手表行業(yè)用鎢鋼材料和不銹鋼材料性能的研究
浙江至德鋼業(yè)有限公司對手表行業(yè)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(yè)常用鎢鋼材料的主要成分為碳化物和鎳,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(yōu)于不銹鋼材料。
鎢鋼(硬質合金)具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,其莫氏硬度在8.9~9.1之間,是18K黃金的10倍,鈦金的4倍,在日常生活中不會磨損。目前,手表外觀件的生產材料主要為不銹鋼。近年來,鎢鋼逐漸被應用于手表行業(yè),其表現(xiàn)出的優(yōu)異性能使傳統(tǒng)的不銹鋼材料望塵莫及。因此,對鎢鋼材料性能的研究勢在必行。至德鋼業(yè)通過一系列試驗,對手表用鎢鋼材料和不銹鋼材料的性能進行了對比研究。
一、試驗對象、方法和設備等
試驗對象:手表行業(yè)市場上現(xiàn)用的鎢鋼材料2種,分別記為W1材料和W2材料;市場上國內知名品牌手表不銹鋼材料2種,記為G1材料和G2材料。
試驗方法:對鎢鋼材料和不銹鋼材料進行性能檢測,包括材料成分分析,硬度、耐磨性、耐腐蝕性檢測等。
試驗設備:X射線合金分析儀、維氏顯微硬度計、耐磨試驗機、人工汗液及恒溫干燥箱。
試驗試劑:質量分數(shù)為20%的稀硝酸溶液。
二、試驗結果及分析
1. 材料成分檢測結果及分析
表為鎢鋼材料W1、W2和不銹鋼材料G1、G2的材料成分檢測結果。從表中可以看出,鎢鋼材料W1和W2的主要成分有碳化物和鎳,碳化物是硬化相,鎳是黏結金屬。鎢鋼燒結成型就是將硬化相和黏結金屬粉末充分混合并壓制成坯料,再進燒結爐加熱到一定溫度(燒結溫度),并保持一定的時間(保溫時間),然后冷卻下來,從而得到所需性能的鎢鋼材料。G1、G2均為316不銹鋼。
2. 材料硬度檢測結果及分析
表為鎢鋼材料W1、W2和不銹鋼材料G1、G2的材料硬度檢測結果。從表中可以看出,鎢鋼材料的表面維氏硬度為1 350~1 400 HV,316不銹鋼的表面維氏硬度為200~230 HV,鎢鋼材料的維氏硬度遠遠超過不銹鋼的硬度,鎢鋼樣品的維氏硬度是316不銹鋼的6~7倍。
3. 耐磨性能檢測結果及分析
依據ISO 2316O一2011國際標準進行耐磨試驗,所使用的儀器為耐磨試驗機。試驗時,首先校準耐磨試驗機,然后用標準片進行一個循環(huán)周期為48小時的振動研磨試驗,標準片的質量損失量應在國際標準中規(guī)定的4~8mg的標準范圍。
將鎢鋼材料W1、W2和不銹鋼材料G1、G2放入耐磨試驗機中進行48h的耐磨試驗,試驗結果見表,從表可以看出,在標準光源D65下觀察,耐磨試驗后,鎢鋼材料W1和W2表面依舊光亮,無明顯劃痕;而316不銹鋼材料G1和G2的表面光澤消失,遍布劃痕。鎢鋼材料的耐磨性能要遠遠優(yōu)于316不銹鋼材料。這是因為鎢鋼材料的表面硬度高,長時間使用不易出現(xiàn)劃痕;而316不銹鋼的硬度低,表面極易產生劃痕。耐磨性能的檢測結果可與硬度測試的結果相互驗證。
4. 耐腐蝕性能檢測結果及分析
對手表用鎢鋼材料W 1、W2和不銹鋼材料G1、G2進行耐腐蝕性能檢測,包括人工汗腐蝕試驗和質量分數(shù)為20%的稀硝酸腐蝕試驗。表分別為手表用鎢鋼材料W1、W2和不銹鋼材料G1、G2耐人工汗腐蝕、耐稀硝酸腐蝕性能檢測結果。從表中可以看出,鎢鋼材料的耐人工汗腐蝕和耐稀硝酸腐蝕性能均較好;不銹鋼材料的耐人工汗腐蝕性能較好,但其耐稀硝酸腐蝕性能比鎢鋼差。
手表行業(yè)常用鎢鋼材料的主要成分為硬化相碳化物和黏結金屬鎳,硬度較高,表面維氏硬度可達1350~1400HV,遠遠高于不銹鋼材料的維氏硬度,其耐磨性能比不銹鋼好,長時間佩戴,表面依舊光亮,無明顯劃痕。
手表行業(yè)使用的不銹鋼材料主要為316不銹鋼材料(僅對國內知名品牌手表而言),硬度較低,表面維氏硬度為200~230HV,耐磨性能較差,長時間佩戴,不銹鋼表面容易刮花,表面光澤消失,出現(xiàn)明顯劃痕。
鎢鋼材料的耐人工汗腐蝕性能和耐稀硝酸腐蝕性能均良好,經試驗后,鎢鋼無明顯的腐蝕和變色;316不銹鋼的耐人工汗腐蝕性能良好,但其耐稀硝酸腐蝕性能比鎢鋼差。
目前,鎢鋼材料被應用于手表行業(yè)表殼和表帶的制造中,因其硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,得到了相關研究者的廣泛關注。作為一種新型手表材料,其在手表行業(yè)有很好的應用和發(fā)展前景。
本文標簽:不銹鋼
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