公差控制±0.005mm以内。3、组织可控纳米复合多元涂层技术——针对难加工材料和高速加工领域优化了切削刀具的高性能AlTiN涂层，既保证了纳米结构TiAlN涂层高韧性和光滑表面，又具有高硬度和耐磨性。纳米结构TiAlN涂层显微硬度高达3300HV，耐热性可达900℃，化学稳定性优良。该项目获授权发明专利7项，发表学术论文20余篇。开发了45种精密铣削刀具产品，已在模具、汽车、航空等行业应用，近三年销售收入达28720万元，出口创汇200万美元。

2、机械组装式锤头

项目概述

该项目采用锤头保护硬质合金托架，硬质合金托架保护锤柄，通过螺栓紧固件机械组装连接成一体的设计。采用优化设计的材料成分、铸造与热处理工艺，制造了机械组装式锤头。产品表面无明显凹陷和凸起，组织致密，满足安装要求。热处理后锤头表面硬度达到62.5HRC，无缺口试样冲击韧性为7.8J/cm<'2>，提高了锤头使用寿命，技术水平国内*。产品经用户使用反映良好，具有较好的经济和社会效益。

3、粉末冶金机油泵内外转子

项目概述

该项目采用硬质合金模具材料，表面氮化处理，提高模具耐磨性，并在内转子成形模具上、下模冲齿形处设计3°的内斜角，确保转子齿形高强度、高精度要求，满足转子批量生产需要。项目对内孔采用珩磨加工，经珩磨加工使得产品在精度上有了很大提高，保证了产品的高精度要求。采用自制车床夹具加工转子端面，减小轴线垂直端面误差，垂直误差由以前的0.08-0.12mm降低到0.03-0.05mm。项目提供了一种采用粉末冶金方式加工而成的机油泵内外转子，该内外转子变动率小，机油泵的动力损耗降低，工作效率提高，延长了机油泵内转子和外转子的使用寿命。

4、新型螺旋刃合金铰刀

项目概述

研究了汽车发动机汽门口、油道、燃烧室、挺杆孔及连杆，泵阀等精密孔的加工问题，用螺旋刃合金铰刀替代传统直齿铰刀，它是在螺旋硬质合金刀片上做出切削刃口和切削角度，较传统直齿铰刀的耐用度提高了数倍，加工精度和质量提高了两个精度等级，解决了在加工中的平衡问题、过热问题、崩裂问题、钝化等问题。新型螺旋刃合金铰刀，采用硬度高、韧性好的硬质合金刀片，根据被加工材料性能、设备转速、生产节拍，综合切削环境和刀具参数，进行基础性的切削试验，确定刀具技术方案，用精密的刀具生产设备通过数控程序控制进行加工完成。

5、厦门钨业钨产业化技术 创新系统工程建设

项目概述

钨是全球性战略资源。中国钨储量是世界*，但钨工业长期处在产业链的中低端。厦门钨业自2007年至2014年，以提升跨行业技术水平与核心竞争力为目标，通过建立和完善创新机制、提升创新能力，完成了钨产业链关键技术自主创新工程建设，解决了制约钨产业发展的关键、共性技术，使厦钨成为世界*一家拥有完整钨产业链、中国规模*大的研发、制造企业，带动了中国钨工业的整体进步。厦钨钨产业化技术创新系统工程项目具有鲜明的系统性、创新性、有效性和带动性：系统性：在顶层设计上，厦钨成立了创新工程决策领导机构-“技术决策委员会”，以明确创新工程目标、规划，统筹创新工程的建设与管理。在实施创新工程中，构建了以国家钨材料工程技术研究中心和厦钨企业技术中心为主体的三个层级的技术创新机构，并系统建立和完善了科学、高效的创新管理机制，实现了人才、资金、信息等创新要素的有机互动，研发层级之间自上而下统筹、自下而上反馈，使厦钨创新工程体系的具备了系统性的优势。创新性：在管理创新方面，一是构建三个层级的技术创新体系，即：集团技术中心、子公司技术中心和工段创新小组，整合创新资源，发挥体系的创新优势。二是建设高效协调的创新机制，以项目管理模式，建立科学的激励办法和管理制度，形成创新工程的执行和推进系统。三是在人才队伍建设、资金投入、产学研合作等方面，建立强有力的创新保障体系，确保创新工程建设顺利推进。在技术创新方面，以突破钨产业链关键技术为目标，通过自主创新能力的建设，在钨采选、冶炼、粉末制造、硬质合金及其深加工的完整产业链上，创立了以大型射流选矿技术、新型碱法钨冶炼技术、高性能钨粉末制造技术、紫钨原位还原法超细硬质合金技术等为代表的一系列产业链关键技术，工程实践成果显著。有效性：自主创新能力显著增强。实施创新工程期间，厦钨完成35项*科技攻关，获国家和省市科技奖励32项，申请发明专利218项，授权62项；获得国家科技进步奖一、二等奖各1项；获得省技术发明一等奖1项；获得*重点新产品8项；牵头编制国家、行业标准11项（国家9项、行业2项)；创新团队分别获得“‘十一五’国家科技计划执行*团队”、“全国专业技术人才先进集体”等荣誉。经营业绩明显提升。夏钨年新产品销售收入占全年销售收入平均达22%。2014年，企业年销售收入98亿元、利润总额13亿元，比实施创新工程前分别增长4和7倍，经济效益综合指数连续第15年业内名列前茅。带动性：厦钨创新工程实施以来，自主创新能力大幅提升，突破了钨产业链一系列关键、共性技术难题。以“低消耗、低排放、高效率”为特点的钨矿采选技术，促进了中国钨资源的高效利用，延缓资源耗用,促进节能减排和环境保护。高附加值、高技术含量的钨粉末、硬质合金及其深加工技术，进一步提升了钨产业链整体技术水平，推动了中国钨产业结构调整，满足中国新兴产业高速发展的迫切需要，带动了中国舆行业利技的整体进步。

6、汽轮机通流部件　水蚀损伤修复与防护工艺

项目概述

该专利开发出了汽轮机通流部件水蚀损伤的手工堆焊工艺、焊后热处理工艺、仿形修磨工艺以及制备防冲蚀涂层的喷涂方法、喷涂材料及喷涂工艺。技术领域：该专利涉及一种汽轮机通流部件水蚀损伤修复与表面防护工艺，属于材料失效与保护技术领域。技术现状：火力发电厂汽轮机通流部件(主要包括叶片、喷嘴、隔板等)是汽轮机系统的“心脏”，承担着将蒸汽流动能转换为有用功的重任。汽轮机通流部件，特别是末级动叶片，在运行过程中，会受到水蚀损伤而产生缺陷。汽轮机叶片水蚀是指在工作在湿蒸汽区的动叶片与汽流中夹带的二次水滴高速撞击，导致叶片表面材料损伤并剥离的现象。一般情况下，叶片发生水蚀的区域为叶顶进汽边和根部出汽边，其外观为蜂窝状，边缘为锯齿形，严重时还会出现缺口。水蚀损伤危害很大，尤其是叶根水蚀，严重时叶片会发生断裂，威胁整个机组热力系统的安全、可靠运行，大大降低电厂的经济效益，有效地修复这些水蚀损伤缺陷，并对汽轮机通流部件表面加以防护，是确保机组安全经济运行的关键技术措施。国内外曾采取过切除叶片水蚀部分，镶焊叶片合金片、堆焊叶片合金、堆焊司太立合金、镶焊硬质合金片、激光熔覆再造修复、金属喷涂修复、电子束表面修复、多弧－磁控溅射系统制备复合纳米涂层等修复与防护方法，但从修复质量、经济性、操作性等方面考核，各有优缺点。该发明专利采用手工钨极氩弧焊仿形堆焊修复汽轮机通流部件型线，超音速火焰喷涂制备防水蚀涂层，实现现场汽轮机通流部件在线型线修复和大面积防护，延长汽轮机通流部件使用寿命的目的。技术关键：该专利提供了一种汽轮机通流部件水蚀损伤修复与表面防护工艺，采用手工仿形堆焊修复汽轮机通流部件型线，超音速火焰喷涂制备防冲蚀涂层，实现现场汽轮机通流部件水蚀损伤在线型线修复和大面积防护，可使汽轮机通流部件得以高质量地修复与防护，提高其耐冲性能，延长汽轮机通流部件使用寿命，制备的防冲蚀涂层结合强度高，孔隙率低，硬度较基体提高显著，涂层均匀致密，耐冲蚀性能优异，能大大延缓汽轮机通流部件服役寿命。技术创新点：研究了17-4pH、1Cr11MoV等叶片用钢分别采用同质焊材/奥氏体焊材在焊态及焊后热处理状态下的组织性能特点，获得了17-4pH、1Cr11MoV等叶片用钢的焊接及热处理工艺、焊接变形控制措施、超声波冲击去应力等焊接熔覆修复工艺。采取四点弯曲疲劳试验方法，对2Cr13、17-4pH叶片用钢焊接接头及母材进行了高周疲劳试验，得出了2Cr13、17-4pH钢焊接接头在1×107次下的疲劳极限，获得了焊接接头疲劳寿命S-N曲线。开发出了适用于现场大面积防护的超音速火焰喷涂制备叶片防水蚀涂层技术，涂层性能明显优于国内同类技术涂层。开发出了“焊接熔覆”和“HVOF耐冲蚀涂层制备”相结合地汽轮机通流部件水蚀损伤的修复与防护技术，实现了汽轮机通流部件大面积现场修复和防护。

7、渗氮处理制备YT15　梯度硬质合金

项目概述

优化YT15硬质合金的渗氮处理工艺，制备出表面富含立方相的梯度硬质合金，梯度层厚度≥5μm；实现合金表面区域元素的梯度分布；创新性与先进性在于仅改变YT15硬质合金的烧结工艺，控制其烧结气氛，就可将传统的YT15硬质合金变为高性能的梯度硬质合金，使其表面富含立方相，提高表面硬度从而改善合金的切削性能。该技术对原有技术的改进不大，利于向工业化生产转化，适用于具有可控气氛的烧结设备，较安全。

8、V-Cr-稀土复合晶粒抑制剂　在硬质合金中作用机理的研究

项目概述

制备超细/纳米硬质合金关键技术之一在于抑制烧结过程中WC晶粒的长大，通过研究新型的高效晶粒生长抑制剂来抑制烧结过程中晶粒的生长，这种方法因其成本较低，近来成为了研究热点。由于对晶粒生长抑制机理的研究不够深入，有关硬质合金晶粒生长抑制剂的选择与添加量的确定、以及合金制备工艺的优化均源于实验探索。深入研究硬质合金晶粒生长抑制机理，探索新的晶粒生长抑制途径和方法，对丰富硬质合金材料制备基础理论体系，推动超细硬质合金的质量升级与硬质合金的纳米化进程，提高中国硬质合金产品的国际竞争力均具有重要意义，同时对液相烧结超细、纳米复合材料的制备也具有一定的参考价值。该项目通过对复合晶粒抑制剂V-Cr-稀土中三种组元协同作用的研究，来修正和丰富WC-Co硬质合金体系中抑制碳化钨晶粒生长的机理；*终制备出晶粒度小于0.5μm，抗弯强度达到3000MPa，硬度达到HRA92的超细硬质合金材料。

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