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 金属陶瓷硬质合金是将一些难熔的金属碳化物粉末(如WC、TiC等)和粘结剂(Co、Ni等)混合,加压成型,再经烧结而成的一种粉末冶金材料,其工艺与陶瓷烧结相似,故而得名。        金属陶瓷硬质合金广泛应用的有两类:钨钴类和钨钴钛类。在这两类硬质合金中,碳化物是合金的“骨架”,起坚硬耐磨的作用,钴则起粘结作用。它们之间的相对量将直接影响合金的性能。一般说来,含钴量愈高(或含碳化物量愈低),则强度、韧性愈高,而硬度、耐磨性愈低。因此含钴量多的牌号,一般都用于粗加工或加工表面比较粗糙的工件。       钨钴类比钨钴钛类有较高的强度和韧性,而钨钴钛类比钨钴类有较高的硬度和较好的耐磨性及热硬性。       一般根据加工方式、被加工材料性质、加工条件来选用硬质合金刀片。       目前金属陶瓷硬质合金已广泛用来制造量具、模具等耐磨零件;在采矿、采煤、石油和地质钻探等工业中,还应用它制造钎头和钻头等。
       要真正充分利用金属基复合材料的优越性,将其发展成为替代传统材料的新一代高性能材料,把人类现在使用的机械推向一个新的服役水平,必须依赖大规模工业化生产,而这就取决于金属基复合材料制备工艺的成熟性、稳定性、操作性及低廉的成本。因此,研究发展有效的金属基复合材料制造方法也一直是金属基复合材料研究中最重要的课题。      虽然现有金属冶金工业中采用的粉末冶金、铸造、挤压、轧制等常规方法也被利用制造金属基复合材料,但金属基复合材料的制造方法有其特殊的要求,在选用制造方法时需慎重考虑以下条件:1)制备过程中要使增强材料按设计要求均匀分布于金属基体中,满足复合材料结构和强度设计要求。2)避免制备工艺不当造成增强材料和金属基体原有性能的下降,确保复合效应充分发挥,有利于增强材料和金属基体的优良性能互补,提高复合材料的性能。3)合理选择工艺参数,避免制备过程中发生各种不利的界面反应以及基体金属的氧化反应等。在获得稳定的金属基复合材料组织性能的同时,充分发挥增强材料的性能及其增强作用。4)制造设备投资少,工艺简单,可操作性强,方法应适合于批量生产,尽可能满足近终成形的要求,减少或避免后加工工序。     金属基复合材料有多种制备方法,金属基体和增强物类型,物理、化学特性,化学相容性等的差异,导致了制造方法上的差别。例如连续纤维增强金属基复合材料的制造难度最大,将纤维以一定的含量、排列方向分布在金属基体中,需要采用一些特殊的方法,如固态扩散粘接、液态金属浸渍等。而制造颗粒、晶须增强金属基复合材料相对容易一些,可选用现有常规冶金方法,如粉末冶金、挤压、铸造等方法来制备,适合于批量生产。通常将金属基复合材料的制备工艺归为三大类:固态制备方法、液态制备方法及新型制备方法。
金属基复合材料 TIME: 2019-10-02
与聚合物基复合材料相比,金属基复合材料( MMC)除了具有高比强度、高比模量和低热膨胀系数等相似的特点外,还具有许多聚合物基复合材料不具备的优异的物理性能和力学性能。如它的横向强度与刚度高,耐磨损,尺寸稳定性好,可承受更高的温度;同时它还防燃,不吸潮,导热性与导电性优异,抗辐射性能好,而且在使用时不放出气体。因此,MMC从20世纪60年代以来得到了令人瞩目的发展,成为各国高新技术研究开发的重要领域,已在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显示出了巨大的应用潜力。MMC的一个有别于其他材料的特点是:可根据具体需要设计组分、性能,有针对性地小批量生产MMC的产品。早期的研究工作主要集中在连续纤维增强物(这个领域中的工作目前仍在进行),但由于连续纤维的高成本、复杂的制备过程,制造的局限性使得它难以推广应用;这就导致了非连续纤维增强复合材料研究的迅速发展,特别是短纤维和陶瓷颗粒增强复合材料。其中颗粒增强的MMC,尤其是碳化硅颗粒增强的复合材料,因其制造成本低,可用传统的金属加工工艺如铸造、挤压、轧制、焊接等进行加工,故成为MMC发展的主要方向之一。与聚合物基复合材料相比,金属基复合材料( MMC)除了具有高比强度、高比模量和低热膨胀系数等相似的特点外,还具有许多聚合物基复合材料不具备的优异的物理性能和力学性能。如它的横向强度与刚度高,耐磨损,尺寸稳定性好,可承受更高的温度;同时它还防燃,不吸潮,导热性与导电性优异,抗辐射性能好,而且在使用时不放出气体。因此,MMC从20世纪60年代以来得到了令人瞩目的发展,成为各国高新技术研究开发的重要领域,已在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显示出了巨大的应用潜力。MMC的一个有别于其他材料的特点是:可根据具体需要设计组分、性能,有针对性地小批量生产MMC的产品。早期的研究工作主要集中在连续纤维增强物(这个领域中的工作目前仍在进行),但由于连续纤维的高成本、复杂的制备过程,制造的局限性使得它难以推广应用;这就导致了非连续纤维增强复合材料研究的迅速发展,特别是短纤维和陶瓷颗粒增强复合材料。其中颗粒增强的MMC,尤其是碳化硅颗粒增强的复合材料,因其制造成本低,可用传统的金属加工工艺如铸造、挤压、轧制、焊接等进行加工,故成为MMC发展的主要方向之一。
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