如何給鎢基材上塗層

高密度鎢基材料被廣泛用於國防軍工、機械電子、航太航空、冶金礦山、石油煤炭、鐘錶飾品等領域。未塗層的鎢材存在不耐磨、抗氧化性差、易汗漬腐蝕，以及色彩暗淡等缺陷。

塗層鎢材，可以在保證鎢基材料高的相對密度條件下，有效提高鎢基材料表面的抗氧化性、耐磨性、耐汗漬腐蝕性和色彩鮮豔性等綜合使用性能。一般的塗層鎢材為使用CVD或PVD方法獲得，製備工藝均較為複雜、生產成本較高，而且存在塗層的緻密性差、塗層與基體間的熱匹配性差、難以控制塗層的結構與相態等問題，因而直接影響著金屬鎢的高溫使役壽命。

有廠家在實踐中改進並簡化了傳統的工藝，並使塗層效果大幅上升。該工藝內容主要為：

將金屬鎢基材用砂紙拋光至表面光滑平整，並放入無水乙醇中進行去油脫脂處理後，吹幹；將已預處理的金屬鎢基材置於盛有鉬化滲劑的氧化鋁坩堝中，該鉬化滲劑中鉬粉、NH4Cl和Al2O3的品質比為40：5∶55，將氧化鋁坩堝放入加熱爐中加熱，並通入氮氣進行保護，以10℃/min的升溫速度升至1100℃並保溫5小時，保溫結束後隨爐冷卻至室溫，隨後取出並置於蒸餾水中煮沸10min，用去離子水沖洗，無水乙醇擦拭吹幹，得到金屬鎢表面為鎢鉬固溶體層的半成品；將半成品置於氣氛爐中，通入流量為300mL/min的99.99%氮氣，以5℃/min的升溫速度升至1300℃保溫20小時後隨爐冷卻至室溫，隨後取出樣品，用超聲波清洗10min，無水乙醇擦拭吹幹，得到金屬鎢表面為氮化鉬和氮化鎢層的預製體；將預製體置於盛有矽化滲劑的氧化鋁坩堝中，該矽化滲劑中矽粉、NaF和Al2O3的品質比為40：10∶50，將氧化鋁坩堝放入加熱爐中加熱，並通入氮氣進行保護，以15℃/min的升溫速度升至1400℃並保溫15小時，保溫結束後隨爐冷卻至室溫，隨後取出並置於蒸餾水中煮沸10min，用去離子水沖洗，無水乙醇擦拭吹幹，得到鎢基體表面為W-Mo-N-Si系保護層的成品。

新工藝採用鉬化+氮化+矽化的原位反應法。與現有技術相比，其優點在於不需昂貴設備，製備工藝簡單，成本低，可處理形狀複雜的鎢製品且保護層結構和相態可控。

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