浙江至德鋼業有限公司對手表行業常用的鎢鋼材料和不銹鋼材料進行了基本性能檢測,包括材料成分分析,硬度、耐磨性、耐腐蝕性的檢測,并對其性能進行了對比研究。結果表明,目前手表行業常用鎢鋼材料的主要成分為WC和Ni,國內知名品牌所用的不銹鋼材料為316不銹鋼,鎢鋼材料的硬度、耐磨性和耐腐蝕性均優于不銹鋼材料。
鎢(wu)(wu)(wu)鋼(硬(ying)質(zhi)合金(jin))具(ju)有硬(ying)度(du)高、耐磨、強(qiang)度(du)和(he)韌(ren)性較好、耐熱(re)、耐腐蝕等一(yi)系列(lie)(lie)優良性能(neng),其莫氏硬(ying)度(du)在8.9~9.1之間,是18K黃金(jin)的(de)(de)(de)10倍(bei)(bei),鈦金(jin)的(de)(de)(de)4倍(bei)(bei),在日(ri)常生活中不會(hui)磨損。目前,手(shou)表(biao)外觀件的(de)(de)(de)生產材料(liao)主(zhu)要為不銹鋼。近年(nian)來,鎢(wu)(wu)(wu)鋼逐(zhu)漸(jian)被應(ying)用于手(shou)表(biao)行(xing)業,其表(biao)現出的(de)(de)(de)優異(yi)性能(neng)使傳統的(de)(de)(de)不銹鋼材料(liao)望塵莫及。因此,對(dui)鎢(wu)(wu)(wu)鋼材料(liao)性能(neng)的(de)(de)(de)研究(jiu)勢在必行(xing)。至德鋼業通過一(yi)系列(lie)(lie)試驗,對(dui)手(shou)表(biao)用鎢(wu)(wu)(wu)鋼材料(liao)和(he)不銹鋼材料(liao)的(de)(de)(de)性能(neng)進(jin)行(xing)了對(dui)比研究(jiu)。
1. 試驗對象(xiang)、方(fang)法(fa)和設備(bei)等
試驗對(dui)象(xiang):手表行業市場(chang)上現用的鎢鋼(gang)材(cai)料(liao)2種,分別記為(wei)W1材(cai)料(liao)和W2材(cai)料(liao);市場(chang)上國(guo)內知名品牌手表不(bu)銹鋼(gang)材(cai)料(liao)2種,記為(wei)G1材(cai)料(liao)和G2材(cai)料(liao)。
試驗方法:對鎢鋼材(cai)料(liao)和不銹鋼材(cai)料(liao)進行性能檢(jian)(jian)測,包括(kuo)材(cai)料(liao)成分分析(xi),硬度、耐磨性、耐腐(fu)蝕性檢(jian)(jian)測等。
試驗(yan)設(she)備(bei):X射線合金分析儀、維氏顯微(wei)硬度(du)計、耐磨試驗(yan)機、人工汗液及(ji)恒(heng)溫干燥箱。
試驗(yan)試劑:質量(liang)分數(shu)為20%的稀(xi)硝酸(suan)溶液。
2. 試驗結果及(ji)分析(xi)
a. 材料成分檢測結果及分析
表為鎢(wu)鋼(gang)(gang)材料W1、W2和(he)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)材料G1、G2的材料成分(fen)檢測結(jie)(jie)果。從表中可以(yi)看出,鎢(wu)鋼(gang)(gang)材料W1和(he)W2的主要(yao)成分(fen)有WC和(he)Ni,WC是(shi)(shi)硬化(hua)相(xiang),Ni是(shi)(shi)黏結(jie)(jie)金屬。鎢(wu)鋼(gang)(gang)燒結(jie)(jie)成型就是(shi)(shi)將硬化(hua)相(xiang)和(he)黏結(jie)(jie)金屬粉(fen)末充分(fen)混合并壓(ya)制成坯料,再進燒結(jie)(jie)爐加熱到(dao)一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)(燒結(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)),并保持(chi)一(yi)定的時(shi)間(保溫(wen)(wen)時(shi)間),然后冷卻(que)下來,從而得到(dao)所需性能的鎢(wu)鋼(gang)(gang)材料。G1、G2均為316不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。
b. 材料硬度(du)檢測結果及(ji)分析
表為(wei)鎢(wu)鋼(gang)(gang)材料(liao)W1、W2和不(bu)銹鋼(gang)(gang)材料(liao)G1、G2的(de)(de)材料(liao)硬度(du)檢測(ce)結果。從表中可以看出,鎢(wu)鋼(gang)(gang)材料(liao)的(de)(de)表面(mian)(mian)維(wei)(wei)氏(shi)硬度(du)為(wei)1350~1400 HV,316不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)表面(mian)(mian)維(wei)(wei)氏(shi)硬度(du)為(wei)200~230 HV,鎢(wu)鋼(gang)(gang)材料(liao)的(de)(de)維(wei)(wei)氏(shi)硬度(du)遠(yuan)遠(yuan)超過不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)硬度(du),鎢(wu)鋼(gang)(gang)樣(yang)品的(de)(de)維(wei)(wei)氏(shi)硬度(du)是316不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)6~7倍。
c. 耐磨性能檢測結(jie)果及分析
依據(ju)ISO 2316O一2011國(guo)際(ji)(ji)標(biao)(biao)準進(jin)(jin)行(xing)耐磨試(shi)(shi)驗(yan)(yan),所(suo)使用(yong)(yong)的(de)儀器為耐磨試(shi)(shi)驗(yan)(yan)機。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)時,首(shou)先校準耐磨試(shi)(shi)驗(yan)(yan)機,然后用(yong)(yong)標(biao)(biao)準片進(jin)(jin)行(xing)一個循環周期為48h的(de)振動研磨試(shi)(shi)驗(yan)(yan),標(biao)(biao)準片的(de)質量(liang)損失量(liang)應在國(guo)際(ji)(ji)標(biao)(biao)準中規定的(de)4~8mg的(de)標(biao)(biao)準范圍。
將鎢鋼材(cai)(cai)料W1、W2和(he)不銹鋼材(cai)(cai)料G1、G2放入耐(nai)(nai)磨(mo)試(shi)(shi)驗(yan)機中進行(xing)48小時的(de)耐(nai)(nai)磨(mo)試(shi)(shi)驗(yan),試(shi)(shi)驗(yan)結果見(jian)表(biao)。從表(biao)可以看(kan)出,在(zai)標準光源D65下(xia)觀(guan)察,耐(nai)(nai)磨(mo)試(shi)(shi)驗(yan)后,鎢鋼材(cai)(cai)料W1和(he)W2表(biao)面(mian)(mian)依舊光亮,無明(ming)顯(xian)劃(hua)痕(hen);而(er)316不銹鋼材(cai)(cai)料G1和(he)G2的(de)表(biao)面(mian)(mian)光澤消(xiao)失,遍布劃(hua)痕(hen)。鎢鋼材(cai)(cai)料的(de)耐(nai)(nai)磨(mo)性能要遠遠優于(yu)3l6不銹鋼材(cai)(cai)料。這(zhe)是因(yin)為(wei)鎢鋼材(cai)(cai)料的(de)表(biao)面(mian)(mian)硬(ying)(ying)度高,長時間使用不易(yi)出現劃(hua)痕(hen);而(er)316不銹鋼的(de)硬(ying)(ying)度低,表(biao)面(mian)(mian)極易(yi)產生劃(hua)痕(hen)。耐(nai)(nai)磨(mo)性能的(de)檢測結果可與(yu)硬(ying)(ying)度測試(shi)(shi)的(de)結果相(xiang)互驗(yan)證。
d. 耐腐蝕性能檢測(ce)結果及分析
對手表用鎢(wu)(wu)鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)W 1、W2和不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)G1、G2進行耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能檢測,包括(kuo)人工(gong)(gong)(gong)汗(han)(han)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)試驗和質量分數(shu)為(wei)20%的(de)稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)試驗。表分別為(wei)手表用鎢(wu)(wu)鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)W1、W2和不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)G1、G2耐(nai)人工(gong)(gong)(gong)汗(han)(han)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、耐(nai)稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能檢測結(jie)果。從表中(zhong)可以看(kan)出,鎢(wu)(wu)鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)的(de)耐(nai)人工(gong)(gong)(gong)汗(han)(han)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和耐(nai)稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能均較好(hao);不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)的(de)耐(nai)人工(gong)(gong)(gong)汗(han)(han)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能較好(hao),但其耐(nai)稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能比鎢(wu)(wu)鋼(gang)差。
3. 結論
手表行業(ye)常用鎢(wu)鋼材(cai)料(liao)的(de)主要成(cheng)分(fen)為硬化相WC和黏結金屬Ni,硬度較高(gao),表面維氏硬度可(ke)達(da)1350~1400HV,遠遠高(gao)于(yu)不(bu)銹鋼材(cai)料(liao)的(de)維氏硬度,其耐磨性能比不(bu)銹鋼好,長時間佩戴,表面依舊(jiu)光亮,無明顯劃痕。
手(shou)表(biao)行業使(shi)用的(de)不(bu)銹鋼材(cai)料(liao)主要為(wei)316不(bu)銹鋼材(cai)料(liao)(僅(jin)對(dui)國內知名品牌手(shou)表(biao)而言(yan)),硬度(du)較低,表(biao)面維氏硬度(du)為(wei)200—230HV,耐磨性能較差,長(chang)時間(jian)佩戴,不(bu)銹鋼表(biao)面容易(yi)刮花(hua),表(biao)面光(guang)澤消失,出現明顯(xian)劃痕。
鎢鋼(gang)材料的(de)(de)耐(nai)人工汗(han)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能和耐(nai)稀硝酸腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能均良(liang)好(hao),經試(shi)驗后,鎢鋼(gang)無(wu)明顯的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)和變色(se);316不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)人工汗(han)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能良(liang)好(hao),但其(qi)耐(nai)稀硝酸腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能比鎢鋼(gang)差。
目前,鎢鋼材(cai)料被(bei)應(ying)用于手(shou)(shou)表(biao)行業(ye)表(biao)殼和(he)表(biao)帶的(de)制造中(zhong),因其硬(ying)度(du)高、耐磨、強度(du)和(he)韌性較好(hao)、耐熱、耐腐(fu)蝕等一系列優良性能,得到了(le)相關(guan)研究者的(de)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)。作(zuo)為(wei)一種(zhong)新型手(shou)(shou)表(biao)材(cai)料,其在手(shou)(shou)表(biao)行業(ye)有很好(hao)的(de)應(ying)用和(he)發展(zhan)前景。