钨合金电镀代铬技术

钨合金电镀代铬技术镀铬是一种传统的加工工艺,广泛用于功能性镀层和装饰性镀层领域,美国每年镀铬工业产值达80亿美元,中国超过100亿人民币。但该工艺致命的缺点是:铬酸浓度高,含铬废水和废气污染大。镀铬过程中产生的六价铬是一种危险的致癌物。世界各国的环保部门对铬雾及含铬废水的排放都进行了严格的控制,完全取消镀铬已是世界各国环保部门的一项重任。因此,寻找代铬工艺已经成为所有制造业的需要。

钨合金电镀工艺,在镀层成份上有创新,可以获得韧性好的厚镀层。该项技术的主要特点是:①克服了现有镀铬工艺Cr6+对环境的严重污染。②在硬度、耐磨耐蚀等主要性能上相当或优于镀铬。③物料利用率高,生产成本较低。④可以充分利用现有的镀铬工艺设备,改造工程小。

国家权威机构检测和用户使用表明,镀件耐磨性好,硬度高,使用寿命有所提高,可加工性好,耐磨蚀好。钨基合金的各项性能指标相当于或优于硬铬镀层:显微硬度:使用仪器Hvs-1000型维氏硬度计测出所镀镀层的维氏硬度为Hv=600~1300Hv,维氏硬度的变化直接与镀层的组分有关系。耐蚀性:将镀片分别浸入5%的盐酸、5%的氢氧化钠中测得其耐腐蚀性,结果表明在5%的盐酸中浸泡72小时,镀层表面形成蓝色保护膜后,阻止了腐蚀的进一步发生;在5%的氢氧化钠中浸泡72小时,镀层完好无损。镀厚能力:镀厚能力可达0.3mm。

镀层与基底结合力:通过对不同的基底材料进行合适的前处理,可以得到镀层与基底材料结合力很好的镀层。基底材料形状:可在各种基底材料上得到合格的镀层。该项工艺技术的推广应用具有良好的社会和经济效益。


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钨合金飞镖筒

飞镖最关键的部位是飞镖筒。飞镖筒是人们投掷飞镖时握着的部位,同时,飞镖最主要的重量也在镖筒上。因此,重量集中的部位不同镖筒的形状也会有所不同。现在的标准镖筒材料是钨合金飞镖筒,因而,钨制镖筒在世界各地越来越受欢迎。

钨合金飞镖筒是飞镖的主要组成部分。当我们说要“买(新)飞镖”时我们的意思是买一个新的飞镖筒。如今飞镖筒几乎可以制成任何形状,而飞镖筒表面上的滚花或圆环的多种选择提供了更加舒适、安全的抓力。

钨合金飞镖筒有各种类型,包括钨-镍-铁镖筒,钨-镍-铜镖筒,钨-镍-铜-铁镖筒等等。成熟的表面研磨技术及无心磨处理技术,可以根据客户的特殊设计生产飞镖。由于与制造技术上的困难,100%的钨制镖筒是不存在的。现在,人们买到的所有“钨”飞镖都是由钨合金制造的,其中镍-铁-钨合金是最常见的一种。

当您买了一套飞镖后,您会发现钨在合金中的含量是一个百分比数字。因此,一个普通的“80%的钨”飞镖含有80%的钨和20%的镍,铜和铁或是20%的镍,铜或铁。钨合金飞镖的钨含量从80%到90%以上。飞镖中钨的含量越高就越纤细,也越昂贵。如今越高比例的钨合金飞镖价格越高是否值得是一个悬而未决的问题。而80%的钨对于个人来说就已足够好用了。

高比例的钨合金飞镖的唯一的好处是,在相同的重量相下较低比例的钨合金飞镖纤细,而并不表示高比例的钨合金飞镖的总体质量更好或加工得更好。


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钨合金生产工艺之液相烧结技术

钨合金由高熔点的钨相和具有较低熔点的γ相(Ni-Cu、Ni-Fe等)两相组成,两相熔点相差很大(钨相熔点为3410摄氏度,γ相的熔点较低),因此钨合金是一种典型的液相烧结合金。在液相烧结中,固相在液相中的溶解度、固相与液相的界面能(即液相对固相的润湿性)以及液相沿固-固晶界的渗透性在很大程度上影响烧结速度和显微组织的变化。工艺参数如颗粒尺寸、烧结温度、烧结时间、烧结气氛和压坯密度对材料的性能也有较大影响。

液相烧结条件

溶解度

固相在液相中要有一定的溶解度。一定的溶解度有利于改善液相对固相的湿润性,使液相量增加,而且固相可借助于液相进行物质迁移,改善相分布的均匀性。

润湿性

液相对固相的润湿性由固相、液相的比表面能及固-液两相的界面能所决定。

当润湿角等于0度时,液相对固相完全润湿;

当润湿角大于90度时,液相对固相不润湿;

当润湿角在0~90度之间时,液相对固相部分润湿。

 

 

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钨合金生产工艺之液相烧结机制

经典的液相烧结认为液相烧结的动力来自于液相表面张力和固-液界面张力。液相烧结分为三个阶段:液相生成与颗粒重排阶段,溶解-析出阶段,固相骨架形成和晶粒长大阶段。

1、液相生成与颗粒重排阶段。此阶段最短。首先,当温度升高到某一温度时,混合粉末体中的低熔点组元产生液相。随着液相的生成产生毛细管力,促使粉末体发生快速致密化。系统表面能的降低是空隙消除的驱动力。颗粒重排时,在毛细管力的作用下,压坯类似于黏流固体。随空隙消除黏流液体的黏度提高,致密化迅速下降。颗粒重排阶段的致密化程度取决于液体数量、颗粒尺寸、固体在液体中的溶解度。在此阶段,如果液相数量足够多,压坯可以完全致密。据估计,保证重排阶段发生完全致密化的液相量为35%。但过高的压坯密度或颗粒形状部规则,会导致在加热时产生固体颗粒接触,因而对重排阶段的致密化产生阻碍作用。

2、溶解-析出阶段。随着重排阶段致密化速度的变慢,溶解和扩散效应渐渐成为主导,标志着液相烧结已进入溶解-析出阶段。在此阶段,固相向液相中溶解。溶解度与颗粒大小有很大关系,小颗粒优先在液相中溶解,随颗粒尺寸溶解的小颗粒通过扩散产生物质迁移而沉析在大颗粒的表面上。溶解-析出的一个结果是产生颗粒粗化长大,此过程又成为Ostwald ripening(即Ostwald长大机制),同时溶解-析出导致进一步致密化。

在溶解-析出阶段后期,随着扩散的进行,晶粒产生合并、聚集,晶粒形状发生改变和协调,从而导致空隙的消除。液相数量根据扩散距离和晶粒形状协调适应而对溶解-析出产生影响。此时,固相在液相中的溶解度和扩散产生的物质迁移都很重要,晶粒形状取决于固-液、固-固界面能、液相数量和固相表面的晶粒取向。此时,钨晶粒产生平滑和球化以减少固-液界面能,空隙界面能降低,空隙得以消除。

3、固相骨架形成和晶粒长大阶段。经过前两个阶段,颗粒互相靠拢,在颗粒接触表面同时产生固相烧结,形成牢固的固相骨架。在此阶段,致密化较慢,固相骨架形成阻碍颗粒重排,而且固相扩散效应会使晶粒进一步长大。如果坯块中含有气体而不能逸出来,会使残余空隙进一步长大甚至产生坯块膨胀。因此,烧结时间过长会使合金性能降低。

 

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钨合金赛车配重

以清洁金属为原料生产的高比重钨合金配重块是无公害、符合国际环保标准的。它比重大(>18g/cm3),体积小,故抗强风,入水轻,下沉快,是铅坠最佳替代产品,畅销欧美等发达国家。

高比重合金形象地被称作3高(或3H)合金,即:高密度、高强度、高硬度合金,因此高比重合金的一个重要用途便是广泛被应用的配重件。机械用的平衡锤、飞锤;石油等钻探行业使用的加重杆;钟表摆锤;防震刀杆、平衡配重球等手机、游戏机等使用的振子;航海、帆船等的压舱配重块、配重部件等;航空航天中使用的陀螺仪、飞机配重件等等。

将钨合金赛车配重加入车内,可以保持赛车在运行中的高表现,提供车的可控制度。由于钨合金的高抗拉强度和硬度,所以它可以用于有限空间,如赛车内。钨合金产品的高密度大大减小了组件的物理尺寸。这样可以更容易控制重量分配,增加控制机制的灵敏度。当大量材料需要被放置在一个狭小的空间里,钨合金成为最理想的材料。钨合金用于曲轴配重,钨合金曲轴的设计可以抵消杆和活塞的重量。关键的是曲轴必须平衡的将定制的活塞和活塞杆结合起来。由于钨合金具有高密度的特征,所以常被用作钨合金赛车配重,并使用于赛车比赛中,以便优化了赛车的性能,更好地平衡与控制汽车的运行。


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