在工业生产中,桨叶作为众多设备的关键部件,其性能直接影响着设备的运行效率和使用寿命。尤其是在高速混合机、混料机等设备上,桨叶长期处于高速运转、物料摩擦冲击的环境中,磨损问题尤为突出。而碳化钨耐磨桨叶的出现,为解决这一难题提供了理想的解决方案。
碳化钨材料的卓越特性
碳化钨(WC)是生产硬质合金的主要原料,化学式为WC,呈黑色六方晶体,有金属光泽,硬度与金刚石相近,是电、热的良好导体。其熔点高达2870℃,沸点6000℃,相对密度15.63(18℃)。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸,易溶于硝酸 - 氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎,若掺入少量钛、钴等金属,就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨,常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物,以提高抗爆能力。
在碳化钨中,碳原子嵌入钨金属晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成间隙固溶体,因此也称填隙(或插入)化合物。这种特殊的结构赋予了碳化钨诸多优异性能,如热稳定性好、耐磨性好、抗冲击性能好等。
碳化钨耐磨桨叶的显著优势
超高的耐磨性能:碳化钨材料本身的高硬度使得碳化钨耐磨桨叶具有出色的耐磨性。在高速混合机等设备中,物料与桨叶之间频繁摩擦,普通桨叶很快就会磨损,而碳化钨耐磨桨叶能够有效抵抗这种磨损,大大延长了桨叶的使用寿命。例如,桨叶耐磨碳化钨涂层,采用JP8000超音速火焰喷涂工艺,在桨叶受力面进行喷涂,可获得致密度高、综合性能不错的涂层,经热喷涂工艺加工后,可使桨叶几倍或几十倍地提高使用寿命。
高强度与结合强度:超音速喷涂工艺下,碳化钨涂层的密度和强度比较高。一般音速的五倍左右的喷涂速度,使得金属涂层能够有效提高涂层的密度和强度。同时,涂层致密度比较高,降低了气孔率,从而提高了涂层与桨叶基体的结合强度,保证了工件表面使用强度。
工件不变形:在高速运转的情况下,碳化钨耐磨桨叶能够有效保证工件不变形,提高了设备的实用性能。这对于需要精确控制和稳定运行的设备来说至关重要,能够确保设备的正常运行和生产效率。
碳化钨耐磨桨叶的应用领域
塑料机械领域:高速混合机是塑料制品加工行业应用最广泛的辅助设备之一,主要用于原料混合和改性等领域。随着塑料改性技术快速发展,玻璃纤维、玻璃微珠等硬质填充剂的填充量越来越多,对高速混合机桨叶提出了更高的耐磨要求。碳化钨注渗钢基合金(WCSA)技术,即在钢铁零部件表层内注渗进高耐磨的碳化钨,应用于高速混合机桨叶上,使桨叶的耐磨性达到普通的1Cr18Ni9Ti铸件桨叶的4倍以上,达到和超过了国外高耐磨合金或硬质合金喷涂的桨叶的使用寿命。这种桨叶广泛应用于玻璃微珠、铁氧体、陶瓷等改性塑料领域高速混合机中,不但提高了该机使用寿命,还降低了磨耗微粒对混合塑料造成的污染。
矿山、冶金和建筑行业:碳化钨因其出色的耐磨性和耐冲击性,在这些行业中也发挥着重要作用。在建筑行业中,碳化钨材料用于制造耐磨地板和建筑配件,提高了建筑物的耐用性和美观度。
碳化钨耐磨桨叶的制备工艺
超音速喷涂工艺是制备碳化钨耐磨桨叶的常用方法之一。在超音速喷涂过程中,碳化钨粉末以极高的速度喷射到桨叶表面,形成致密的涂层。这种工艺不仅能够保证涂层的质量和性能,还能够适应不同形状和尺寸的桨叶。此外,碳化钨注渗钢基合金技术也是一种有效的制备方法,通过在钢铁零部件表层内注渗进高耐磨的碳化钨,使零部件表层获得WC“盔甲”,提高硬度和抗磨性能。 |