簡介

鎢合金電鍍工藝是一種傳統的加工工藝，也被稱之為鎢合金電鍍代鉻技術。主要用於金屬防腐蝕和防磨損，延長使用壽命。

歷史發展

鎢合金電鍍工藝之所以被稱之為鎢合金電鍍代鉻技術是因為鍍鉻工藝在長期使用中暴露出一些缺點，而鎢合金是鉻的良好替代品。鍍鉻是一種傳統的加工工藝，廣泛用於功能性鍍層和裝飾性鍍層領域，美國每年鍍鉻工業產值達80億美元，中國超過100億人民幣。但該工藝致命的缺點是：鉻酸濃度高，含鉻廢水和廢氣污染大。鍍鉻過程中產生的六價鉻是一種危險的致癌物。世界各國的環保部門對鉻霧及含鉻廢水的排放都進行了嚴格的控制，完全取消鍍鉻已是世界各國環保部門的一項重任。尋找代鉻工藝也成為所有製造業的需要。鎢合金電鍍工藝從此應運而生。

工藝特點

鎢合金電鍍工藝，在鍍層成份上有創新，可以獲得韌性好的厚鍍層。該項技術的主要特點是：

1、克服了現有鍍鉻工藝Cr6+對環境的嚴重污染。

2、在硬度、耐磨耐蝕等主要性能上相當或優於鍍鉻。

3、物料利用率高，生產成本較低。

4、可以充分利用現有的鍍鉻工藝設備，改造工程小。

工藝優點

    國家權威機構檢測和用戶使用表明，鍍件耐磨性好，硬度高，使用壽命有所提高，可加工性好，耐磨蝕好。鎢基合金的各項性能指標相當於或優於硬鉻鍍層：顯微硬度：使用儀器Hvs-1000型維氏硬度計測出所鍍鍍層的維氏硬度為Hv＝600～1300Hv，維氏硬度的變化直接與鍍層的組分有關係。耐蝕性：將鍍片分別浸入５％的鹽酸、５％的氫氧化鈉中測得其耐腐蝕性，結果表明在５％的鹽酸中浸泡７２小時，鍍層表面形成藍色保護膜後，阻止了腐蝕的進一步發生；在５％的氫氧化鈉中浸泡７２小時，鍍層完好無損。鍍厚能力：鍍厚能力可達0.3ｍｍ。

    鍍層與基底結合力：通過對不同的基底材料進行合適的前處理，可以得到鍍層與基底材料結合力很好的鍍層。基底材料形狀：可在各種基底材料上得到合格的鍍層。該項工藝技術的推廣應用具有良好的社會和經濟效益。

實際運用

石油鑽井設備和採油設備在礦場應用中碰到兩大難題：腐蝕與磨損。為了延長油管抽油杆的使用壽命，必須提高油管抽油杆的耐磨和防腐性能，某企業據國家863計畫最新成果--鎢基合金電鍍技術，生產出鍍滲鎢基合金防腐耐磨油管抽油杆（ＤＳＷ），它是一種高新科技產品，具有以下優點：鍍層的耐磨、耐蝕方面具有很好的綜合性能；鍍層均勻；物料利用率高，能耗和水耗比較低；沒有污染，是環保產品。該產品是解決磨損與腐蝕這兩個難題的最佳產品。

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鎢酸用途

1、用於媒染劑、分析試劑、催化劑、水處理藥劑，製造防火、防水材料，以及磷鎢酸鹽、硼鎢酸鹽等。

2、用於製造金屬鎢、鎢酸、鎢酸鹽等。

3、用於媒染劑、顏料、染料、油墨。

4、紡織工用作織物加重劑，本品用作織物助劑，由鎢酸、硫酸銨磷酸銨等組成的混合物用於纖維的防火和防水。此種纖維可製作防火人造絲和人造棉。亦可用於皮革鞣制。

5、用於電鍍鍍層防腐。

6、用作助溶劑引入瓷釉色料能起降低燒成溫度和補色作用。

7、用於石油工業及航空、航太材料的製造。

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已知的鎢酸有多種,都是由三氧化鎢WO3相互組合後,與水以不同比值、不同形式結合而成的多聚化合物。已知的鎢酸有黃鎢酸、白鎢酸、偏鎢酸等。

黃鎢酸

常見的一種鎢酸，簡稱鎢酸，為淡橙黃色粉末；隨製備條件不同組成略有差異,當組成為WO3·H2O時，密度為5.5克/釐米3，100℃時脫水；不溶于水,浸漬後，逐漸膠化，溶於氨水、鹼性溶液和濃鹽酸中。黃鎢酸灼燒脫水生成三氧化鎢WO3,為鮮豔的淡黃色晶體或粉末，密度為7.16克/釐米3,熔點1473℃。黃鎢酸由鎢酸鈉Na2WO4·2H2O溶液加鹽酸酸化，變成聚鎢酸鈉溶液，然後在熱的溶液中加入過量濃鹽酸製備。用這種方法制得的黃鎢酸含有鈉雜質，近年來已改用離子交換法和溶劑萃取法。

白鎢酸

微晶形的白色粉末,n:m>1.3,n與m的比例隨製備和乾燥條件而不同。白鎢酸具有顯著的活潑性，稍有光敏性，易於還原。由鎢酸鈉溶液滴加入稀硝酸中制得。用硝酸分解過氧化鎢酸鹽水溶液，也能得粉狀白鎢酸，其活潑性比微晶型粉狀白鎢酸差。白鎢酸可用於製備多種含鎢同多酸和雜多酸，也能用於製備碳化鎢、低價鎢的原子簇金屬化合物等。

偏鎢酸

一種聚鎢酸，是多種鎢酸中結構已經確定的唯一化合物,為無色晶體。它屬於12-鎢同多酸類,簡單的結構式為H6【H2(W3O10)4】·nH2O，n為10或23；密度為3.93克/釐米3,于50℃時分解；溶解度很大,為88.57克/100釐米3水(25℃)。由偏鎢酸的鹽轉化而得。偏鎢酸鹽是20世紀70年代末發展起來的重要工業產品，主要用作催化劑。偏鎢酸銨可由仲鎢酸銨制得，也可以從微晶形粉狀白鎢酸制得。其他很多偏鎢酸鹽，包括各種金屬鹽和多碳銨鹽等，都可以直接或間接地從微晶形粉狀白鎢酸制得。仲鎢酸銨是另一種聚鎢酸鹽，簡單結構式為(NH4)10【H2W12O42】·nH2O，由鎢酸鈉溶液通過離子交換法制得，沒有能得到相應的游離酸。灼燒仲鎢酸銨可得不含鈉的三氧化鎢。

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鎢酸的工藝過程：

蘇打燒結法工藝流程

黑鎢精礦蘇打燒結法將鎢精礦磨碎過180目篩。按下麵比例配料：WO320%～22%，蘇打為理論量的1.15倍左右，硝石為鎢礦量的1%～4%。將配好的料混勻後送至燒結爐中，在800～900℃下燒結。熔煉2～3h，冷凝，粉碎，送至浸出器中。加熱軟化水，浸出，用圓筒過濾機過濾，濾出的溶液經除雜淨化，濃縮，結晶，脫水得產品。


鎢精礦蘇打溶液壓煮法將白鎢礦磨碎加水制漿，打入壓煮器內再加入比理論量過量1.5倍的蘇打，裝料完畢在攪拌下加熱至200～225℃，分解4h。將浸出物過濾，濾液打入淨化器經除雜處理後，打入蒸發器濃縮。冷卻結晶得產品。

苛性鈉溶液分解法將焙燒好的黑鎢精礦粉碎過320目篩。用皮帶輸送至加料斗中計量後加入堿煮鍋內。加水攪拌，在80～90℃下滴加35%的NaOH溶液。精礦與堿液的品質比為1﹕(1.5～2.0)。滴加完畢後在0.1～0.15MPa下煮沸4h左右。靜置，料漿澄清後過濾。濾液打入淨化器進行除雜處理後，進蒸發器濃縮。冷卻結晶脫水得產品。

生產方法

鎢礦石堿解法將黑鎢礦粉碎至320目，與30%燒鹼加人反應器中進行堿解，堿解後與氯化鈣作用合成鎢酸鈣，鎢酸鈣與鹽酸反應生成鎢酸，再與燒鹼反應生成鎢酸，經蒸發結晶、離心脫水、乾燥，即得鎢酸成品。

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