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 金屬陶瓷硬質合金是將一些難熔的金屬碳化物粉末(如WC、TiC等)和粘結劑(Co、Ni等)混合,加壓成型,再經燒結而成的一種粉末冶金材料,其工藝與陶瓷燒結相似,故而得名。        金屬陶瓷硬質合金廣泛應用的有兩類:鎢鈷類和鎢鈷鈦類。在這兩類硬質合金中,碳化物是合金的“骨架”,起堅硬耐磨的作用,鈷則起粘結作用。它們之間的相對量將直接影響合金的性能。一般說來,含鈷量愈高(或含碳化物量愈低),則強度、韌性愈高,而硬度、耐磨性愈低。因此含鈷量多的牌號,一般都用于粗加工或加工表面比較粗糙的工件。       鎢鈷類比鎢鈷鈦類有較高的強度和韌性,而鎢鈷鈦類比鎢鈷類有較高的硬度和較好的耐磨性及熱硬性。       一般根據加工方式、被加工材料性質、加工條件來選用硬質合金刀片。       目前金屬陶瓷硬質合金已廣泛用來制造量具、模具等耐磨零件;在采礦、采煤、石油和地質鉆探等工業中,還應用它制造釬頭和鉆頭等。
       要真正充分利用金屬基復合材料的優越性,將其發展成為替代傳統材料的新一代高性能材料,把人類現在使用的機械推向一個新的服役水平,必須依賴大規模工業化生產,而這就取決于金屬基復合材料制備工藝的成熟性、穩定性、操作性及低廉的成本。因此,研究發展有效的金屬基復合材料制造方法也一直是金屬基復合材料研究中最重要的課題。      雖然現有金屬冶金工業中采用的粉末冶金、鑄造、擠壓、軋制等常規方法也被利用制造金屬基復合材料,但金屬基復合材料的制造方法有其特殊的要求,在選用制造方法時需慎重考慮以下條件:1)制備過程中要使增強材料按設計要求均勻分布于金屬基體中,滿足復合材料結構和強度設計要求。2)避免制備工藝不當造成增強材料和金屬基體原有性能的下降,確保復合效應充分發揮,有利于增強材料和金屬基體的優良性能互補,提高復合材料的性能。3)合理選擇工藝參數,避免制備過程中發生各種不利的界面反應以及基體金屬的氧化反應等。在獲得穩定的金屬基復合材料組織性能的同時,充分發揮增強材料的性能及其增強作用。4)制造設備投資少,工藝簡單,可操作性強,方法應適合于批量生產,盡可能滿足近終成形的要求,減少或避免后加工工序。     金屬基復合材料有多種制備方法,金屬基體和增強物類型,物理、化學特性,化學相容性等的差異,導致了制造方法上的差別。例如連續纖維增強金屬基復合材料的制造難度最大,將纖維以一定的含量、排列方向分布在金屬基體中,需要采用一些特殊的方法,如固態擴散粘接、液態金屬浸漬等。而制造顆粒、晶須增強金屬基復合材料相對容易一些,可選用現有常規冶金方法,如粉末冶金、擠壓、鑄造等方法來制備,適合于批量生產。通常將金屬基復合材料的制備工藝歸為三大類:固態制備方法、液態制備方法及新型制備方法。
金屬基復合材料 TIME: 2019-10-02
與聚合物基復合材料相比,金屬基復合材料( MMC)除了具有高比強度、高比模量和低熱膨脹系數等相似的特點外,還具有許多聚合物基復合材料不具備的優異的物理性能和力學性能。如它的橫向強度與剛度高,耐磨損,尺寸穩定性好,可承受更高的溫度;同時它還防燃,不吸潮,導熱性與導電性優異,抗輻射性能好,而且在使用時不放出氣體。因此,MMC從20世紀60年代以來得到了令人矚目的發展,成為各國高新技術研究開發的重要領域,已在航空航天、軍事領域及汽車、電子儀表等行業中顯示出了巨大的應用潛力。MMC的一個有別于其他材料的特點是:可根據具體需要設計組分、性能,有針對性地小批量生產MMC的產品。早期的研究工作主要集中在連續纖維增強物(這個領域中的工作目前仍在進行),但由于連續纖維的高成本、復雜的制備過程,制造的局限性使得它難以推廣應用;這就導致了非連續纖維增強復合材料研究的迅速發展,特別是短纖維和陶瓷顆粒增強復合材料。其中顆粒增強的MMC,尤其是碳化硅顆粒增強的復合材料,因其制造成本低,可用傳統的金屬加工工藝如鑄造、擠壓、軋制、焊接等進行加工,故成為MMC發展的主要方向之一。與聚合物基復合材料相比,金屬基復合材料( MMC)除了具有高比強度、高比模量和低熱膨脹系數等相似的特點外,還具有許多聚合物基復合材料不具備的優異的物理性能和力學性能。如它的橫向強度與剛度高,耐磨損,尺寸穩定性好,可承受更高的溫度;同時它還防燃,不吸潮,導熱性與導電性優異,抗輻射性能好,而且在使用時不放出氣體。因此,MMC從20世紀60年代以來得到了令人矚目的發展,成為各國高新技術研究開發的重要領域,已在航空航天、軍事領域及汽車、電子儀表等行業中顯示出了巨大的應用潛力。MMC的一個有別于其他材料的特點是:可根據具體需要設計組分、性能,有針對性地小批量生產MMC的產品。早期的研究工作主要集中在連續纖維增強物(這個領域中的工作目前仍在進行),但由于連續纖維的高成本、復雜的制備過程,制造的局限性使得它難以推廣應用;這就導致了非連續纖維增強復合材料研究的迅速發展,特別是短纖維和陶瓷顆粒增強復合材料。其中顆粒增強的MMC,尤其是碳化硅顆粒增強的復合材料,因其制造成本低,可用傳統的金屬加工工藝如鑄造、擠壓、軋制、焊接等進行加工,故成為MMC發展的主要方向之一。
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