中國是一個(gè)鎢的資源大國，半個(gè)多世紀(jì)以來，為世界鎢工業(yè)的發(fā)展作出過重大項(xiàng)獻(xiàn)。特別是近幾十年來，中國鎢工業(yè)的發(fā)展成鎢加工制品基本滿足了國內(nèi)需求，并發(fā)展成多種鎢制品可以大量出口的產(chǎn)業(yè)國。這不僅從根本上改變了中國鎢工業(yè)的局面，并較成功地為中國國防工業(yè)的發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了十分重要貢獻(xiàn)。在鎢加工產(chǎn)品的多外領(lǐng)域無論是產(chǎn)能，還是產(chǎn)量都名列世界前茅，成為真正的世界公認(rèn)的產(chǎn)業(yè)大國，但是在鎢加工技術(shù)的某些方面與世界先進(jìn)國家相比還存在一定差距，要成為真正的鎢加工技術(shù)的世界強(qiáng)國還需努力。

1 鎢制品在國家建設(shè)中的重要作用

    鎢加工材包括硬質(zhì)合金、鎢基合金、鎢絲、鎢電極等，由于這些材料的生產(chǎn)規(guī)模和性能已達(dá)到或接近世界水平，較好地滿足中國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)的需求，為中國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展和國防建設(shè)現(xiàn)代化作了重大貢獻(xiàn)，使中國能以一種全新的資態(tài)立足于世界之林。

1.1    鎢基合金在國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要作用

（1）       在航天航空工業(yè)中的應(yīng)用。中國20世紀(jì)60年代研制出的第一代鎢基高比重合金由于性能優(yōu)異，自誕生后立即在中國自行研制的第一顆人造衛(wèi)星的導(dǎo)航儀中得到成功應(yīng)用，隨后這種新材料先后在我國第一枚洲際導(dǎo)彈及自行研制的各種新型殲滅機(jī)、直升機(jī)中得到成功的應(yīng)用。為滿足中國通訊衛(wèi)星研制需求，又成功地研制出一種密度高達(dá)18.5g/cm3的新型鎢基高比重合金。多種高性能的W-Cu合金在火箭（導(dǎo)彈）燃燒室、噴管、喉襯、方向舵等高溫部件的研制中得到應(yīng)用。

（2）       在軍工工業(yè)中的應(yīng)用。中國W-Ni-Fe高比重合金的研制成功，為各種穿、破甲彈的研制提供了關(guān)鍵材料。W-Ni-Cu高比重合金做陀螺轉(zhuǎn)子材料在中國的第一艘核潛艇的研制中同樣發(fā)揮了重要作用。

（3）       在核工業(yè)和民用工作中的應(yīng)用。在核能工業(yè)中，用做核反應(yīng)堆的隔熱與防輻射材料，鎢基高比重合金具有良好的應(yīng)用前景。在民用工業(yè)中，鎢基高密度合金得到了更廣泛的應(yīng)用，手機(jī)振子和高爾夫球桿上的配重便屬于量大面廣的產(chǎn)品。在電熱加工中做性能優(yōu)異的砧塊材料使電鐓粗的生產(chǎn)效率成百倍的提高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2    硬質(zhì)合金在國防與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要作用

    由于硬質(zhì)合金的出現(xiàn)使切削加工速度成十倍地提高而引起機(jī)加工工業(yè)的一次革命。中國硬質(zhì)合金工業(yè)的發(fā)展為中國提供了各種切削加工用刀具。使中國機(jī)加工工業(yè)得以高速發(fā)展。中國汽車2009年產(chǎn)能達(dá)到1300萬輛，假如沒有國產(chǎn)的足夠品種與數(shù)量的硬質(zhì)合金來保證，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)將成為空談，而石油開發(fā)中用到的大量鉆具，硬質(zhì)合金更具有難以取代的地位。在高速公路和鐵路的建設(shè)中需用到大量的挖掘機(jī)械，這些機(jī)械中的大量耐磨損、耐沖擊零部件的制造，硬質(zhì)合金更可發(fā)揮其獨(dú)特的功效。

     在國防建設(shè)中要用到大量高性能或特異性能的新材料，要加工成各種零部件，遇到的第一個(gè)難題是加工用刀具材料的開發(fā)，而中國自行研制的新型硬質(zhì)合金便很好地解決了這類難題，為中國國防現(xiàn)代化作出了積極貢獻(xiàn)。

1.3    鎢加工材在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用

    第一根鎢絲的出現(xiàn)給人類帶來了光明，中國鎢絲的品種與產(chǎn)量保證了千家萬戶照明用鎢絲的需求，而耐震鎢絲等高技術(shù)含量產(chǎn)品的研制成功，更改變了中國鎢制品的出口結(jié)構(gòu)。鎢除了具有很高的耐高溫性能外，更具很強(qiáng)的吸收射線的功能，因此，在當(dāng)今核能工業(yè)發(fā)展中鎢板將發(fā)揮巨大的作用。

    綜上所述，鎢加工工業(yè)的發(fā)展不僅對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有舉足輕重的影響，對國防現(xiàn)代化建設(shè)更具有非常重要的作用。

2          中國鎢加工材的生產(chǎn)現(xiàn)狀

    經(jīng)過60年的飛速發(fā)展，中國鎢加工材產(chǎn)業(yè)從無到有，從小到大，已經(jīng)發(fā)展成為世界級的產(chǎn)業(yè)大國。

2.1硬質(zhì)合金

2.1.1中國硬質(zhì)合金的產(chǎn)能已居世界第一

    建國初期，我國僅在大連電冶廠有硬質(zhì)合金作坊，年產(chǎn)幾十公斤硬質(zhì)合金，經(jīng)過60年的頑強(qiáng)拼博，中國硬質(zhì)合金的生產(chǎn)能力有了飛速發(fā)展。近年來中國硬質(zhì)合金產(chǎn)能在穩(wěn)步上升，根據(jù)對中國48家硬質(zhì)合金主要生產(chǎn)廠家進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，中國硬質(zhì)合金產(chǎn)能已達(dá)3000t，而中國目前擁有的硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)約有400家，當(dāng)然有相當(dāng)一部分年產(chǎn)量較小的小廠，但總產(chǎn)能應(yīng)該可以達(dá)到約40000t，即中國硬質(zhì)合金的產(chǎn)能已是世界第一。

2.1.2 中國硬質(zhì)合金的產(chǎn)量已居世界第一

    中國硬質(zhì)合金的產(chǎn)量到本世紀(jì)初已達(dá)到較穩(wěn)定的狀態(tài)，即年產(chǎn)量達(dá)16000t左右，約占世界硬質(zhì)合金產(chǎn)量的40%，但應(yīng)該指出的是這些數(shù)據(jù)也是基于48個(gè)主要硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家的統(tǒng)計(jì)，而中國目前已經(jīng)擁有400余家硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家，故年總產(chǎn)量應(yīng)該是20000t以上，所以中國已成為世界上最大的硬質(zhì)合金生產(chǎn)國家。

2.1.3中國硬質(zhì)合金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

    中國硬質(zhì)合金三大產(chǎn)品即切削刀具、礦用硬質(zhì)合金和耐磨零件用硬質(zhì)合金的產(chǎn)量約達(dá)5000t。這些數(shù)據(jù)說明中國硬質(zhì)合金產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)正在趨于合理發(fā)展，能較好地滿足各行各業(yè)對硬質(zhì)合金產(chǎn)品的需求。

2.2 鎢基合金

    中國鎢基合金發(fā)展較晚，實(shí)際上是從20世紀(jì)50年代末期才開始研發(fā)，但到20世紀(jì)末期卻呈現(xiàn)一個(gè)高速發(fā)展的局面。

2.2.1 鎢基高比重合金

    中國鎢基高比重合金從20世紀(jì)50年代末開始研究，在1965年研究成功第一種W-Ni-Cu高比重合金，但其產(chǎn)量規(guī)模一直較低。在20世紀(jì)90年代以前其產(chǎn)量僅約100t/a,但進(jìn)入21世紀(jì)卻出現(xiàn)了一個(gè)高速發(fā)展的局面。到2006年中國鎢基高比重合金的生產(chǎn)廠家已發(fā)展到74家，年產(chǎn)量已達(dá)2770t，到2009年產(chǎn)量已超過3000t.

2.2.2鎢一銅合金

    W-Cu合金是一類十分重要的電工材料，也是一類具有十分重要意義的軍工材料，因此其研發(fā)備受關(guān)注。中國W-Cu合金起步于20世紀(jì)60年代，但其產(chǎn)量規(guī)模一直較低，由于電子、電氣行業(yè)的快速發(fā)展，極大地刺激了對W-Cu合金的需求，到21世紀(jì)初期有了較快的發(fā)展。

   進(jìn)入21世紀(jì)后中國W-Cu合金的產(chǎn)量成倍地增長，到2005年其產(chǎn)量超過600t,銷售收入達(dá)3929萬元，2008年產(chǎn)銷超過1億元。

2.3鎢材

    中國鎢加工材發(fā)展速度較快，燈用鎢絲的產(chǎn)量2009年達(dá)近300億m，居世界首位。中國鎢絲材產(chǎn)量是繼硬質(zhì)合金之后第二大鎢制品，其產(chǎn)量占整個(gè)鎢制品的29%以上。

2.3.1鎢絲

    中國粗鎢絲與細(xì)鎢絲的產(chǎn)能、產(chǎn)量與消費(fèi)量逐年增長，從20世紀(jì)70年代中期以來，中國鎢絲加工業(yè)發(fā)生了質(zhì)的變化，從主要以增加產(chǎn)量為主的發(fā)展模式向提高技術(shù)水平和提高經(jīng)濟(jì)效益為目的的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。進(jìn)入21世紀(jì)后，中國粗、細(xì)鎢絲的產(chǎn)能、產(chǎn)量與消費(fèi)量均呈上升趨勢，而且出口量也在遞增。

2.3.2電極用鎢棒材

    鎢棒材的直接應(yīng)用領(lǐng)域主要是用做鎢電極材料，目前世界每年使用的鎢電極的總消耗量已達(dá)1600t，市場需求隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍在增長。中國鎢電極的年產(chǎn)量約占全世界鎢電極產(chǎn)量的3/4。近年來中國鎢棒材和鎢電極產(chǎn)量以極快的速度增長，2007年達(dá)到1000t，較1996年增長了20倍以上。

    綜上所述，中國硬質(zhì)合金、鎢基高比重合金、鎢絲和鎢電極等產(chǎn)品的產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量非常高的比重，中國已成為世界鎢制品生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)大國。

3          中國鎢加工材與國外的差距

    中國鎢制品的產(chǎn)量與產(chǎn)能已成為世界大國，但整體來說與世界先進(jìn)水平相比尚存在一些差距，這是我們今后努力的方向。

3.1硬質(zhì)合金與國外的差距

    中國硬質(zhì)合金產(chǎn)量大，質(zhì)量也有大幅度提高，但超細(xì)和納米結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金、超粗晶粒硬質(zhì)合金、超大型硬質(zhì)合金制品和深加工、高附加值硬質(zhì)合金制品等與世界先進(jìn)水平比尚存在較大的差距。

3.1.1          超細(xì)及納米結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金

    中國已有多個(gè)企業(yè)可以批量制備BET粒度小于0.2um的WC粉末，并可批量生產(chǎn)晶粒度為0.4um左右的超細(xì)晶硬質(zhì)合金。但國外已能工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)粒徑為0.2um的超細(xì)硬質(zhì)合金。表1列出了Sandvik公司PCB微鉆用PN90硬質(zhì)合金的性能數(shù)據(jù)。這種硬質(zhì)合金平均粒徑僅為0.2um，其抗彎強(qiáng)度高達(dá)4700Mpa，比中國生產(chǎn)的超細(xì)硬質(zhì)合金高了約1000MPa。而超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金是大量生產(chǎn)高附加值深加工硬質(zhì)合金的必備材料。據(jù)報(bào)道，一支0.08mm僅重5g的硬質(zhì)合金微鉆，市場售價(jià)高達(dá)600-700元。目前應(yīng)用廣泛的超細(xì)硬質(zhì)合金世界產(chǎn)量達(dá)1.5萬t，而中國年產(chǎn)量不到2000t,而且質(zhì)量有待提高。

表1 Sandvik公司PCB微鉆用PN90硬質(zhì)合金的性能

3.1.2超粗晶粒硬質(zhì)合金

    與傳統(tǒng)的中、粗晶粒硬質(zhì)合金相比，在含鈷量相同的情況下，超粗、特粗晶粒硬質(zhì)合金將具有極高的熱導(dǎo)率、較高的斷裂韌性與紅硬性，較好的抗熱疲勞與抗熱沖擊性能。主要用作極端工況條件下軟巖的連續(xù)開采（如采煤、地鐵建設(shè)）與現(xiàn)代高速公路與橋梁的連續(xù)作業(yè)（如挖路、鋪路），以及對韌性與抗熱疲勞、抗熱沖擊性能要求較高的沖壓模、冷鐓模和軋輥等的制造。這類合金的市場需求量約占硬質(zhì)合金總市場量的10%以上，具有廣闊的市場前景。

    中國目前能生產(chǎn)的硬質(zhì)合金晶粒度一般在0.4-3.5um之間，對晶粒度在3.5um以上的粗晶合金在合金性能與使用壽命等方面與國外相比尚有較大差距。而Sandvik公司已可生產(chǎn)WC晶粒度為3.5-4.8um、5.0-7.7um和8.0-14um的粗晶、超粗晶與特粗晶硬質(zhì)合金。表2為Sandvik公司生產(chǎn)的熱軋用硬質(zhì)合金的性能。

表2 Sandvik公司熱軋用C30T與H10T硬質(zhì)合金的性能指標(biāo)

3.1.3超大型硬質(zhì)合金制品

     超大型硬質(zhì)合金制品的生產(chǎn)在中國已有很快的發(fā)展，株硬集團(tuán)可以生產(chǎn)的輥環(huán)直徑可達(dá)430mm、高190mm、重達(dá)320kg。Sandvik公司已建立了一個(gè)完整的輥環(huán)生產(chǎn)線。最大輥環(huán)直徑可達(dá)445mm該公司生產(chǎn)的CT、CR及CG硬質(zhì)合金輥環(huán)達(dá)12種。德國赫爾特公司生產(chǎn)的MN及MNC硬質(zhì)合金輥環(huán)系列產(chǎn)品多達(dá)10種。與國外相比中國在超大型硬質(zhì)合金生產(chǎn)的差距主要體現(xiàn)在在線控制技術(shù)方面，由此而帶來產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性與國外有一定的差距。

3.1.4功能梯度硬質(zhì)合金

    國外已可用多種方法生產(chǎn)出多品種梯度硬質(zhì)合金，如表面層富碳、表面層富粘結(jié)相、表面層貧粘結(jié)相、表面層貧立方相、表面層富立方相等多種梯度硬質(zhì)合金。瑞典的Sandvik和日本的住友公司已能大批量穩(wěn)定生產(chǎn)，并形成相應(yīng)的商品牌號。我國雖做了不少開發(fā)研究，但與國外先進(jìn)水平相比尚有差距。

3.2鎢基高比重合金

    中國已是一個(gè)鎢基高比重合金的生產(chǎn)大國，W-Ni-Cu與W-Ni-Fe兩系列的合金有20多個(gè)牌號，產(chǎn)品整體水平已達(dá)國際先進(jìn)水平。但中國的形變技術(shù)比較單一，設(shè)備條件也受到一定限制，因此中國生產(chǎn)的穿甲彈彈芯用鎢基高比重合金的性能與國外相比還存在差距。表3列出了中國與德國生產(chǎn)的鎢基高比重合金穿甲彈彈芯材料性能的相關(guān)數(shù)據(jù)，說明在抗拉強(qiáng)度與穿甲厚度等方面有較大的差距。

表3 中國和德國鎢基高比重合金性能對比

3.3鎢板材

    多板材加工國外已形成年產(chǎn)1000t以上的生產(chǎn)規(guī)模，奧地利、美國與日本是主要生產(chǎn)國，其中奧地利的Plansee公司是世界產(chǎn)量最大、技術(shù)最先進(jìn)的鎢板生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)鎢板300t以上。該公司采用粉末冶金技術(shù)制取純鎢板。經(jīng)高溫軋制開坯和冷軋變形的技術(shù)已經(jīng)能批量生產(chǎn)最小厚度為0.025mm、最大厚度為500mm、最大長度為1500mm的超薄、超大型鎢板材，而中國只能生產(chǎn)最小厚度為0.2mm、最大寬度為400mm的鎢板，即中國尚無法生產(chǎn)超薄、超厚的鎢板。這說明在加工技術(shù)與裝備等方面與國外相比尚有較大的差距。

4          中國鎢加工材的發(fā)展趨勢

    中國鎢工業(yè)已由資源輸出型發(fā)展成為鎢制品應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)大國，這是一個(gè)重大的飛躍。在未來10年至20年，中國鎢加工工業(yè)的發(fā)展方向如何，是值得鎢業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)家與企業(yè)家深入思考的重大問題。筆者提出一些粗淺的看法，算是拋磚引玉，以期經(jīng)過10年或者20年的努力，將中國建設(shè)成為一個(gè)鎢業(yè)科技進(jìn)步的世界強(qiáng)國。

4.1硬質(zhì)合金

4.1.1產(chǎn)能與產(chǎn)量

    中國硬質(zhì)合金的產(chǎn)能與產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)能與產(chǎn)量相當(dāng)大的比重，建議在未來5年中，中國應(yīng)盡量控制硬質(zhì)合金的產(chǎn)量，使之維持在18000-20000t之間。繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能將造成低水平的重復(fù)建設(shè)與資源浪費(fèi)。通過研發(fā)應(yīng)使超細(xì)、超粗、超大型產(chǎn)品及技術(shù)含量高的深加工硬質(zhì)合金的產(chǎn)量有較大幅度的提高，使這類產(chǎn)品的市場銷售值增加30%-50%。

4.1.2研究與開發(fā)方向

    中國硬質(zhì)合金制備與深加工技術(shù)經(jīng)過60年的努力已有較高水平，但要趕超世界先進(jìn)水平，我們還需做不少努力，特別是在以下幾個(gè)方面需要投入大量的人力與財(cái)力進(jìn)行研究與開發(fā)：（1）高強(qiáng)韌超細(xì)及納米硬質(zhì)合金制備關(guān)鍵技術(shù)的研究與產(chǎn)品研發(fā)；（2）長壽命超粗、特粗晶粒硬質(zhì)合金系列產(chǎn)品的研究與開發(fā)；（4）硬質(zhì)合金超大型制品集成制備技術(shù)的研究與開發(fā)；（5）特異成形硬質(zhì)合金制品加工技術(shù)及裝備的研究與開發(fā)；（6）硬質(zhì)合金基礎(chǔ)理論的研究。

    中國從事硬質(zhì)合金生產(chǎn)與研究的中、高級科研人員，據(jù)保守的估計(jì)有近千人，這是世界上任何一個(gè)國家都無法比擬的。假如國家和企業(yè)在財(cái)力上按世界先進(jìn)的水平，給予足夠的資金支持，再統(tǒng)籌兼顧給與合理的組織，我們深信，中國在上述領(lǐng)域一定會有一個(gè)飛躍，逐漸成為一個(gè)硬質(zhì)合金強(qiáng)國。

4.2鎢基合金

4.2.1鎢基合金的產(chǎn)能與產(chǎn)量

    在中國鎢基合金尚有一定的發(fā)展空間，特別是民用領(lǐng)域中鎢基合金的擴(kuò)大應(yīng)用還大有作為，廣大農(nóng)村電氣化的進(jìn)程必將對大量含鎢的電工材料提出更高的要求。因此，建議在未來5年中鎢基高比重合金的產(chǎn)量控制在4500t左右，鎢銅合金的產(chǎn)量控制在1200t左右。應(yīng)盡量加快細(xì)晶、高強(qiáng)度高比重合金的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使產(chǎn)品牌號增加到60種以上，滿足國內(nèi)各行各業(yè)的需求。

4.2.2鎢基合金的研究方向

    中國鎢基合金制備技術(shù)已有高速發(fā)展，但在以下幾個(gè)方面還待努力：（1）超細(xì)、納米晶高性能鎢基合金制備技術(shù)的研究與開發(fā)；（2）鎢基合金后處理技術(shù)的研究與開發(fā)；（3）新型鎢基合金制備技術(shù)的研究與開發(fā)；（4）鎢基合金基礎(chǔ)理論的研究。

    通過上述研究，中國鎢基合金的品種可有大幅增加，更重要的是中國鎢基合金的綜合性能在趕超世界一流的鎢基合金，更加充分發(fā)揮中國鎢的資源優(yōu)勢。

4.3鎢材

4.3.1鎢材的產(chǎn)能與產(chǎn)量

    中國鎢材在細(xì)鎢絲與鎢棒材的產(chǎn)量規(guī)模上具有一定的優(yōu)勢，但隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長與出口份額的增加，因此在未來5年中，中國細(xì)鎢絲的產(chǎn)量維持在300億m左右，粗鎢絲維持在年產(chǎn)量3000t左右，多組元復(fù)合稀土鎢電極的年產(chǎn)量達(dá)500t，以取代具有放射性的W-ThO2電極。而在鎢板材方面應(yīng)該有一個(gè)較大的發(fā)展空間，目前中國鎢板材產(chǎn)量僅為Psansee公司的三分之一。

4.3.2鎢材的研究方向

    鎢才是鎢制品加工的重要發(fā)展方向之一，隨著核工業(yè)的發(fā)展，對鎢板材的需求會日益增加。因此中國鎢材加工高技術(shù)的研發(fā)已提到戰(zhàn)略日程上來，其主要研發(fā)方向是：（1）超薄、超寬鎢板材工程化制造技術(shù)及裝備的研發(fā)；（2）高性能耐震鎢絲工程化制造技術(shù)的研發(fā)；（4）大制品鎢材加工技術(shù)的研發(fā)；（5）鎢基材料異形件制備技術(shù)的研發(fā)。

    通過系統(tǒng)的研發(fā)使我國能自行生產(chǎn)厚度≤0.02mm，寬度≤500 mm，長度≤1000 mm的超薄鎢板及其他大型鎢板材。使高性能復(fù)合稀土電極全面取代W-ThO2電極，大制品與異形制品滿足國內(nèi)的要求。

    綜上可知，再經(jīng)過10年到20年的努力，我國鎢加工工業(yè)能由過去的鎢資源大國發(fā)展到鎢制品的產(chǎn)業(yè)大國，最終將發(fā)展成為鎢科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)大國。