钨合金电镀技术

钨合金电镀技术之所以被称为钨合金电镀代铬技术是因为镀铬技术在长期使用中暴露出一些缺点,而钨合金是铬的良好替代品。

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一、诞生背景

镀铬是一种传统的加工技术,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。但该技术致命的缺点是: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。寻找代铬工艺因此也成为所有制造业的需要。钨合金电镀技术从此应运而生。

二、配方

目前在市场上推广的配方中较普遍的是“镍钨磷”,该配方控制简单,溶液稳定,满足目前环保的高要求,因此一开始多用该配方对各行业产品进行实验性加工。

最初认为“铁镍钨”配方较耐磨,当某些应用条件下镍钨磷的性能难以满足产品要求时,多以此镀种替代。“镍钨”或“碱性镍钨磷”在内壁加工中应用较多,优点是分散能力高于其他,但在维护上还有一定的技术难度,应用并不广泛。

除此之外,还有人做出了镍钨铜、镍钨镁等,可见调制配方难度并不大。配方的可持续性和稳定性以及维护和控制难度,决定了这些配方在大规模生产中的应用。

三、主要技术优势

1.克服了现有镀铬技术Cr6+对环境的严重污染。
2.在硬度、耐磨耐蚀等主要性能上优于镀铬。
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技术设备,改造工程小。
5.镀层持久使用寿命长。

钨合金电镀之所以性能如此优越,是因为钨合金电镀后所得的镀层是新的合金材料,镀态为非晶结构,经不同的热处理工艺,可转变为非晶夹杂纳米晶或纳米晶结构,经国家权威部门检测,该合金具有良好的耐磨、耐酸、耐碱、耐盐雾等性能,以及优异的抗高温氧化性能,与基底材料有很好的结合力。

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四、应用

钨合金电镀的应用经过了十几年的历程,起初其用在替代装饰性套铬,但在试用此技术时发现加工出的产品更适合用于功能性电镀。钨合金电镀首先应用于液压设备和石油机械,后逐步扩展到其他行业。
腐蚀与磨损是石油钻井设备和采油设备在矿场应用中碰到的两大难题。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。通过钨基合金电镀技术,生产出的镀渗钨基合金防腐耐磨油管抽油杆对解决磨损与腐蚀这两个难题具有显著效果。它具有以下优点: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。

由此可见,钨合金电镀技术在石油机械行业的应用,不但可以解决电镀铬带来的污染问题,更重要的是可以提高中国石油机械制造业各类关键性零部件产品的性能,给整个石油机械制造业带来了变革,促进了产业链的整体升级,使我国在该产业上达到国际领先的水平,解决了我国高端钻采设备依赖国外进口设备的现状。

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