1　超細(xì)硬質(zhì)材料納米晶硬質(zhì)合金

　　由于晶粒尺寸細(xì)小，晶界密度極大，從而表現(xiàn)出一系列的優(yōu)異性能。如既具有高的硬度和耐磨性，又具有很高的強度和韌性，已廣泛用于制造微型鉆、精密工模具和難切削加工領(lǐng)域錘式打沙機

　　生產(chǎn)納米晶硬質(zhì)合金的關(guān)鍵技術(shù)之一是制備納米wc粉或wc co復(fù)合粉末錘式打沙機。目前制備納米硬質(zhì)合金粉的方法主要有：噴霧轉(zhuǎn)換法、等離子體法、低溫還原碳化法、溶膠-凝膠法和復(fù)鹽沉淀法等，但這些方法的工藝過程都較復(fù)雜錘式打沙機。自20世紀(jì)80年代初yermakov發(fā)現(xiàn)機械合金化可以作為一種制備非晶合金工藝后，隨即在世界范圍內(nèi)形成了機械合金化研究熱潮錘式打沙機。1989年，美國ru rgers大學(xué)率先研制出納米結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金及其工藝并于同年申請了專利錘式打沙機。此后，瑞典、德國、日本等國的大公司分別推出了各自納米結(jié)構(gòu)的超細(xì)硬質(zhì)合金錘式打沙機。機械合金化可以制備金屬間化合物、非晶、準(zhǔn)晶材料、納米材料，而且工藝簡單，可實現(xiàn)工業(yè)化，因此是近來倍受重視的一種新工藝錘式打沙機。

　　機械合金化是在固態(tài)下實現(xiàn)合金化，不經(jīng)氣相、液相，不受物質(zhì)的蒸氣壓、熔點等物理特性因素的制約，使過去用傳統(tǒng)熔煉工藝難以實現(xiàn)的某些物質(zhì)的合金化和遠離熱力學(xué)平衡的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)、非平衡態(tài)及新物質(zhì)的合成成為可能，因此機械合金化在理論和應(yīng)用方面均引起極大關(guān)注錘式打砂機。唐嶸[14]等人指出：用機械合金化技術(shù)制備超細(xì)硬質(zhì)合金粉末具有優(yōu)點；晶粒長大抑制劑cr3c2和鈷在wc中分布均勻，成分容易控制，工藝簡單，成本低高強磨。

　　2　制備及其對材料的影響

　　利用機械合金化制備納米粉末是一種非常有效而簡便的方法高強磨。粉末經(jīng)機械合金化形成納米晶有兩種途徑：①粗晶材料經(jīng)過機械合金化形成納米晶；②非晶材料經(jīng)過機械合金化形成納米晶高強磨。

　　粗晶粉末經(jīng)高強度機械球磨，產(chǎn)生大量塑性變形，并產(chǎn)生高密度位錯高強磨。在初期，塑性變形后的粉末中的位錯先是紛亂地糾纏在一起，形成“位錯纏結(jié)”高壓磨。隨著球磨強度的增加，粉末變形量增大，纏結(jié)在一起的位錯移動形成“位錯胞”，高密度的位錯主要集中在胞的周圍區(qū)域，形成胞壁高壓磨。這時變形的粉末是由許多“位錯胞”組成，胞與胞之間有微小的取相差高壓磨。隨著機械合金化強度進一步增加，粉末變形量增大，“位錯胞”的數(shù)量增多，尺寸減小，跨越胞壁的平均取向差也逐漸增加高壓磨。當(dāng)粉末的變形量足夠大時，構(gòu)成胞壁的位錯密度增加到一定程度且胞與胞之間的取向差達到一定程度時，胞壁轉(zhuǎn)變?yōu)榫Ы缧纬杉{米晶移動式破碎機。

　　非晶粉末在機械合金化過程中的晶體生長，是個形核與長大的過程移動式破碎機。在一定條件下，晶體在非晶基體中形核移動式破碎機。晶體的生長速率較低，且其生長受到機械合金化造成的嚴(yán)重塑性變形的限制移動式破碎機。由于機械合金化使晶體在非晶基體中形核位置多且生長速率低，所以形成納米晶移動式破碎機。

　　機械合金化技術(shù)對材料的影響主要有：①可形成高度彌散的第二相粒子；②可以擴大合金的固溶度，得到過飽和固溶體；③可以細(xì)化晶粒，甚至達到納米級，還可以改變粉末的形貌；④可以制取具有新的晶體結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)晶或非晶結(jié)構(gòu)的合金粉末；⑤可以使有序合金無序化；⑥可以促進低溫下的化學(xué)反應(yīng)和提高粉末的燒結(jié)活性沖擊破。

　　機械合金化的方法合成納米粉末簡單易行，效率高，制出的粉末晶粒尺寸細(xì)小，但往往會因為與罐體、球體摩擦造成粉末污染沖擊破。

　　應(yīng)用與前景　　

　　自硬質(zhì)合金問世以來，其強度和硬度之間就一直是一對“不可調(diào)和的矛盾”，而先進制造技術(shù)的飛速發(fā)展，強烈要求將兩者結(jié)合起來沖擊破。研究表明，當(dāng)wc晶粒尺寸減小到亞微米以下時，硬質(zhì)合金材料的硬度和耐磨性、強度和韌性均獲得提高沖擊破。這種超細(xì)晶wc co硬質(zhì)合金，因同時具有高的硬度和高的抗彎強度、高耐磨性和高韌性，被形象地稱為“雙高”硬質(zhì)合金，滿足了對高性能硬質(zhì)合金刀具材料越來越高的要求，正成為國際工程領(lǐng)域競相研究開發(fā)的熱點，從合金粉的制備工藝、燒結(jié)工藝到材料檢測技術(shù)都得到了快速發(fā)展粗碎機。

超細(xì)晶硬質(zhì)合金在具有高硬度、高耐磨性的同時，具有高的強度和韌性，并且可穩(wěn)定進行規(guī)模化批量生產(chǎn)，非常適應(yīng)現(xiàn)代先進制造技術(shù)對高性能刀具材料的技術(shù)要求，成為國際工程材料發(fā)展的熱點，正廣泛用于汽車制造、航空航天、模具制造、電子信息等行業(yè)的高效高精度切削加工領(lǐng)域粗碎機。例如，汽車加工用孔加工刀具、印刷線路板用微型鉆對“雙高”性能的超細(xì)晶硬質(zhì)合金的需求就非常大粗碎機。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對微型鉆的需求越來越大，月需求量約為2500～3500萬支，每年需微型鉆棒料約1800～2000t，的需求量以每年140%的速度遞增，國際市場的需求量以5%的速度遞增沖擊破。而在汽車工業(yè)用刀具方面，僅以上海汽車工業(yè)集團的需求為例，目前年耗匯3000萬美元進口高性能硬質(zhì)合金刀具，折合成坯料約100～150t，并且呈迅速上升趨勢對輥破。

　　目前，像瑞典的sandvik、美國的kennametal、奧地利的plansee、法國的forecreu、日本的toshibatungaloy等國際硬質(zhì)合金生產(chǎn)企業(yè)紛紛進入和搶占我國超細(xì)晶硬質(zhì)合金棒料及其孔加工刀具市場對輥破。我國的一些科研工作者也先后在此領(lǐng)域中開展了研究與開發(fā)，并取得了重要進展。上海材料研究所研制并小批量生產(chǎn)出的硬質(zhì)合金(srim)晶粒度達到了0 3～0 5μm，實現(xiàn)了“雙高”性能，已生產(chǎn)了5～40mm十多種棒料規(guī)格，其中帶內(nèi)冷卻孔的約占60%，制成多種形式的特種刀具，已在汽車工業(yè)中得到成功應(yīng)用，取得了與原進口的相同型號鉆頭同等的使用效果?！　?/p>

　　隨著快速凝固技術(shù)(噴射轉(zhuǎn)換工藝、機械合金化、氣相反應(yīng)法等)、快速固結(jié)技術(shù)(電火花等離子燒結(jié)技術(shù)、微波燒結(jié)技術(shù)等)及先進的無損檢測方法(矯頑磁力、磁飽和性能)等在超細(xì)晶硬質(zhì)合金發(fā)展中應(yīng)用的日趨成熟和不斷改進，必然為納米晶硬質(zhì)合金的研究開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。 　　
　　　
　　結(jié)語：近年來，用機械合金化制備粉末材料的技術(shù)發(fā)展較快，高能球磨制備粉末材料尤其是納米wc粉末材料，已經(jīng)取得了長足進展。通過對微觀結(jié)構(gòu)和性能方面的比較，用機械合金化技術(shù)制備的納米晶體與原子沉積法獲得的材料具有相似的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，且機械合金化工藝簡單，產(chǎn)量高，成本低，符合現(xiàn)代高新技術(shù)的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要。因此，用機械合金化制備納米硬質(zhì)合金粉有著良好的應(yīng)用前景。但無論是國內(nèi)還是國外，真正實現(xiàn)納米鎢和wc－co粉末的大規(guī)模生產(chǎn)與大批量應(yīng)用尚有一定的路程。