離子注滲WC材料產(chǎn)品

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1、性能WCSA是采用高能離了使WC注滲到鋼基體內(nèi)，使表面形成耐磨性很高的碳化餌（WC）富集層和特殊的組織結(jié)構(gòu)。WC屬髙硬陶瓷材料，硬而脆，除了作研磨材料外，WC很少直接使用。20世紀(jì)20年代，科學(xué)家發(fā)明了以鉆粘結(jié)的WC基硬質(zhì)介金。作為刀具、模具、量具以及鉆具使用，其耐磨性為高速鋼15-20倍，實(shí)現(xiàn)了一次工具革命。當(dāng)其它行業(yè)欲用碳化鈣基駛質(zhì)合金為耐熔材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)粉末冶金方法制造的換質(zhì)合金，需要專門的壓機(jī)和燒結(jié)爐，不可能制造出工程界期望的大尺寸和復(fù)雜形狀零部件。另外，碩質(zhì)合金耐磨性雖高，但韌性較差，脆性較高，價(jià)

2、格較貴。這些因素使硬質(zhì)合金只在工、量、模、鉆具中得到廣泛應(yīng)用，在其它機(jī)械產(chǎn)品中則應(yīng)用較少。為了把破質(zhì)合金應(yīng)用到其它機(jī)械產(chǎn)品屮，工程界發(fā)展了碳化鴿堆焊技術(shù)和鑲嵌技術(shù)，解決了部分面積較大或形狀復(fù)雜的冬部件的表面抗磨問題。但堆焊碳化鉤工藝復(fù)雜，堆焊層表面粗糙度較高，堆焊層內(nèi)有許多孔隙，使用屮易脫落；鑲嵌換質(zhì)合金在使用中，特別是用在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)屮的耐磨零部件，也經(jīng)常發(fā)生因鑲隕不牢，而提前脫落失效或損壞其他機(jī)械零件的問題。北京永固運(yùn)通表面合金科技有限公司在國內(nèi)外率先釆用高能離子注滲技術(shù)，能在各種復(fù)雜形狀冬部件的鋼基體上

3、注滲進(jìn)碳化鈣，形成高耐濟(jì)的碳化餌注滲鋼基介金（WCSA）oWCSA中碳化鈣富集層達(dá)到0.3-0.5mm,碳化鈣碩化層達(dá)到1.2-1.5毫米。該合金具有高硬、高強(qiáng)、高韌、高耐磨性，是鋼的衣面改性技術(shù)，儀器儀農(nóng),機(jī)械零部件表而改性工藝技術(shù)的重要突破，填補(bǔ)了國內(nèi)外硬而就磨材料的一項(xiàng)空白,具冇國際先進(jìn)水平。WCSA主要性能和性價(jià)比如下：1WCSA具有良好的綜合力學(xué)性能和很高的耐磨性碳化餡注滲進(jìn)鋼基休內(nèi)，形成冶金結(jié)合，各自濃度成梯度變化，沒有宏觀界面，形成特殊的組織結(jié)構(gòu)，其微觀組織特征詳見圖一。碳化鴇和鋼基體兩者優(yōu)

4、勢(shì)互補(bǔ)，它的表曲具冇碳化鈣的髙H更度、高耐磨性。由于鋼基體表層外來離子的轟擊和注入，在表層產(chǎn)生壓應(yīng)力；無數(shù)外來離子進(jìn)入表層內(nèi)，充填和釘札在表層廉存在的位錯(cuò)、空位等缺陷處，無數(shù)外來離子又使普通鋼基體表層合金化和強(qiáng)化，這一切使表層的拉伸強(qiáng)度和抗疲勞性均冇很大提高。而心部則保持了所選鋼基體原來的強(qiáng)度和韌性。在表面和心部間還存在一個(gè)性能漸變的梯度過渡層，有效地避免了性能突變時(shí)可能引起的材料破壞。表面便度根據(jù)客戶要求以及被選擇的鋼基體性能，可在HRC45-68Z間變動(dòng)。WCSA的碩度不是衡量耐磨性唯一因素，軟鋼基體

5、中WC同樣具有耐磨性，只是比碩鋼基體耐磨性稍差一些。Q235鋼注滲WC后，其顯微硬度由表及里分布情況詳見圖二。在冶金，電力,建材等行業(yè)各種劇烈磨損工況下，WCSA屮的碳化餌碩化層厚度只在1.2-1.5＜米2間，其喚度稍髙于鋼基體硬化硬度。但實(shí)踐證明，WCSA的耐磨性能是鋼基體材料的兒倍到兒卜倍。這是因?yàn)閃CSA是由顆粒尺寸比納米還小數(shù)十倍的離子冶金而成，外來離子經(jīng)過電子交換后在鋼基體內(nèi)有的以晶體形式出現(xiàn)，有的則在晶體中某一個(gè)點(diǎn)陣中存在。WCSA抗磨主耍是靠分布在鋼基體內(nèi)眾多微小的WC顆粒來實(shí)現(xiàn)，鋼基體表層

6、的強(qiáng)度和破度只是反映WC顆粒遭受磨擦?xí)r不致被磨損掉的支持能力。離子表面冶金后，在鋼基體農(nóng)層內(nèi)WC顆粒尺寸微小，數(shù)呈眾多，髙度彌散，捉高了鋼基體農(nóng)層的強(qiáng)度和破度，增強(qiáng)了對(duì)WC顆粒支持能丿J,WC本身高的抗磨本領(lǐng)得到了充分發(fā)揮，宏觀表現(xiàn)出來的結(jié)果就是耐磨性很窩。也町以說在基體表層形成了特殊組織的WC“盔甲”，有WC“盔甲”把關(guān)，由表及里的磨損則奈何不得！有關(guān)WCSA為什么具有如此高的耐磨性，還有待進(jìn)一步從理論上加以系統(tǒng)研究。2WCSA具有較高的紅硬性、熱強(qiáng)性和急冷急熱穩(wěn)定性WCSA在800°C以下溫度工作，不

7、但熱強(qiáng)性好，而且碩度也高，耐磨性很好。為了進(jìn)一步增加耐熱耐磨效果，還町在注滲WC過程中同時(shí)滲進(jìn)耐熱成分，這些成份的含最町根據(jù)需婆加以控制以達(dá)到增加熱強(qiáng)性，提高防氧化能力。山于WCSA中WC及注滲的其它成分在鋼基體內(nèi)是冶金結(jié)介，彌散分布，強(qiáng)韌結(jié)合。雖然兩者膨脹系數(shù)不同，但有梯度過渡層起緩沖作用，這一切就使WCSA具有在急冷急熱條件下長期服役的本領(lǐng)。WCSA使用在冶金燒結(jié)系統(tǒng)、高爐布料系統(tǒng)、軋鋼導(dǎo)衛(wèi)系統(tǒng)耐熱耐熔零部件，電力和水泥等行業(yè)的燃燒器、沸騰爐爐管、煙道耐熱防磨零部件等方面，都取得了十分滿意的耐熱及抗磨

8、效果。特別是處在急冷急熱工況下使用效果更佳。1WCSA工藝性好WCSA牛產(chǎn)工藝是：以鋼鐵為原材料，經(jīng)機(jī)械加工制造出各種零部件，通過高能離子注滲技術(shù),使WC注滲進(jìn)這些零部件的表層內(nèi)。產(chǎn)品形狀不受限制，工件尺寸范圍較寬，特大型零件可在注滲碳化鈣后進(jìn)行焊接組裝;注滲工藝與熱噴涂、堆焊等工藝截然不同，在注滲時(shí)，工件表面粗糙度不受破壞；注滲在高能離子不斷轟擊下進(jìn)行，煙草機(jī)械,帶能量的離子轟擊時(shí)使丁?件升溫，由于熱變形使工件尺寸和形位粘度