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(gang)(gang)(硬(ying)質合(he)金)具有硬(ying)度高、耐(nai)磨、強(qiang)度和韌性(xing)(xing)(xing)較好(hao)、耐(nai)熱、耐(nai)腐蝕等一系列(lie)優良(liang)性(xing)(xing)(xing)能,其莫氏(shi)硬(ying)度在(zai)8.9~9.1之(zhi)間(jian),是18K黃金的(de)10倍,鈦金的(de)4倍,在(zai)日(ri)常生活中不(bu)會(hui)磨損。目(mu)前,手(shou)表(biao)外觀(guan)件的(de)生產材(cai)料(liao)主要為不(bu)銹鋼(gang)(gang)。近(jin)年來(lai),鎢(wu)(wu)(wu)鋼(gang)(gang)逐漸被應用于手(shou)表(biao)行業(ye),其表(biao)現出的(de)優異(yi)性(xing)(xing)(xing)能使傳統(tong)的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)望塵(chen)莫及。因(yin)此,對鎢(wu)(wu)(wu)鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)性(xing)(xing)(xing)能的(de)研究勢在(zai)必行。至德鋼(gang)(gang)業(ye)通過一系列(lie)試驗(yan),對手(shou)表(biao)用鎢(wu)(wu)(wu)鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)和不(bu)銹鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)(xing)(xing)能進行了對比研究。
1. 試驗(yan)對(dui)象、方法和設備等
試驗對象:手表(biao)行(xing)業市(shi)場(chang)上(shang)現用的鎢鋼(gang)材(cai)(cai)(cai)料(liao)2種(zhong)(zhong),分別記為W1材(cai)(cai)(cai)料(liao)和W2材(cai)(cai)(cai)料(liao);市(shi)場(chang)上(shang)國內知名品牌手表(biao)不銹鋼(gang)材(cai)(cai)(cai)料(liao)2種(zhong)(zhong),記為G1材(cai)(cai)(cai)料(liao)和G2材(cai)(cai)(cai)料(liao)。
試驗方(fang)法:對鎢(wu)鋼材料和不銹鋼材料進行性(xing)能檢測(ce),包括材料成分分析,硬度、耐磨性(xing)、耐腐蝕性(xing)檢測(ce)等(deng)。
試(shi)驗(yan)設備:X射線合(he)金分(fen)析儀、維氏顯微硬度計、耐磨試(shi)驗(yan)機、人工(gong)汗液及恒溫干燥(zao)箱。
試驗試劑:質量分數為(wei)20%的稀硝酸溶(rong)液。
2. 試驗(yan)結果及(ji)分析(xi)
a. 材料成(cheng)分(fen)檢(jian)測結果及(ji)分(fen)析
表(biao)為(wei)鎢鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)W1、W2和不銹(xiu)鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)G1、G2的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)成(cheng)(cheng)分(fen)檢測(ce)結(jie)果(guo)。從(cong)表(biao)中可以看出,鎢鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)W1和W2的(de)主(zhu)要(yao)成(cheng)(cheng)分(fen)有WC和Ni,WC是(shi)硬(ying)化相,Ni是(shi)黏結(jie)金屬(shu)。鎢鋼燒(shao)(shao)(shao)結(jie)成(cheng)(cheng)型就是(shi)將硬(ying)化相和黏結(jie)金屬(shu)粉末充分(fen)混合并壓制成(cheng)(cheng)坯(pi)料(liao)(liao)(liao),再進(jin)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)爐(lu)加熱到(dao)一(yi)定溫度(燒(shao)(shao)(shao)結(jie)溫度),并保持一(yi)定的(de)時間(jian)(保溫時間(jian)),然后冷卻下來(lai),從(cong)而得到(dao)所需(xu)性能的(de)鎢鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。G1、G2均為(wei)316不銹(xiu)鋼。
b. 材料硬度(du)檢測結果及分析
表為鎢鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料W1、W2和不銹(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料G1、G2的材(cai)(cai)料硬(ying)度(du)檢測(ce)結果。從表中(zhong)可以看出,鎢鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料的表面(mian)維(wei)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)為1350~1400 HV,316不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的表面(mian)維(wei)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)為200~230 HV,鎢鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料的維(wei)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)遠遠超過不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的硬(ying)度(du),鎢鋼(gang)(gang)樣(yang)品的維(wei)氏(shi)(shi)硬(ying)度(du)是316不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的6~7倍。
c. 耐(nai)磨性(xing)能檢測結果(guo)及分析
依(yi)據(ju)ISO 2316O一2011國際標(biao)(biao)(biao)準進行耐磨(mo)試(shi)驗(yan),所使用(yong)的(de)儀器為(wei)耐磨(mo)試(shi)驗(yan)機。試(shi)驗(yan)時,首先校準耐磨(mo)試(shi)驗(yan)機,然(ran)后(hou)用(yong)標(biao)(biao)(biao)準片進行一個循環周期為(wei)48h的(de)振動研磨(mo)試(shi)驗(yan),標(biao)(biao)(biao)準片的(de)質量損失量應在國際標(biao)(biao)(biao)準中規(gui)定的(de)4~8mg的(de)標(biao)(biao)(biao)準范圍。
將鎢鋼(gang)(gang)材料W1、W2和不(bu)銹鋼(gang)(gang)材料G1、G2放入耐(nai)磨(mo)試驗機(ji)中進行48小時的(de)(de)耐(nai)磨(mo)試驗,試驗結(jie)果見(jian)表。從表可以(yi)看(kan)出,在標準(zhun)光源D65下(xia)觀察,耐(nai)磨(mo)試驗后,鎢鋼(gang)(gang)材料W1和W2表面(mian)(mian)依舊光亮,無(wu)明顯劃(hua)痕;而(er)316不(bu)銹鋼(gang)(gang)材料G1和G2的(de)(de)表面(mian)(mian)光澤消失,遍布劃(hua)痕。鎢鋼(gang)(gang)材料的(de)(de)耐(nai)磨(mo)性能要遠遠優(you)于3l6不(bu)銹鋼(gang)(gang)材料。這(zhe)是因為鎢鋼(gang)(gang)材料的(de)(de)表面(mian)(mian)硬度高,長時間使用不(bu)易出現劃(hua)痕;而(er)316不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)硬度低,表面(mian)(mian)極易產(chan)生劃(hua)痕。耐(nai)磨(mo)性能的(de)(de)檢(jian)測(ce)結(jie)果可與硬度測(ce)試的(de)(de)結(jie)果相互驗證。
d. 耐腐蝕(shi)性能檢(jian)測結果及分析
對手(shou)表(biao)(biao)用鎢鋼(gang)材料(liao)W 1、W2和不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料(liao)G1、G2進行耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)檢測(ce),包(bao)括人(ren)工(gong)汗腐(fu)蝕(shi)(shi)試驗和質量分數為20%的(de)稀(xi)硝(xiao)酸腐(fu)蝕(shi)(shi)試驗。表(biao)(biao)分別為手(shou)表(biao)(biao)用鎢鋼(gang)材料(liao)W1、W2和不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料(liao)G1、G2耐(nai)(nai)人(ren)工(gong)汗腐(fu)蝕(shi)(shi)、耐(nai)(nai)稀(xi)硝(xiao)酸腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)檢測(ce)結果。從(cong)表(biao)(biao)中(zhong)可以看(kan)出,鎢鋼(gang)材料(liao)的(de)耐(nai)(nai)人(ren)工(gong)汗腐(fu)蝕(shi)(shi)和耐(nai)(nai)稀(xi)硝(xiao)酸腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)均較好;不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料(liao)的(de)耐(nai)(nai)人(ren)工(gong)汗腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)較好,但其耐(nai)(nai)稀(xi)硝(xiao)酸腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)比鎢鋼(gang)差。
3. 結論
手表(biao)行業常用鎢鋼材料的主要成分為硬(ying)化相WC和黏結(jie)金屬Ni,硬(ying)度較高,表(biao)面(mian)維氏(shi)硬(ying)度可達1350~1400HV,遠遠高于不銹鋼材料的維氏(shi)硬(ying)度,其耐磨(mo)性能比不銹鋼好,長時間佩戴,表(biao)面(mian)依(yi)舊光亮,無明顯(xian)劃痕。
手表行業使(shi)用的不銹(xiu)鋼材料主要為316不銹(xiu)鋼材料(僅對國內知名(ming)品(pin)牌手表而(er)言(yan)),硬度較(jiao)低,表面(mian)維氏(shi)硬度為200—230HV,耐磨性能較(jiao)差,長時間佩戴(dai),不銹(xiu)鋼表面(mian)容易刮花,表面(mian)光澤消(xiao)失,出現明顯劃痕。
鎢(wu)鋼材(cai)料的耐(nai)人工(gong)汗(han)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)和耐(nai)稀(xi)硝酸(suan)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)均良(liang)好,經試驗后,鎢(wu)鋼無明顯的腐(fu)蝕和變色;316不銹(xiu)鋼的耐(nai)人工(gong)汗(han)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)良(liang)好,但其(qi)耐(nai)稀(xi)硝酸(suan)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)比鎢(wu)鋼差(cha)。
目前(qian),鎢鋼材料(liao)被應用于手表(biao)行業(ye)表(biao)殼和表(biao)帶的(de)制造中,因其硬度(du)高(gao)、耐(nai)磨、強(qiang)度(du)和韌性較好、耐(nai)熱、耐(nai)腐蝕等一(yi)系(xi)列優良性能,得到了相關研究者的(de)廣泛(fan)關注。作為一(yi)種(zhong)新型手表(biao)材料(liao),其在手表(biao)行業(ye)有很好的(de)應用和發展前(qian)景。