【文章內(nèi)容簡介】 、工藝冷卻水的循環(huán)利用、凈化空調(diào)系統(tǒng)的自動控制、先進的節(jié)電設(shè)備和鎢工業(yè)產(chǎn)業(yè)化重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目建議書14技術(shù)等手段，降低硬質(zhì)合金產(chǎn)品的能源單耗，使硬質(zhì)合金產(chǎn)品單位耗電量從現(xiàn)有每噸 萬度降至 萬度以下 ；通過對超細晶粉末制備、高效球磨、高精度全自動成形、壓力燒結(jié)及研磨涂層的研究，形成一套載體支撐超細晶粉末制備、機械合金化、先進成形技術(shù)、先進壓力燒結(jié)技術(shù)、高精度研磨涂層等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能超細晶硬質(zhì)合金生產(chǎn)技術(shù)。產(chǎn)品質(zhì)量達到國際先進水平，替代進口，并出口創(chuàng)匯。研發(fā)的任務(wù)與內(nèi)容：⑴超細晶粉末制備工藝技術(shù)的研究。針對國內(nèi)大部分硬質(zhì)合金生產(chǎn)企業(yè)使用藍鎢作原料，難以獲得穩(wěn)定的超細晶粉末的現(xiàn)狀，借鑒國內(nèi)外先進的技術(shù)，采用紫鎢作原料，進行超細晶粉末制備工藝技術(shù)的研究，以獲得穩(wěn)定的超細晶粉末。⑵高效球磨生產(chǎn)工藝技術(shù)的研究。針對硬質(zhì)合金行業(yè)普遍采用滾動球磨工藝進行濕磨，存在投資大，濕磨周期長等缺陷。本 項目將 對高效球磨生產(chǎn)工藝技術(shù)進行研究，采用攪拌球磨，將使研磨效率提高，并采用機械活性化方式將普通碳化鎢粉生產(chǎn)超細晶混合料，形成一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的超細晶混合料生產(chǎn)新工藝。⑶成形生產(chǎn)工藝技術(shù)的研究。針對國內(nèi)硬質(zhì)合金成形生產(chǎn)技術(shù)比較落后的現(xiàn)狀，進行高精度全自動模壓系統(tǒng)、 擠壓成型系統(tǒng)、干袋成形系統(tǒng)、等靜 壓成形系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等方面的研究，以提高國內(nèi)硬質(zhì)合金成形工藝技術(shù)水平，提高制品成品率。⑷燒結(jié) 生產(chǎn)工藝技術(shù)的研究。針對超細晶硬質(zhì)合金產(chǎn)品致密度低等現(xiàn)狀，進 行低壓燒結(jié)系統(tǒng)、燒結(jié)溫度控制系統(tǒng)、燒結(jié)壓力控制系統(tǒng)等方面的研究，以提高超細晶硬質(zhì)合金燒結(jié)工藝技術(shù)水平，提高制品成品率。⑸ 研磨涂層生產(chǎn)工藝技術(shù)的研究。針對高精度、高性能超細晶硬質(zhì)合金產(chǎn)品提出的高要求，進行硬質(zhì)合金研磨系統(tǒng)、物理涂層系統(tǒng)、化學(xué)涂 層系統(tǒng)等方面的研究，以提高超細晶硬質(zhì)合金研磨涂層工鎢工業(yè)產(chǎn)業(yè)化重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目建議書15藝技術(shù)水平，提高制品附加值和競爭力。⑹節(jié)能降耗研究。節(jié)能降耗是國家產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，為了達到節(jié)能降耗的目標，本項目將采取以下措施進行節(jié)能降耗：引進先進的生產(chǎn)工藝和設(shè)備降低高性能超細晶硬質(zhì)合全產(chǎn)品單耗；重復(fù)使用工藝冷卻水進行再生，力求廢水零排放；凈化空調(diào)機組送風機改為變頻電機，使凈化空調(diào)系統(tǒng)成為能根據(jù)系統(tǒng)阻力變化進行自動調(diào)節(jié)的自動控制系統(tǒng)；對兩段 10KV 進線采用有源濾波裝置進行無功補償及諧波治理，使功率因數(shù)達到 以上；縮短變壓器與用電設(shè)備之間的距離，采用就近供電方式，減少短網(wǎng)損耗；選用高效節(jié)能的低損節(jié)能變壓器、高效節(jié)能型光源及燈具、節(jié)能技術(shù)先進的風機和水泵、水泵的吸入側(cè)安裝水泵流量調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)生產(chǎn)實際需要對泵輸出液流量實行調(diào)節(jié)。技術(shù)關(guān)鍵、難點、 創(chuàng)新點：技術(shù)關(guān)鍵：⑴高效球磨工藝的研究；⑵模壓、擠壓、干袋壓、等靜壓成形工藝的研究；⑶低壓燒結(jié)工藝的研究；⑷研磨技術(shù)的研究；5 物理涂層化學(xué)涂層工藝的研究。技術(shù)難點：⑴高效球磨的介質(zhì)、抑制劑和分散劑的選擇；⑵多螺旋棒材的擠壓成形技術(shù)；⑶硬質(zhì)合金制品研磨精度控制；⑷硬質(zhì)合金制品物理涂層技術(shù)；⑸硬質(zhì)合金制品化學(xué)涂層技術(shù)。 創(chuàng)新點：⑴自主研發(fā)超細晶粉未制備；⑵自主研發(fā)超細晶混合料制備；⑶自主研發(fā)超細晶硬質(zhì)合金制品。高性能高精度涂層 數(shù)控刀具產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究主要目標：以碳化鎢粉為主要原料，結(jié)合硬質(zhì)合金制品生產(chǎn)的技術(shù)和管理優(yōu)勢以及在涂層基體、斷屑槽型開發(fā)、涂層技術(shù)、切削試驗鎢工業(yè)產(chǎn)業(yè)化重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目建議書16等方面取得重要的研究成果，通過采用國內(nèi)外近年來硬質(zhì)合金生產(chǎn)方面的先進科研成果、生產(chǎn)技術(shù)和裝備以及自身技改研究，新建一條生產(chǎn)高性能、高精度硬質(zhì)合金涂層刀片生產(chǎn)線，形成 1000 噸/年規(guī)模。擬通過研究開發(fā)，生產(chǎn)出一些特殊品種涂層刀片，形成一套涂層基體、槽型開發(fā)、基體表面處理、多層/多元/納米涂層技術(shù)等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的刀具生產(chǎn)技術(shù)。產(chǎn)品質(zhì)量達到國際先進水平，替代進口，并出口創(chuàng)匯。研發(fā)的任務(wù)與內(nèi)容：針對切削不銹鋼用、高溫合金用和淬硬鋼用高性能高精度涂層數(shù)控刀片和刀具，主要開展如下研究工作：⑴梯度涂層基體的研究。結(jié)合數(shù)控刀片的上述三種切削用途，針對每種用途選擇合理的數(shù)控刀片基體硬質(zhì)合金基體材料成分體系，根據(jù)不同材料不同切削性能的要求設(shè)計出相應(yīng)的所需的成分范圍。并采用熱力學(xué)模型，運用 Thermocalc 軟 件計算其基體材料體系在相應(yīng)成分范圍的合金相，以及合金相在平衡條件下和非平衡條件下合金相的演變規(guī)律，并設(shè)計或選擇適宜的燒結(jié)工藝條件和步驟，得到更為精確的成分范圍。結(jié)合各種被切削材料的特點，了解其被切削時產(chǎn)生的載荷和熱大致傳遞情況，設(shè)計出較為合理的基體（晶粒度、成分或顯微組織）梯度結(jié)構(gòu)。針對基體材料不同的成分體系和梯度結(jié)構(gòu)，進行燒結(jié)工藝條件（燒結(jié)溫度、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)時間 等）和步驟（加熱方式、冷卻方式等）的精確控制研究。通過燒結(jié)制品的性能（強度、硬度、韌性等）的檢測，得到基體組織結(jié)構(gòu)和性能與其成分體系、燒結(jié)工藝和步驟之間相關(guān)性的基本規(guī)律，為基體材料優(yōu)化成分和梯度結(jié)構(gòu)奠定翔實的實驗基礎(chǔ)。針對基體材料不同成分和制備工藝條件，研究刀片基體材料在不同階段的形狀和尺寸收鎢工業(yè)產(chǎn)業(yè)化重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目建議書17縮情況，通過模擬和實驗，得到其控制高精度刀片基體的基本規(guī)律。利用在納米硬質(zhì)合金粉末和硬質(zhì)合金研究上的技術(shù)積累，采用晶粒長大抑制技術(shù)，自主開發(fā)出具有納米或者納米晶梯度結(jié)構(gòu)的新型硬質(zhì)合金數(shù)控刀片基體材料。⑵槽型開發(fā)技術(shù)?；?ANSYS 有限元分析軟件, 建立硬質(zhì)合金數(shù)控刀片的有限元模型, 通過 ANSYS 加載求解,進行位移場和應(yīng)力場分析, 計算出刀具的最大位移、應(yīng)力、應(yīng)變等, 利用 ANSYS 的有限元分析和計算機圖形學(xué) 結(jié)合功能, 顯示三維應(yīng)力等值線(面 )、位移等值線(面)，為硬質(zhì)合金數(shù)控刀片的設(shè)計提供基礎(chǔ)理論。研究槽型的幾何尺寸參數(shù)設(shè)計，采用窄的前刀面棱帶、前刀面設(shè)置突起物、采用曲線切削刃、采用曲面前刀面以及后壁升高等手段，設(shè)計出符合斷屑要求的槽型。針對每類被切削材料和不同的加工精度要求，研究最適應(yīng)的槽型與之匹配，并按被加工材料和加工參數(shù)的細分，建立專 用化的槽型數(shù)據(jù)庫。針對每種數(shù)控刀片基體，研究其刃口強化技術(shù)和鈍化加工技術(shù)，建立刃口強化和鈍化的數(shù)據(jù)庫。⑶涂層技術(shù)。采用 CVD、PVD 或 PCVD 制備方法，研究TiN/AlN/SiNX、TiN/SiNX、TiN/AlN、TiN/BN 等多層涂層技術(shù)。研究涂層與基體材料、涂層層與層之間的結(jié)合強度，應(yīng)力分布情況，元素的相互擴散情況，得到涂層厚度結(jié)構(gòu)和性能控制規(guī)律。研究第三組元或者多組元對 TiN/AlN/SiNX、TiN/SiNX、TiN/AlN、TiN/BN 等多層涂層的組織結(jié)構(gòu)影響規(guī)律，制造出更為合理和更高性能的涂層。研究對涂層晶體類型（非晶態(tài)、柱狀晶、等軸晶）對涂層性能的影響規(guī)律，特別是研究具有納米結(jié)構(gòu)或者納米晶的納米涂層制備工藝，以及研究納米涂層在隨后處理和使用過程中的穩(wěn)定性規(guī)律。⑷切削實驗技術(shù)。鎢工業(yè)產(chǎn)業(yè)化重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目建議書18研究切屑在切削加工過程中的形成規(guī)律、切屑的組織和力學(xué)性能演變規(guī)律。研究切屑的切削流向和卷曲規(guī)律，以及切屑碰到障礙物而被折斷和切屑被甩斷的機理。選擇合適的切削用量、切削深度和切削速度，使設(shè)計的斷屑槽性能得到充分發(fā)揮。同時根據(jù)切屑的情況，優(yōu)化斷屑槽的設(shè)計。根據(jù)刀具的切削情況，總結(jié)刀片角度、斷屑槽幾何參數(shù)以及工件材料性能對工件加工精度的影響規(guī)律。分析在切削過程中應(yīng)力和熱傳遞的基本數(shù)據(jù)，研究刀片的破損機制，優(yōu)化數(shù)控刀片基體材料和涂層的結(jié)構(gòu)和性能。⑸刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計。研究數(shù)控刀片在切削不銹鋼、高溫合金和淬硬鋼等不同材質(zhì)以及不同切削方式（車、銑、刨、鉆、鏜等）時的切削行為，結(jié)合數(shù)控刀片的幾何形狀和性能，設(shè)計出具有一系列專用化的刀具結(jié)構(gòu)。技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)難點、創(chuàng)新點：技術(shù)關(guān)鍵：⑴梯度硬質(zhì)合金成分和性能設(shè)計；⑵梯度硬質(zhì)合金的制備技術(shù)；⑶斷屑槽的設(shè)計；⑷涂層合金成分、結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計及多層涂層的制備技術(shù)；⑸納米硬質(zhì)合金和納米涂層的控制技術(shù)；⑹切削過程切削用量、切削深度和切削速度的選擇。技術(shù)難點：⑴梯度硬質(zhì)合金梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計與控制；⑵梯度硬質(zhì)合金與涂層結(jié)合界面的結(jié)合強度，熱膨脹和塑性變形協(xié)調(diào)性；⑶數(shù)控刀片幾何參數(shù)的精度控制；⑷刃口強化和鈍化技術(shù)； ⑸斷屑槽的幾何設(shè)計；⑹納米顆粒抑制長大技術(shù)。 創(chuàng)新點：⑴自主開發(fā)具有高強超硬納米組織的數(shù)控刀片；⑵自主開發(fā)具有梯度結(jié)構(gòu)的涂層刀片基體材料；⑶自主建立刀片和槽型的專用化數(shù)據(jù)庫。三、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及國內(nèi)現(xiàn)有工作基礎(chǔ)鎢工業(yè)產(chǎn)業(yè)化重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目建議書19鎢礦資源高效綜合利用關(guān) 鍵技術(shù)研究國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀、專利等知識產(chǎn)權(quán)及情況分析以黑鎢為主的重選廠，其選礦工藝原則流程是：手選丟廢、早丟多丟，三級 跳汰，多 級搖 床， 階段磨礦、貧富分 選，細泥歸隊、集中 選別，毛砂精 選、 綜合回收。這些選礦原則流程是我國鎢礦生產(chǎn)多年的經(jīng)驗總結(jié)，它 對鎢選礦技術(shù)指標的提高起著重大的作用。黑鎢礦重選的流程結(jié)構(gòu)多年來基本沒什么變化，但是如動篩跳汰機和螺旋溜槽等效率高、節(jié)能的設(shè)備應(yīng)用于重選有所發(fā)展。這些設(shè)備若能在現(xiàn)有黑鎢重選廠得到大面積推廣應(yīng)用，對降低重選成本，提高經(jīng)濟效益是不言而喻的，改進新建鎢礦重選流程設(shè)計都具有積極的指導(dǎo)作用。根據(jù)目前國內(nèi)外對微細粒的礦物選礦的研究成果，在黑鎢浮選方面取得了實質(zhì)性的進展，最新研制成的苯甲羥肟酸螯合捕收劑、亞硝酸基苯胲銨鹽、對羥肟酸類捕收劑實現(xiàn)了黑鎢細泥浮選和黑、白鎢混合浮選。如北京礦冶研究總院采用亞硝酸基苯胲銨鹽系列捕收劑，對柿竹園礦采用常溫浮選，一次粗選五次精選二次掃選的閉路浮選流程，獲得黑白鎢混合精礦含 WO3≥%，鎢的回收率 為 %。廣州有色金屬研究院采用苯甲羥肟酸螯合捕收劑對黑鎢細泥進行浮選，當鎢細泥給礦品位為 %時，獲得鎢精礦品位 %，鎢的回收率為 %的工 業(yè)試驗指標。高梯度磁選機是黑鎢細泥粗選值得推廣和重視的高效設(shè)備。贛州有色冶金研究所研制的 Slon 立環(huán)脈動高梯度磁選機分選通風防塵收集的細粒鎢礦粉獲得較好的效果。此試料細度為－200 目占 80%,黑鎢工業(yè)產(chǎn)業(yè)化重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目建議書20鎢占 74%，白鎢占 26%，當給礦品位為 %時，可 獲得鎢精礦品位%，鎢的回收率為 %，其中黑鎢回收率達到 %。中南大學(xué)對鎢細泥進行高梯度磁選機的研究工作，對湖南瑤崗仙鎢礦的鎢細泥采用高梯度磁選機一次粗選一次精選二次掃選的磁選流程試驗。當給礦品位為 %時，獲得精礦品位 %，鎢回收率為 %。上述研究成果說明，高梯度磁選機用于黑鎢細泥選別是可行的。離心選礦機也是鎢細泥粗選值得推廣和重視的高效設(shè)備。鐵山垅楊坑山選廠和大吉山鎢礦鎢細泥回收工藝方面，采用離心選礦機進行鎢細泥粗選，通過多年的改進與生產(chǎn)實踐，回收水平在國內(nèi)同行業(yè)中達到領(lǐng)先水平，離心選礦機給礦品位 %左右 時，一次粗選可得品位 %的粗精礦，作業(yè)回收率 %。粗精礦用離心選礦機精選，作業(yè)回收率 %，精礦品位 %，2022 年鎢細泥作業(yè)回收率達到%。兩個礦山均在離心機選別鎢細泥生 產(chǎn)工藝流程中成功地應(yīng)用了自動控制設(shè)備和技術(shù)，得到了良好的應(yīng)用效果?？焖傥⒓毮鄵u床應(yīng)用于鎢細泥精選，提高鎢精礦品位。大吉山鉭鈮鎢礦選冶工業(yè)試驗中，細泥鉭鈮鎢選別采用浮選粗選、快速微細泥搖床精選流程。浮選采用一粗二掃二精工藝，細泥原礦鎢品位%，浮選精礦品位 %，鎢的回收率 %。浮 選精礦細度 占 97%， 占 55%，快速微細泥搖床精選，獲得精礦品位 %，快速微細泥搖床作業(yè)回收率 %。目前大吉山選廠對鎢細泥選別工藝采用離心選礦機一粗一精，精礦進行硫化礦浮選、黑白鎢混合浮選，浮白鎢黑白鎢分離，尾礦快速微細泥搖床回收黑鎢礦。