超硬材料

成果介绍：碳化钨（WC）材料以其优异的高硬度、高耐磨、等综合性能成为目前应用领域最广、应用量最大的机械加工工具材料，被广泛地应用于车、刨、铣、铰、镗、钻、磨削工具和各种模具，被誉为“工业牙齿”，超过一半的钨产量制造成碳化钨（WC）在切削工具、钻头，模具等广泛应用。此外，它在航空航天和军工领域中也有重要应用，例如WC可用于飞行器的发动机及机身组成元件的涂层材料、喷嘴材料和子母弹体材料等等。另一方面，碳化钨也存在着密度大，脆性大的缺点，且钨元素是地球储量极少的稀有元素，价格高。因此在保持WC高硬度特性的前提下，提高其韧性，降低其成本及降低密度以提高比刚度、比强度是多年来的追求目标。通过在钨的格位部分固溶其它金属元素来提高碳化钨性能的研究已取得了一些颇有成效的结果，但是目前仅限于钼、钛、钽等高熔点高密度的贵金属元素。制备轻质、廉价，同时又具有高硬度、高强度、良好高温稳定性的新材料不仅具有十分重要的科学价值，而且具有十分重要的应用价值。本项目碳化物新型硬质复合材料，该复合硬质材料的宏观硬度在22GPa左右（HV10），微观硬度在30GPa左右（HV0.2），HRC在95以上，已接近超硬材料。新型硬质复合材料的性能如下：宏观硬度HV10（21GPa-23GPa），微观硬度HV0.2(30GPa);断裂韧性（6-8MPa m1/2 ）。应用领域：切削工具、钻头材料、耐磨涂层、防护材料。技术成熟度：完全成熟，可大规模生产市场前景及经济效益分析：碳化钨是钨材料最主要的应用方向，每年全球仅刀具的产值就在50亿美元以上，总产值超过500亿美元，应用量大，市场成熟，我们国家目前在大力发展先进制造业，而碳化钨产品作为加工工具是制造业必不可少的材料，本产品可替代碳化钨在刀具、钻头、模具等领域应用，作为新一代硬质合金材料，推广应用市场前景广阔。