2025年高性能硬质合金材料研发方案(一) .pdfVIP

以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

高性能硬质合金材料研发方案

一、实施背景

硬质合金是一种由碳化钨、碳化钛等硬质金属化合物与

钴、镍等金属粘结剂熔合烧结而成的粉末冶金制品，具有高

硬度、高强度、耐磨损、抗腐蚀等特性。然而，当前市场上

的硬质合金材料在某些性能方面仍存在一定的局限性，如高

温强度、抗疲劳性、抗断裂性等方面的不足，无法满足日益

严苛的工业应用需求。因此，开展高性能硬质合金材料的研

发具有重要意义。

二、工作原理

本研发方案基于粉末冶金技术，通过调整硬质合金中的

合金成分、粒度和分布状态，以及采用先进的烧结工艺，制

备出具有优异综合性能的高性能硬质合金材料。主要工作原

理如下：

1.合金成分调整：通过改变碳化钨、碳化钛等硬质金属化合

物与钴、镍等金属粘结剂的比例，实现对合金硬度和韧性的

调控。

人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

2.粉末细化：采用化学合成、机械研磨等方法，将硬质合金

粉末细化至纳米级别，以提高材料的晶格常数、致密度和力

学性能。

3.先进烧结工艺：采用高真空烧结、微波烧结、放电等离子

烧结等先进技术，实现合金的低温快速烧结，提高材料的致

密度、硬度和韧性。

三、实施计划步骤

1.文献调研：收集国内外关于高性能硬质合金材料的研发成

果和生产现状，明确研发目标和实施方案。

2.材料制备：根据确定的合金成分和工艺方案，制备不同成

分和粒度的硬质合金粉末，并进行烧结制备成高性能硬质合

金材料。

3.性能检测：对制备得到的硬质合金材料进行力学性能、物

理性能和化学性能的检测与表征，如硬度、韧性、耐磨损性、

抗腐蚀性等。

4.数据分析：对检测数据进行分析和处理，研究合金成分、

粒度、制备工艺等因素对硬质合金性能的影响规律，为进一

步优化材料性能提供依据。

5.方案优化：根据数据分析结果，对研发方案进行优化调整，

包括合金成分调整、粉末细化工艺改进和烧结工艺优化等。

6.中试生产：在实验室研究取得一定成果后，进行中试生产，

验证大规模生产的可行性和经济性。

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

7.工业化生产：在中试生产成功的基础上，进行工业化生产，

实现高性能硬质合金材料的产业化。

四、适用范围

本研发方案适用于航空航天、石油化工、汽车制造、矿山机

械等领域对硬质合金材料的需求。具体适用范围如下：

1.航空航天：用于制造高速飞机、卫星导航系统等关键零部

件，提高其耐高温、抗腐蚀性能。

2.石油化工：应用于石油钻井设备、化工管道和阀门等关键

部位，提高其耐腐蚀性和耐磨性。

3.汽车制造：应用于发动机、变速器等关键部件，提高其耐

高温、抗疲劳性能。

4.矿山机械：应用于挖掘机、装载机等设备的易损件，提高

其耐磨性和抗断裂性。

五、创新要点

本研发方案的创新点主要体现在以下几个方面：

1.成分创新：通过独特的合金成分设计，实现了硬质合金材

料在硬度与韧性之间的优化平衡。

2.技术创新：采用了先进的粉末制备和烧结工艺，提高了硬

质合金材料的致密度和性能稳定性。

3.工艺创新：通过优化粉末制备过程中的化学合成、机械研

磨