成果簡介：
本項目通過產(chǎn)學研合作，從原料品質(zhì)提升和關鍵裝備研制出發(fā)，創(chuàng)新了鎢基表面材料的制備方法及關鍵技術，大幅度提高了鎢基表面材料的性能及硬面涂層的使用壽命，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
(1) 高品質(zhì)原料的制備研究：首先采用國內(nèi)先進的噴霧法制備工藝，通過設備改進和工藝優(yōu)化制備了高品質(zhì)偏鎢酸銨;其次利用“非液氨低溫煅燒”新工藝，在國內(nèi)外首次成功研制了一種相成分介于黃鎢與傳統(tǒng)藍鎢之間，高比表面積的新型藍鎢;高品質(zhì)偏鎢酸銨和新型藍鎢的成功研發(fā)為高性能鎢基表面材料的制備提供了原料保障。
(2) 高性能鎢基表面材料的制備技術研究：相關研究主要涉及：(a) 以新型藍鎢為原料，采用自主研制的立式高溫球化爐專用設備制備了顯微硬度大于2700Hv的球形鑄造WC粉末;(b) 以新型藍鎢制備的鎢粉為原料，采用自主研制的立式連續(xù)高溫中頻碳化設備制備了大于40μm的高密度單晶WC粉;(c) 以高品質(zhì)偏鎢酸銨或新型藍鎢為原料，利用自主研制的集壓力式和離心霧化式于一體的閉式循環(huán)噴霧裝置制備了既保持納米結(jié)構(gòu)又具有高流動性的鎢基熱噴涂材料;(d)以上述鑄造WC粉末、單晶WC和WC-Co復合粉為組元粉末，相繼開發(fā)了系列噴焊粉、堆焊粉、球粒合金粉及焊條制品等高附加鎢基表面材料。
(3) 鎢資源深度開發(fā)的硬面技術應用研究：針對鋼鐵、石油、礦山等行業(yè)具有代表性的沉沒輥、結(jié)晶器銅板、石油扶正器、星型轉(zhuǎn)子等關鍵部件的表面防護問題，分析關鍵部件的破壞、失效機理，采用硬面技術、設計不同的涂層材料和涂層結(jié)構(gòu)對各部件進行強化處理，突破了這些關鍵部件的表面強化熱噴涂技術難點，為硬面材料的工業(yè)化應用奠定基礎。
本項目獲得1項國家重點新產(chǎn)品，主持制定了2項國家標準、2項行業(yè)標準、獲得11項授權(quán)專利(其中發(fā)明專利4項)，發(fā)表學術論文10篇。在2012-2014年期間實現(xiàn)銷售收入18.3億元，創(chuàng)利潤1.04億元，增強了我國鎢制品產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力和國際競爭力，引領了我國鎢基表面材料的行業(yè)發(fā)展，為提升我國再制造硬面技術的整體發(fā)展水平提供了重要支撐，取得了顯著的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益。
應用案例
項目開發(fā)了偏鎢酸銨、低WO2.9相新型藍色氧化鎢、納米晶WC基噴涂粉末、球形鑄造WC和單晶WC等系列高附加值含鎢產(chǎn)品及成套關鍵技術，同時突破了國外鎢基表面材料制造技術壁壘和硬面技術瓶頸問題，以此為基礎建成了5條面向綠色再制造的鎢產(chǎn)品生產(chǎn)線和1條硬面技術加工示范線，并最終在自貢長城硬面材料有限公司建成了我國規(guī)模最大的硬面技術應用示范基地。2012至2014年，鑄造WC粉實現(xiàn)外銷收入26634.56萬元，利潤2893.29萬元，單晶WC粉實現(xiàn)外銷收入14674.57萬元，利潤1721.65萬元，鎢基熱噴涂(濺射靶材)材料實現(xiàn)外銷收入13214.8萬元，利潤1394.1萬元。
研發(fā)背景
我國是世界第一大鎢資源國和產(chǎn)鎢國，但非鎢工業(yè)強國，產(chǎn)品主要以初級產(chǎn)品為主。如何創(chuàng)新鎢資源高效利用技術，并研發(fā)高附加值系列產(chǎn)品占領國際市場，已成為我國有色行業(yè)發(fā)展面臨的重大戰(zhàn)略問題。在綠色再制造背景下，鎢基表面材料已在國際鎢市場占據(jù)重要地位，但國內(nèi)鎢基表面材料尚未在原料品質(zhì)、關鍵制備技術及核心裝備國產(chǎn)化等方面取得重大突破，嚴重制約著我國再制造硬面技術的整體發(fā)展水平。針對這些難題，本項目通過產(chǎn)學研合作，從原料品質(zhì)提升和關鍵裝備研制出發(fā)，創(chuàng)新了鎢基表面材料的制備方法及關鍵技術，大幅度提高了鎢基表面材料的性能及硬面涂層的使用壽命，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
市場分析
該項目開發(fā)的一系列鎢基表面材料能對各行業(yè)關鍵部件進行表面強化，一方面能改善關鍵部件的表面耐磨耐腐蝕性能從而延長零部件的使用周期;另一方面能對零件進行再制造修復，從而降低成本節(jié)約資源;面向綠色再制造的鎢基表面材料能廣泛應用于航空航天、油氣、礦山、鋼鐵、水電、新能源等領域。本項目同時也建成了鎢資源深度開發(fā)的表面技術應用生產(chǎn)示范線，并成功在石油、天然氣、水電、新能源、礦山、鋼鐵等行業(yè)形成了成功應用并創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟價值;同時帶動相關產(chǎn)業(yè)上百億元的經(jīng)濟鏈。
聲明：
“面向綠色再制造的鎢基表面材料開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化” 該技術專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術網(wǎng)
來源：自貢長城硬面材料有限公司、自貢硬質(zhì)合金有限責任公司、四川理工學院、廣東省新材料研究所
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2025年03月25日 ~ 27日 
