鎢合金電鍍技術(shù)之所以被稱為鎢合金電鍍代鉻技術(shù)是因為鍍鉻技術(shù)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。
一、誕生背景
鍍鉻是一種傳統(tǒng)的加工技術(shù),廣泛用于功能性鍍層和裝飾性鍍層領(lǐng)域,美國每年鍍鉻工業(yè)產(chǎn)值達(dá)80億美元,中國超過100億人民幣。但該技術(shù)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(chǎn)生的六價鉻是一種危險的致癌物。尋找代鉻工藝因此也成為所有制造業(yè)的需要。鎢合金電鍍技術(shù)從此應(yīng)運而生。
二、配方
目前在市場上推廣的配方中較普遍的是“鎳鎢磷”,該配方控制簡單,溶液穩(wěn)定,滿足目前環(huán)保的高要求,因此一開始多用該配方對各行業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行實驗性加工。
最初認(rèn)為“鐵鎳鎢”配方較耐磨,當(dāng)某些應(yīng)用條件下鎳鎢磷的性能難以滿足產(chǎn)品要求時,多以此鍍種替代?!版囨u”或“堿性鎳鎢磷”在內(nèi)壁加工中應(yīng)用較多,優(yōu)點是分散能力高于其他,但在維護(hù)上還有一定的技術(shù)難度,應(yīng)用并不廣泛。
除此之外,還有人做出了鎳鎢銅、鎳鎢鎂等,可見調(diào)制配方難度并不大。配方的可持續(xù)性和穩(wěn)定性以及維護(hù)和控制難度,決定了這些配方在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。
三、主要技術(shù)優(yōu)勢
1.克服了現(xiàn)有鍍鉻技術(shù)Cr6+對環(huán)境的嚴(yán)重污染。
2.在硬度、耐磨耐蝕等主要性能上優(yōu)于鍍鉻。
3.物料利用率高,生產(chǎn)成本較低。
4.可以充分利用現(xiàn)有的鍍鉻技術(shù)設(shè)備,改造工程小。
5.鍍層持久使用壽命長。
鎢合金電鍍之所以性能如此優(yōu)越,是因為鎢合金電鍍后所得的鍍層是新的合金材料,鍍態(tài)為非晶結(jié)構(gòu),經(jīng)不同的熱處理工藝,可轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷A雜納米晶或納米晶結(jié)構(gòu),經(jīng)國家權(quán)威部門檢測,該合金具有良好的耐磨、耐酸、耐堿、耐鹽霧等性能,以及優(yōu)異的抗高溫氧化性能,與基底材料有很好的結(jié)合力。
四、應(yīng)用
鎢合金電鍍的應(yīng)用經(jīng)過了十幾年的歷程,起初其用在替代裝飾性套鉻,但在試用此技術(shù)時發(fā)現(xiàn)加工出的產(chǎn)品更適合用于功能性電鍍。鎢合金電鍍首先應(yīng)用于液壓設(shè)備和石油機械,后逐步擴展到其他行業(yè)。
腐蝕與磨損是石油鉆井設(shè)備和采油設(shè)備在礦場應(yīng)用中碰到的兩大難題。為了延長油管抽油桿的使用壽命,必須提高油管抽油桿的耐磨和防腐性能。通過鎢基合金電鍍技術(shù),生產(chǎn)出的鍍滲鎢基合金防腐耐磨油管抽油桿對解決磨損與腐蝕這兩個難題具有顯著效果。它具有以下優(yōu)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。
由此可見,鎢合金電鍍技術(shù)在石油機械行業(yè)的應(yīng)用,不但可以解決電鍍鉻帶來的污染問題,更重要的是可以提高中國石油機械制造業(yè)各類關(guān)鍵性零部件產(chǎn)品的性能,給整個石油機械制造業(yè)帶來了變革,促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈的整體升級,使我國在該產(chǎn)業(yè)上達(dá)到國際領(lǐng)先的水平,解決了我國高端鉆采設(shè)備依賴國外進(jìn)口設(shè)備的現(xiàn)狀。