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碳化钨钢耐磨产品(WCSP)
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碳化钨钢耐磨产品
关于WCSP WCSP用途 WCSP性能 供货及计价
 WCP性能
  WCSP是采用高能离子使WC注渗到钢基体内,表面具有特殊的组织机构,形成耐磨性很高的碳化钨(WC)富集层。WC属高硬陶瓷材料,硬而脆,除了作研磨材料外,WC很少直接使用。20世纪20年代,科学家发明了WC基硬质合金,作为刀具、模具、量具以及钻具使用,其耐磨性为高速钢15-20倍,实现了一次工具革命。当其它行业欲用碳化钨其硬质合金为耐磨材料时,发现用粉末冶金方法制造的硬质合金,需要专门的压机和烧结炉,不可能制造出工程界期望的大尺寸和复杂形状零部件。另外,硬质合金耐磨性虽高,但韧性较差,脆性较高,价格较贵。这些因素使硬质合金只在工、量、模、钻具中得到很好应用,在其它机电产品中则应用较少。为了把硬质合金能够应用到其它机电产品中,工程界发展了碳化钨堆焊技术,解决了部分复杂形状零部件表面抗磨的难题。我公司在国内外采用高能离子注渗技术,能在各种复杂形状零部件的钢基体上注渗进碳化钨,具有很高耐磨性的碳化钨富集层达到0.3-0.5mm,碳化钨硬化层达到1-1.5mm。该产品具有高硬、高韧,特别耐磨。
WCSP低倍金相组织
WCSP微观组织的SEM形貌

WCSP主要性能有:

   一、WCSP具有良好的综合力学性能和很高的耐磨性:碳化钨注渗进钢基体内,形成冶金结合,各自浓度成梯度变化,没有宏观界面,形成特殊的组织机构,其微观组织特征详见图1和图2。碳化钨和钢基体两者优势互补。它的表面具有碳化钨的高硬度、高耐磨性,其抗拉强度和抗疲劳性,也比钢基体有大幅度提高。心部则保持所选钢基体原有的高强度、高韧性。在表面和心部间还存在一个性能渐变的梯度过渡区,有效地避免了性能突变时可能引起的材料破坏。表面硬度根据客户要求以及被选择的钢基体性能,可在HRC45-64之间变动。WCSP的硬度不是衡量耐磨性唯一因素,软基体中WC同样具有耐磨性,只是比硬基体耐磨性稍差一些。硬度由表及里分布情况详见图3。在冶金、电力、建材等行业各种剧烈磨损工况条件下,WCSP中的碳化钨硬化层厚度只在1-1.5mm之间,但都表现出良好的综合力学性能和很高的耐磨性,其使用寿命达到原用耐磨材料的3-10倍,有的达到20倍以上。无数实践已证明WCSP具有很高的耐磨性,但理论研究滞后实践,目前的一些金属学理论和抗磨理论,对WCSP为什么具有如此高的耐磨性,还不能获得满意的解释,有待进一步从理论上加以研究。

   二、WCSP具有高的红硬性和热强性:冶金、电力、水泥等行业在400-800℃温度下工作的设备,这些设备要求具有耐热性能的同时还要具有高的抗磨性能。WCSP在800℃以下温度工作,不但热强性好,而且硬度也高,耐磨性很好。为了进一步增加耐热耐磨效果,还可在注渗WC过程中同时渗进提高耐热性能的其它成份,这些成份的含量都可以根据需要进行控制,以达到在提高红硬性的同时增加热强性的抗氧化能力。WCSP使用在冶金烧结系统、高炉布料系统耐热耐磨零部件,电力和水泥行业燃烧器及烟道防磨零部件等方面,都取得了十分满意的耐热及抗磨效果。

   三、WCSP工艺性好:WCSP生产工艺是:以钢铁为原材料,经机械加工制造出来各种零部件,通过高能离子注渗技术,在这些零部件表面注渗进WC。产品形状不受限制,工件尺寸范围较宽,特大型零件可在注渗碳化钨后进行焊接组装;注渗工艺与热喷涂、堆焊等工艺截然不同,在注渗时,工件表面光洁度不受破坏;注渗在一定温度下进行,工件精度稍有减低,但由于高能注渗技术所形成的注渗层较厚,进行少量磨削等精加工后,也能保持高的耐磨性。在高能离子注渗过程中,对客户要求的那些磨损快的部位,可增加WC含量,对客户不需要防磨的一些部位,也可少注渗或不注渗进WC。由于WCSP工艺性好,使它能在许多行业的耐磨设备上获得广泛应用,不但提高了设备寿命,还为这些行业解决了许多技术难题和关键。

   四、WCSP性能价格比高:目前普遍使用的高铬或稀土耐磨合金钢,铸石都很笨重。喷涂陶瓷或堆焊碳化钨,为防止工艺变形也需要较厚的钢基体。WCSP产品抗磨是靠厚1-1.5mm内的碳化钨的高硬度和特殊组织机构达到的,钢基体厚度只需要8-20mm,使过去为了抗磨目的做得笨重的设备又变得轻便。材料成本、安装和维修费用都减少了。WCSP产品经过各种条件下耐磨试验,以及一百多家冶金、电力、建材、机械等客户实际使用结果证明:根据不同的工况条件,WCSP耐磨寿命为淬硬工具钢的4-15倍,是堆焊碳化钨材料的3-8倍。WCSP重量轻、寿命长、维修少,保证生产长期安全运行。因此,它的性能价格比高于其他耐磨材料,使用WCSP替代传统的耐磨材料将为客户带来的经济效益。

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