硬質合金球腐蝕破壞

硬質合金球主要是利用硬質合金材料的耐高溫、耐磨損以及耐腐蝕等性能來滿足特殊工況要求。其破壞主要是衝擊疲勞產生在表層區域的物理或化學變化誘發裂紋形核,然後長大破壞,溫度的升高導致這種物理或化學變化加速,從而加劇了硬質合金球材料的破壞。

針對硬質合金球在工作過程中遇到的腐蝕環境問題,主要是純Co或純Ni粘結相合金可以通過合金化的方法提高其耐腐蝕性能,Ni-Cr-Co和Ni-Cr的混合粘結相合金的腐蝕速率很低。硬度越低,硬質合金球的腐蝕速度越快,造成硬質合金球腐蝕的原因主要是粘結相的遷移導致硬質相的相互分離。暴露在腐蝕環境中兩種合金都會因局部腐蝕造成應力集中從而對工具產生不良影響。在酸性環境中材料的疲勞強度極限只有其強度的25%,而在空氣中的疲勞極限為其強度的50%。應力幅值越低,頻率越慢,這種腐蝕效應體現的越明顯。在腐蝕環境下硬質合金疲勞的斷裂方式是由動載荷和腐蝕兩種作用相互促進引起的,疲勞引起的材料的塑性變形加快了硬質合金球腐蝕速率。

硬質合金球


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硬質合金球疲勞破壞(二)

腐蝕疲勞是工程結構或構件在使用過程中與環境中的腐蝕介質相互發生作用造成開裂或斷裂提前失效的現象。在硬質合金球的實際應用中,幾種疲勞方式是共同作用並相互促進的。主要包括硬度、抗彎強度和斷裂韌性等。

硬質合金球硬度比陶瓷、立方氮化硼和金剛石稍低,但比普通碳鋼和高速鋼等高得多,其韌性比高速鋼的略低,但比陶瓷、立方氮化硼和金剛石等高得多,這就決定硬質合金球不可替代的地位。硬質合金球用材料一般為YG系列硬質合金,其抗彎強度(顯著增加刀刃強度)、疲勞強度、衝擊韌性、耐熱性、高溫力學性能和抗氧化能力以及其耐磨性提高了,其抗月牙窪磨損和抗後刀面磨損能力增加了。硬質合金球在使用過程中會不斷受到交變彎曲應力、頻繁衝擊以及空載時急劇冷卻所產生的熱疲勞,這些都是硬質合金球因疲勞產生各種裂紋並在迴圈載荷在逐漸擴展直至失效導致的破壞。

硬質合金球



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鎢合金電鍍技術發展前景利好(三)

耐蝕性:具有耐H2S、CO2、NaCl等腐蝕性介質,中性鹽霧試驗300小時可達10級,5%硫酸、鹽酸和有機酸均對它無影響。
 
鍍層由A、B、C三層構成,通過工藝控制,C層為非晶態結構,B層為層狀結晶,A層為柱狀結晶,且各層電極電位C>A>B,由於結晶不同,柱狀孔隙與片狀孔隙不易重合在一點上,孔隙率減小,腐蝕的機率就下降。鍍層破壞後,在腐蝕的環境中,因B層電位最低,做為陽極,造成B層的橫向腐蝕,先B層發生保護性腐蝕,後A層發生腐蝕,有效保護了基體,所以ABC結構具有明顯的抗蝕性能。
 
對於工況相對惡劣(礦化度>100000mg/l)時,可採用ABC+高分子材料封閉結構。外加減磨高分子材料封閉結構層,具有減磨、耐磨特性,有效保護油井管杆,且隔離腐蝕介質與鍍滲層的接觸,在ABC結構基礎之上進一步增加油管、抽油杆的抗蝕耐磨性能。
 
鍍鎢基合金防腐油管、套管技術要求:
 
1、選材的化學成分符合SY/T6194-2003中7.1的化學成分要求,進廠後進行金相試驗和拉力試驗,合格後方可使用。
 
2、表面的內鍍層厚度≥20μm,鍍層品質符合熱震法要求。
 
3、鍍後機械性能應滿足SY/T6194-2003中的要求。
 
4、鍍後表面品質應滿足針孔率每平方米不超過3個。
 
5、鍍後的外形尺寸應符合SY/T6194-2003中8.2的要求。
 
6、鍍後密封面和螺紋尺雨應符合GB/T9253.2-1999中4.2.2和4.2.3的要求。
 
7、鹽霧噴射試驗96小時不變色。
 
8、人造海水浸泡法60小時不變化。

鎢合金產品


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黃色氧化鎢用途

黃色氧化鎢一部分用於生產化工產品,如油漆和塗料、石油工業催化劑等;但氧化物是一種中間產品,大量的氧化鎢被用於金屬鎢粉和碳化鎢粉,進而用於生產金屬鎢製品的生產,並大量應用與生產鎢的合金製品,入鎢銅、鎢鎳,鎢鎳鐵、鎢銀,鎢錸、鎢釷等,而當代工業領域中應用最為廣泛的則是以鎢為基材生產的各種牌號和用途的硬質合金產品。
 
三氧化鎢被用於日常生活中的多種用途。它經常被用於工業X射線螢幕螢光粉生產的防火面料和氣體感測器,鎢酸鹽。由於其豐富的黃色,氧化鎢也被用來作為陶瓷和油漆中的顏料。
 
 
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棕色氧化鎢的製備及其用途

棕色氧化鎢一般的工藝過程是將仲鎢酸銨在500℃左右的空氣中焙燒成三氧化鎢,或在450℃左右的氫氣中輕微還原成藍色氧化鎢。
 
製作白熾燈燈絲的鎢絲需要在三氧化鎢或藍色氧化鎢中摻入少量的氧化鉀、氧化矽和氧化鋁,三者用量總和不超過1%,這就是巴茲在1922年發明的鎢絲摻雜工藝。經過摻雜處理的鎢的氧化物用氫氣還原成金屬鎢粉。還原過程一般分兩步進行:第一步在630℃左右還原成二氧化鎢(棕色氧化鎢),第二步在820℃左右還原成金屬鎢粉。兩步還原的目的是使摻入的鉀充分發揮作用和控制粉末粒度。這樣取得的摻雜鎢粉再在一種特製的模子中壓制成細長的方條。把方條在氫氣中通電,用自電阻加熱(溫度達3000℃左右)的方法進行燒結,燒結後鎢條的密度可達到理論值的85%以上。這種鎢條便可以用旋鍛方法加工成直徑為3mm左右的鎢杆,然後進一步用模子拉拔的方法加工成各種不同粗細的鎢絲。例如220V、15W的白熾燈用的鎢絲直徑約為15µm,而10000W的溴鎢燈用的鎢絲直徑約為1.25mm。更細的鎢絲如220V、10W的白熾燈鎢絲直徑約為12µm,則要採用電解腐蝕的方法來製作。
 
 
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黃色氧化鎢

黃色氧化鎢,是鎢的一種氧化物。黃色氧化鎢外觀呈黃色粉末狀。
 
黃色氧化鎢兩種不同的顆粒大小不一,呈現出不同的顏色。當黃色氧化鎢的晶體尺寸約為1.5um,顯現為黃色。當黃色氧化鎢晶體尺寸約為15um,顯現為綠色。雖然外觀顯示不同,但特性是類似的。
 
黃色氧化鎢(WO3)呈黃色或亮綠色。黃色氧化鎢是細碎的黃色晶體粉末狀。氧化鎢被用於生產金屬鎢粉或複合陶瓷顏料。
 
化學分子式:WO3-x
外觀和特性:黃色粉末,常溫下性質穩定。
物理特性:產品通過80目篩網
松裝比重:2.3~2.8g/cm3
包裝:鐵桶內襯塑膠袋,每桶淨重100千克或200千克。
 
 
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二氧化鎢(WO2)產品的製備及用途

二氧化鎢產品的製備:
將摩爾比為1:2的鎢粉和WO3混合,並在真空條件下加熱至950℃,或在900℃條件下用帶有飽和水蒸氣的H2氣流還原WO3可得。
 
二氧化鎢產品用途:
製造鎢粉和三氧化鎢的原料。
 
 
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鎢橡膠高爾夫配重

鎢橡膠減少並改善了通常情況下要使用數量較多的鉛箔來調節高爾夫球杆球頭部分的重量,這樣就比較便於攜帶球杆,而不會太麻煩。同時每一個鎢橡膠片大約都為4英寸,這個尺寸是與鉛箔的尺寸差不多的,但是由於其密度更大,因此,在相同重量的情況,鎢橡膠高爾夫配重產品可以製作的更薄些或更小些,以便節約空間。他們可以很好的附著在高爾夫球杆上,他們的柔軟度及較好的粘性使得運動員在使用球杆時,即便發生猛烈撞擊,鎢橡膠也不會脫落,反而是附著得很牢固的。

鎢橡膠高爾夫配重
 

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鎢合金飛鏢提高比賽得分

鎢合金飛鏢並不是全部用鎢合金製作而成,只有飛鏢筒是由鎢合金製成的,然後配上鏢頭、鏢杆和鏢翼組成一個完整的飛鏢,鎢合金飛鏢重量沉,密度大,空氣動力效果好,經久耐用,且加工難度高,其價格往往會比其他材質飛鏢貴。但因為相同重量的飛鏢,鎢合金飛鏢的體積(粗細)就要比其他質地的飛鏢小很多,這就提高將飛鏢投在同一個高分區內的可能性。所以絕大多數的專業選手使用的都是鎢合金飛鏢。

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二氧化鎢(WO2)產品性質

1.棕色單斜晶系粉末狀晶體,密度10.9~1.1g/cm3。
2.熔點1500~1600℃,沸點1730℃;生成熱134千卡/mol,1050℃易揮發。
3.不溶于水、堿溶液、鹽酸和稀硫酸中。但溶於H2SO4,生成紅色鹽。易被硝酸氧化成高價氧化鎢。
4.在惰性氣體中易歧化,生成金屬鎢和三氧化鎢。在N2氣流中加熱至1500~1600℃時熔融同時分解。在高溫時能被H2還原為金屬鎢。
5.900℃下在45%~60%水汽中穩定。
6.在40%~55%氫中穩定。575~600℃下用氫還原三氧化鎢生成,或用金屬鎢和三氧化鎢反應制取。
7.二氧化鎢在空氣中很快地被氧化成三氧化鎢,在氧化氮中加熱到500℃時變成藍色氧化物。
8.在1020℃進二氧化鎢可被碳還原成金屬鎢。
9.在250~300℃時,用氫氣或一氧化碳還原三氧化鎢、以及在空中把三氧化鎢加熱到200~250℃時,都可得到粉末狀的紫色氧化鎢(WO2.72)。
 
 
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