抗氧化耐高温磨损 WC 基涂层

信息来源: 发布时间:2021-12-13 10:28:00

 

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抗氧化耐高温磨损 WC 基涂层

 

 

成果完成人

殷晓强 / 邓鈺珂

所属行业

新材料

成果简介

在传统 WC-Co 涂层中引入适量添加剂原位生成具有高稳定性的 Co 基化合物替代单质金属 Co,开发出在高温下具有超强耐磨性能的新型 WC 基涂层,解决了长期以来 WC 基涂层极少在 450oC 以上高温环境中应用的国际难题。该 新 型 WC 基 涂 层 室 温 硬 度 (HV0.3)>13GPa ;在 600-800oC 范 围 内 显 微 硬 度 (HV0.5)>10GPa,是目前在高温环境下应用较多的 Cr3C2-NiCr 涂层硬度的 2 倍以上,同时具 有与 Cr3C2-NiCr 涂层相媲美的抗氧化性和耐蚀性,相同检测条件下高温磨损速率仅为其 1/4。

应用范围

主要适用于钢铁冶炼、石油化工、热电能源等领域中面临的高温氧化、腐蚀,同时需求高 耐磨性的工况环境,如锅炉管道、高温密封件、镀锌沉没辊、流化床高温耐磨部件等。
技术优势 相比于现有的 WC 基涂层,开发的新型 WC 基涂层在镀锌沉没辊抗熔锌磨蚀的应用中,使用寿命可延长 1 倍以上。
 

 

高强韧硬质合金工模具坯材

 

 

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殷晓强 / 邓鈺珂

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新材料

成果简介

以自主开发的超细/纳米 WC 类复合粉末为原料,基于目前国内企业常用烧结设备,开发出 特色烧结工艺,制备出不同粘结相含量和晶粒尺寸级别、性能达到国际先进水平的系列超细晶 硬质合金块体材料,平均晶粒尺寸 200-500nm,硬度 HRA90-93.5,断裂韧性 12.0- 20.0MPa·m1/2,横向断裂强度 4500-5200MPa,性能得到国际著名硬质合金企业和国内权威 资质机构检测认定。利用真空烧结、热压烧结、热等静压烧结等技术,结合原料粒径匹配和烧结工艺优化,制 备出平均晶粒尺寸>8μm 的组织均匀、性能稳定的超粗晶硬质合金块材,具有硬度>HRA90.0、 断裂韧性>15.0MPa·m1/2 的优良力学性能
应用范围 已有应用情况:微钻、高温合金切削刀片、立铣刀、模具等;高耐磨和高冲击韧性工具材

技术优势

具有高强韧性能的烧结硬质合金是高速切削刀具、PCB 微钻、精密模具等高端硬质合金制 品加工所需的关键坯材。而获得高强韧的硬质合金工模具坯材需要超细和纳米尺度的 WC-Co 类复合粉末作为原材料以及配套的烧结工艺技术,有关高品质粉末材料和先进烧结技术目前国 内均急需开发,因此在高附加值硬质合金制品方面具有非常大的市场成长空间

 

高性能硬质合金的规模化制备技术与工程应用

 

 

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成果简介

本研究团队多年从事高性能硬质合金的研发工作,在硬质合金设计制备及结构性能关系等 方面,于国际知名期刊发表学术论文 150 余篇,在创新制备技术方面拥有授权/公开发明专利 50 余项。有关技术成果已在多家硬质合金企业中试、产业化和实现工程应用。尤其在纳米 WC 基复合粉末、纳米结构喷涂材料、耐磨耐蚀硬质合金涂层、高强韧硬质合金烧结块材/棒料等方 面,具有多项创新成果。

应用范围

已有应用情况:暂无
技术优势 目前国内市场上无粒径在 200nm 以下 WC-Co 类复合粉末产品,且非常缺乏同时满足耐磨、 耐蚀、抗氧化等综合性能的涂层材料。应用本成套技术,结合本团队建立的硬质合金协同综合 高性能化的理论体系,在高端硬质合金产品领域具有十分重要的推广应用前景。 
 

 

金属材料室温 3D 打印新技术

 

 

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殷晓强 / 邓鈺珂

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成果简介

原创性开发出国际领先的通用金属材料或器件室温制备技术,产物晶粒细小(晶粒尺寸 <6nm),致密度接近 100%,电学与光学性能极为优异。技术特色和优势为:(1)无需加热、保护气氛等,能耗低、排放少,可大幅降低制备成本,节能环保。(2)通过光照液相金属前体直接产生金属,制备流程短,工艺仪器简单。(3)微观组织高度细化,致密、产品表面平滑度高,电学与光学性能接近理论值。(4)可用于多种金属材料,或器件室温成型,不受材料熔点限制。(5)可控制金属材料形貌,一步实现材料制备与器件加工。(6)兼容多种基底,可用于制备金属基高分子复合材料等,如柔性电极。

应用范围

主要适用于电子器件、精密元件、耐磨耐蚀涂层加工及高新材料研发。可用于金属涂层制 备、精密加工、电子元件、功能材料、光学增材制造、原型产品试制等。
技术优势 所需生产条件均为常规工业设备及环境支撑,设备投资约 50 万/合成平台。单平台理论年 产量(以电极计)约 1200m2,或可用于增材制造法制备金属块体约 1m3。该技术适用范围广 泛,尤其是高端产品成型加工,预期 1-2 年即可回收全部投资。
 
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抗氧化耐高温磨损 WC 基涂层

 

 

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成果简介

在传统 WC-Co 涂层中引入适量添加剂原位生成具有高稳定性的 Co 基化合物替代单质金属 Co,开发出在高温下具有超强耐磨性能的新型 WC 基涂层,解决了长期以来 WC 基涂层极少在 450oC 以上高温环境中应用的国际难题。该 新 型 WC 基 涂 层 室 温 硬 度 (HV0.3)>13GPa ;在 600-800oC 范 围 内 显 微 硬 度 (HV0.5)>10GPa,是目前在高温环境下应用较多的 Cr3C2-NiCr 涂层硬度的 2 倍以上,同时具 有与 Cr3C2-NiCr 涂层相媲美的抗氧化性和耐蚀性,相同检测条件下高温磨损速率仅为其 1/4。

应用范围

主要适用于钢铁冶炼、石油化工、热电能源等领域中面临的高温氧化、腐蚀,同时需求高 耐磨性的工况环境,如锅炉管道、高温密封件、镀锌沉没辊、流化床高温耐磨部件等。
技术优势 相比于现有的 WC 基涂层,开发的新型 WC 基涂层在镀锌沉没辊抗熔锌磨蚀的应用中,使用寿命可延长 1 倍以上。