钨合金电镀技术发展前景利好 把握板块轮动2022-03-04

钨合金是由导电性高的铜和难熔金属钨组成。金属钨和铜之间既不互相溶解也不形成金属间化合物，只能形成假合金，因此，W-Cu合金呈现出钨的耐高温、高硬度、低膨胀系数和铜的高导热、导电性、好的塑性等综合优异性能。由于这类合金耐电弧烧蚀、耐熔焊、耐冲击、机械强度高，因此，广泛应用于高“腐蚀”高“磨损”的环境中。

    钨合金电镀代铬技术

    钨合金电镀代铬技术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。因此，寻找代铬工艺已经成为所有制造业的需要。

    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。

    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。

    钨合金电镀攻克抽油杆防腐难题

    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******产品。

    耐磨性：在干摩擦和加油润滑情况下均有极佳的耐磨性。油边界润滑情况下，摩擦系数低，在同等对偶条件下，摩擦副的磨损量比硬铬层的磨损量小很多。

    耐蚀性：具有耐H2S、CO2、NaCl等腐蚀性介质，中性盐雾试验300小时可达10级，5%硫酸、盐酸和有机酸均对它无影响。

    镀层由A、B、C三层构成，通过工艺控制，Ｃ层为非晶态结构，B层为层状结晶，A层为柱状结晶，且各层电极电位Ｃ＞Ａ＞Ｂ，由于结晶不同，柱状孔隙与片状孔隙不易重合在一点上，孔隙率减小，腐蚀的机率就下降。镀层破坏后，在腐蚀的环境中，因B层电位最低，做为阳极，造成B层的横向腐蚀，先B层发生保护性腐蚀，后Ａ层发生腐蚀，有效保护了基体，所以ABC结构具有明显的抗蚀性能。

    对于工况相对恶劣(矿化度>100000mg/l)时，可采用ＡＢＣ+高分子材料封闭结构。外加减磨高分子材料封闭结构层，具有减磨、耐磨特性，有效保护油井管杆，且隔离腐蚀介质与镀渗层的接触，在ABC结构基础之上进一步增加油管、抽油杆的抗蚀耐磨性能。

    镀钨基合金防腐油管、套管技术要求：

    1、选材的化学成分符合SY/T6194-2003中7.1的化学成分要求，进厂后进行金相试验和拉力试验，合格后方可使用。

    2、表面的内镀层厚度≥20μm，镀层质量符合热震法要求。

    3、镀后机械性能应满足SY/T6194-2003中的要求。

    4、镀后表面质量应满足针孔率每平方米不超过3个。

    5、镀后的外形尺寸应符合SY/T6194-2003中8.2的要求。

    6、镀后密封面和螺纹尺雨应符合GB/T9253.2-1999中4.2.2和4.2.3的要求。

    7、盐雾喷射试验96小时不变色。

    8、人造海水浸泡法60小时不变化。 

    镀钨基合金防腐抽油杆、光杆技术要求：

    1、选材符合SY/T5029-2003中的材质要求，进厂后进行金相试验和拉力试验，合格后方可使用。

    2、表面镀层厚度≥20μm，镀层质量符合热震法要求。

    3、镀后力学性能应满足SY/T5029-2003中的力学性能要求。

    4、镀后表面质量应满足针孔率每平方米不超过3个。

    5、镀后的外形尺寸应符合SY/T5029-2003中7.1的要求。

    6、螺纹应符合SY/T5029-2003中9.5的要求。

    7、维护与装卸应符合SY/T5643-1995的要求。

    8、盐雾喷射试验96小时不变色。

    9、人造海水浸泡法60小时不变化。

    钨合金入选*********新材料产品目录

    据慧聪表面处理网编辑了解，将出台的战略性新兴产业规划中的新材料部分将主要集中于对产业中下游的扶持，与工信部正在起草的《稀有金属专项规划》形成衔接，《稀有金属专项规划》将主要针对采矿、冶炼方面。

    另外，对于此前业内流传的拟对十种稀有金属品种进行收储的政策，权威人士说，截至目前，发改委方面仅对稀土收储做过专项调研，因行业内分歧巨大，至今未能达成统一意见，对稀土的收储短期内难以成行。对于其他稀有金属的收储计划，发改委未做过任何形式调研，也暂无计划。但就有色金属行业就上报的近百种新材料品种，其中钛材及钨深加工产品（硬质合金）已确定入选*********新材料目录。