简介

钨合金电镀工艺是一种传统的加工工艺，也被称之为钨合金电镀代铬技术。主要用于金属防腐蚀和防磨损，延长使用寿命。

历史发展

钨合金电镀工艺之所以被称之为钨合金电镀代铬技术是因为镀铬工艺在长期使用中暴露出一些缺点，而钨合金是铬的良好替代品。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。寻找代铬工艺也成为所有制造业的需要。钨合金电镀工艺从此应运而生。

工艺特点

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。

工艺优点

    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。

实际运用

石油钻井设备和采油设备在矿场应用中碰到两大难题：腐蚀与磨损。为了延长油管抽油杆的使用寿命，必须提高油管抽油杆的耐磨和防腐性能，某企业据国家863计划最新成果--钨基合金电镀技术，生产出镀渗钨基合金防腐耐磨油管抽油杆（ＤＳＷ），它是一种高新科技产品，具有以下优点：镀层的耐磨、耐蚀方面具有很好的综合性能；镀层均匀；物料利用率高，能耗和水耗比较低；没有污染，是环保产品。该产品是解决磨损与腐蚀这两个难题的最佳产品。

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钨酸用途

1、用于媒染剂、分析试剂、催化剂、水处理药剂，制造防火、防水材料，以及磷钨酸盐、硼钨酸盐等。

2、用于制造金属钨、钨酸、钨酸盐等。

3、用于媒染剂、颜料、染料、油墨。

4、纺织工用作织物加重剂，本品用作织物助剂，由钨酸、硫酸铵磷酸铵等组成的混合物用于纤维的防火和防水。此种纤维可制作防火人造丝和人造棉。亦可用于皮革鞣制。

5、用于电镀镀层防腐。

6、用作助溶剂引入瓷釉色料能起降低烧成温度和补色作用。

7、用于石油工业及航空、航天材料的制造。

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已知的钨酸有多种,都是由三氧化钨WO3相互组合后,与水以不同比值、不同形式结合而成的多聚化合物。已知的钨酸有黄钨酸、白钨酸、偏钨酸等。

黄钨酸

常见的一种钨酸，简称钨酸，为淡橙黄色粉末；随制备条件不同组成略有差异,当组成为WO3·H2O时，密度为5.5克/厘米3，100℃时脱水；不溶于水,浸渍后，逐渐胶化，溶于氨水、碱性溶液和浓盐酸中。黄钨酸灼烧脱水生成三氧化钨WO3,为鲜艳的淡黄色晶体或粉末，密度为7.16克/厘米3,熔点1473℃。黄钨酸由钨酸钠Na2WO4·2H2O溶液加盐酸酸化，变成聚钨酸钠溶液，然后在热的溶液中加入过量浓盐酸制备。用这种方法制得的黄钨酸含有钠杂质，近年来已改用离子交换法和溶剂萃取法。

白钨酸

微晶形的白色粉末,n:m>1.3,n与m的比例随制备和干燥条件而不同。白钨酸具有显著的活泼性，稍有光敏性，易于还原。由钨酸钠溶液滴加入稀硝酸中制得。用硝酸分解过氧化钨酸盐水溶液，也能得粉状白钨酸，其活泼性比微晶型粉状白钨酸差。白钨酸可用于制备多种含钨同多酸和杂多酸，也能用于制备碳化钨、低价钨的原子簇金属化合物等。

偏钨酸

一种聚钨酸，是多种钨酸中结构已经确定的唯一化合物,为无色晶体。它属于12-钨同多酸类,简单的结构式为H6【H2(W3O10)4】·nH2O，n为10或23；密度为3.93克/厘米3,于50℃时分解；溶解度很大,为88.57克/100厘米3水(25℃)。由偏钨酸的盐转化而得。偏钨酸盐是20世纪70年代末发展起来的重要工业产品，主要用作催化剂。偏钨酸铵可由仲钨酸铵制得，也可以从微晶形粉状白钨酸制得。其他很多偏钨酸盐，包括各种金属盐和多碳铵盐等，都可以直接或间接地从微晶形粉状白钨酸制得。仲钨酸铵是另一种聚钨酸盐，简单结构式为(NH4)10【H2W12O42】·nH2O，由钨酸钠溶液通过离子交换法制得，没有能得到相应的游离酸。灼烧仲钨酸铵可得不含钠的三氧化钨。

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钨酸的工艺过程：

苏打烧结法工艺流程

黑钨精矿苏打烧结法将钨精矿磨碎过180目筛。按下面比例配料：WO320%～22%，苏打为理论量的1.15倍左右，硝石为钨矿量的1%～4%。将配好的料混匀后送至烧结炉中，在800～900℃下烧结。熔炼2～3h，冷凝，粉碎，送至浸出器中。加热软化水，浸出，用圆筒过滤机过滤，滤出的溶液经除杂净化，浓缩，结晶，脱水得产品。


钨精矿苏打溶液压煮法将白钨矿磨碎加水制浆，打入压煮器内再加入比理论量过量1.5倍的苏打，装料完毕在搅拌下加热至200～225℃，分解4h。将浸出物过滤，滤液打入净化器经除杂处理后，打入蒸发器浓缩。冷却结晶得产品。

苛性钠溶液分解法将焙烧好的黑钨精矿粉碎过320目筛。用皮带输送至加料斗中计量后加入碱煮锅内。加水搅拌，在80～90℃下滴加35%的NaOH溶液。精矿与碱液的质量比为1﹕(1.5～2.0)。滴加完毕后在0.1～0.15MPa下煮沸4h左右。静置，料浆澄清后过滤。滤液打入净化器进行除杂处理后，进蒸发器浓缩。冷却结晶脱水得产品。

生产方法

钨矿石碱解法将黑钨矿粉碎至320目，与30%烧碱加人反应器中进行碱解，碱解后与氯化钙作用合成钨酸钙，钨酸钙与盐酸反应生成钨酸，再与烧碱反应生成钨酸，经蒸发结晶、离心脱水、干燥，即得钨酸成品。

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