随着世界工业的飞速发展,在本世纪2013年我们迎来了全球第四次工业革命,现如今我们的科技以及全球产业已经进入了工业4.0时代,在这个新的革命时代,不仅仅是信息化大数据的革命革新,对于硬质合金的领域,也产生了重大的突破和变革,金刚精工出品的超级硬质合金多年来依托强大的科研背景,专业致力于超硬高温合金领域的研发,经过十数载的呕心沥血的深耕,成功地攻克了各类高温合金等难加工材料的机加工技术难题,在前面的介绍中,相信大家对“超级硬质合金是什么”以及“超级硬质合金是怎么制造的”已经有了初步了解,今天我们来谈谈超级硬质合金有什么用途,是如何在各大领域大展拳脚的。
超级硬质合金材料在通用硬质合金成分基础上,添加有铼、钌、锇、钼、钒、钽、铌等一种或几种超级合金中的难熔高温金属组分,从而使其相比于普通硬质合金,有着更为出色的高强度、高硬度、高耐温等特性。其中表现最为明显的一点是:硬质合金中加入微量铼元素,可以大大提高和改善硬质合金材料的物理性能,特别是红硬性和合金刚度(弹性模量)。铼能对硬质合金里原有的粘结相金属(铁、钴、镍系)进行一番“铼效应”的固溶强化,从而让硬质合金这类本来就高硬的“工业牙齿”材料,更加如虎添翼,特别在应对镍基高温合金、耐热不锈钢、钛合金、钨钼钽铌锆铪类特殊合金等难加工材料的高速切削和精密加工方面,使用超级硬质合金新材料制备的切削刀具和工模具产品,有着非同寻常的性价比取代优势。这对于军工、航空航天、精密高效机加工、新能源、汽车、3C、冶金、石油钻井、矿山工具等行业,并且在高新技术武器装备制造、尖端科学技术的进步以及核能等领域有着卓越的贡献,为工业革命4.0时代,添了浓墨重彩的一笔。
首先,在金刚精工超级硬质合金高性能使用体现尤为突出的航空航天领域来说,上世纪70年代,航空事业的迅猛发展以及能源危机的爆发,引起燃油价格大幅上涨,提高涡轮发动机的燃油效率,变成为航空工业的当务之急,而在航天领域超级硬质合金除了具有高强度和低膨胀性能外,还拥有良好的抗氢环境脆性,尤其是抗大气高压氢脆性能,可用于火箭发动机的主燃烧室、加速箱、弹簧、涡轮泵、排气导管、喷嘴、螺栓等氢气环境下服役的构建,美国某火箭发动机上用了一百多公斤的高温硬质合金,占发动机总重量的5%,另外由于航天领域,常用到抗高温的陶瓷材料,与具有较低膨胀系数的陶瓷材料的连接也需要超级硬质合金的参与,尤其是新一代高推比发动机所必须的优质材料,金刚精工超级硬质合金中“铼效应”的添加共性特点,将超级合金的高强度、高耐温、高耐热腐蚀的优点创造性地嫁接和移植到了传统的硬质合金材料里面。通过在航天领域的使用实践中发现,添加有铼、钌等组分的超级硬质合金切削刀具,极大地改善了其耐高温红硬性能、力学性能和综合使用寿命、加工效率和加工精度。
其次,在我国军工应用领域,超级硬质合金也占比了举足轻重的地位,“一代武器、一代材料”。在各个时代,最前沿的技术最早往往为军事用途服务。材料在国防工业中占据着举足轻重的作用,而军工新材料是高端武器装备发展的先决要素。以航空发动机为例,其性能的改进一半靠材料。据《航空发动机的发展趋势及其对材料的需求》预测,新材料、新工艺和新结构对推重比12-15一级发动机的贡献率将达到50%以上,从未来发展来看,甚至可占约2/3。可以说没有先进的材料和制造技术就没有更先进的航空发动机。因此军工新材料是新一代武器装备的物质基础,也是当今世界军事领域的关键技术。世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视,加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。新型号、新装备放量,对高性能材料需求明显增加。目前在新型武器装备的应用中,钛合金、超级硬质合金、以及复合材料(碳纤维等)等高性能军工材料脱颖而出,市场空间不断增长。以航空领域对材料需求来看,目前机体结构材料大量使用超级硬质合金,并且用量不断创新高。金刚精工超级硬质合金凭借其耐高温、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等特点,在航空航天、船舶军舰等领域应用广泛,是动力装置向更高性能发展的重要物质基础。
“大飞机”蓄势待发,民机市场方兴未艾。在第十三届中国航展上,商飞公布了最新的《中国商飞公 司市场预测年报(2021-2040)》,同时波音也发布了最新的中国民航市场展望报告,都上调了中国民机的市场空间,预计未来20年,民机市场空间在9-9.5万亿之间。那么随着C919的问世,将推动全球民机市场格局由原来的“AB”向“ABC”发展。在自主化要求的环境下,对于这些给航空军机配套的上游材料企业来说,将提供新的市场增量。
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