第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)
1、定義
硬質(zhì)材料零部件是利用硬質(zhì)合金、金剛石、陶瓷、玻璃、骨、硬橡膠、硬質(zhì)塑料、片狀觸媒、粉末觸媒、碳片及葉蠟石塊等硬質(zhì)材料加工而成的、用于工業(yè)生產(chǎn)的各種零部件產(chǎn)品。硬質(zhì)材料零部件應(yīng)用范圍廣泛，涉及制造業(yè)的各個(gè)子 行業(yè) ，工業(yè)設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械等機(jī)械制造都需要硬質(zhì)材料零部件。
2、主要硬質(zhì)材料的性能特點(diǎn)
1）高速鋼
高速鋼是一種加入了較多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼，其含碳量為0.7%～1.05%。高速鋼具有較高耐熱性，其切削溫度可達(dá)600℃。高速鋼具有良好的韌性和成形性，但是也存在耐磨性、耐熱性較差等缺陷。此外，高速鋼材料中的一些主要元素（如鎢）的儲(chǔ)藏資源在世界范圍內(nèi)日漸枯竭，據(jù)估計(jì)其儲(chǔ)量只夠再開(kāi)采使用40～60年，因此高速鋼材料面臨嚴(yán)峻的發(fā)展危機(jī)。
2）陶瓷
與硬質(zhì)合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、紅硬性和耐磨性，且化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化能力等均優(yōu)于硬質(zhì)合金。陶瓷材料的缺點(diǎn)是脆性大、橫向斷裂強(qiáng)度低、承受沖擊載荷能力差，這也是近幾十年來(lái)人們不斷對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)的重點(diǎn)。陶瓷材料可分為氧化鋁基陶瓷、氮化硅基陶瓷、氮化硅—氧化鋁復(fù)合陶瓷等。
3）金屬陶瓷
金屬陶瓷與由WC構(gòu)成的硬質(zhì)合金不同，主要由陶瓷顆粒、TiC和TiN、粘結(jié)劑Ni、Co、Mo等構(gòu)成。金屬陶瓷的硬度和紅硬性高于硬質(zhì)合金，低于陶瓷材料；其橫向斷裂強(qiáng)度大于陶瓷材料，小于硬質(zhì)合金；化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性好，耐剝離磨損，耐氧化和擴(kuò)散，具有較低的粘結(jié)傾向和較高的強(qiáng)度。
4）超硬材料
人造金剛石、立方氮化硼（CBN）等具有高硬度的材料統(tǒng)稱(chēng)為超硬材料。金剛石是世界上已知的最硬物質(zhì)，并具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、高化學(xué)穩(wěn)定性、高溫半導(dǎo)體特性等多種優(yōu)良性能，可用于鋁、銅等有色金屬及其合金的精密加工，特別適合加工非金屬硬脆材料。但由于金剛石中的碳在高溫下易與鐵元素作用而迅速溶解，因此金剛石零部件不適合加工鐵基合金，從而限制了金剛石在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
立方氮化硼（CBN）是硬度僅次于金剛石的超硬材料，雖然CBN的硬度低于金剛石，但其氧化溫度高達(dá)1360℃，且與鐵磁類(lèi)材料具有較低的親和性，因此，雖然目前CBN還是以燒結(jié)體形式進(jìn)行制備，但仍是適合鋼類(lèi)材料切削、具有高耐磨性的優(yōu)良生產(chǎn)材料。由于CBN具有高硬度、高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，因此特別適合加工高硬度、高韌性的難加工金屬材料。CBN材料的不足之處是韌性較差。
5）硬質(zhì)合金
硬質(zhì)合金由Schroter于1926年首先發(fā)明，經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展，硬質(zhì)合金硬度已達(dá)98～93HRA，在1000℃的高溫下仍具有較好的紅硬性，其耐用度是高速鋼的幾十倍。
硬質(zhì)合金是由WC、TiC、TaC、NbC、VC等難熔金屬碳化物以及作為粘結(jié)劑的鐵族金屬用粉末冶金方法制備而成。與高速鋼相比，它具有較高的硬度、耐磨性和紅硬性；與超硬材料相比，它具有較高的韌性。由于硬質(zhì)合金具有良好的綜合性能，因此在零部件 行業(yè) 得到了廣泛應(yīng)用。
第二節(jié) 發(fā)展歷程
在舊中國(guó)，機(jī)械制造工業(yè)大部分是由一些規(guī)模小、設(shè)備簡(jiǎn)陋、生產(chǎn)能力低的小作坊和小工廠(chǎng)來(lái)完成，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占的比例很小，而且絕大部分又集中沿海地帶的大城市和內(nèi)地的太原、重慶、武漢等少數(shù)幾個(gè)城市。因此零部件生產(chǎn)也非常落后，更無(wú)法考慮應(yīng)用各種先進(jìn)的硬質(zhì)材料來(lái)生產(chǎn)。
建國(guó)后，隨著國(guó)家機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)硬質(zhì)材料零部件的生產(chǎn)也得到較快發(fā)展?，F(xiàn)在無(wú)論是制造一般機(jī)電產(chǎn)品零部件還是制造大型復(fù)雜精密設(shè)備零部件，我國(guó)都已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并且已形成了一個(gè)門(mén)類(lèi)比較齊全、布局目趨合理、具有一定規(guī)模和技術(shù)水平的現(xiàn)代化零部件工業(yè)系統(tǒng)，出現(xiàn)了一批專(zhuān)門(mén)性的零部件生產(chǎn)企業(yè)，為交通運(yùn)輸設(shè)備制造、電氣機(jī)械和器材制造、儀器儀表及計(jì)量器具制造等門(mén)類(lèi)的機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)提供專(zhuān)業(yè)的、有針對(duì)性的硬質(zhì)材料零部件制造服務(wù)。
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