Вольфрамовое покрытие. Химические свойства вольфрама

Вольфрам начал применяться в ювелирном деле совсем недавно, однако успел завоевать публику необычайной прочностью и износостойкостью. Однако так ли «вечен» необычный металл и стоит ли отдавать ему предпочтение перед серебром и золотом? Давайте разбираться.

Свойства карбида вольфрама

Металл вольфрам был открыт в 1783 году и применяется в основном в промышленности. Вольфрам необычайно тверд, а плотность его вдвое больше, чем у свинца. В соединении с углеродом металл превращается в карбид вольфрама: материал по твердости сравнимый с алмазом, износостойкий и почти не реагирующий на окисление. Именно карбид вольфрама, помимо изготовления режущих деталей и сердечников снарядов, используется в ювелирном деле.

Главные причины, почему вольфрам стал популярным материалом для украшений - его долговечность и устойчивость к деформации. Даже через много лет ношения на изделии не появляется царапин, трещин, украшение сохраняет свою первоначальную форму. К тому же нельзя забывать о еще одном важном и ценном качестве этого металла - вольфрам крайне редко вызывает аллергию, что позволяет носить его практически всем без исключения.

Благородный блеск вольфрама

Украшения из вольфрама - кольца, подвески, браслеты - пользуются особой популярностью у мужчин. Они прочны, их стальной блеск элегантен и ненавязчив. Кроме того, такие изделия считаются самополирующимися.

В украшениях из вольфрама может использоваться дополнительное покрытие. Так, например, покрытие цирконием придает готовому изделию золотой тон, метод осаждения ионов зачерняет украшение, а серебристый оттенок является естественным для вольфрама.

Женские украшения из вольфрама предпочитают уверенные в себе, сильные девушки. Сочетать такое украшение с другими непросто, для этого потребуется недюжинное чувство стиля. Однако кольцо или браслет из вольфрама и не требует соседства - такое украшение само по себе выглядит весомо и завершенно.

В вольфрамовые украшения также вставляют различные камни и покрывают гравировкой. Но все это проделывают в производственных условиях. В простой ювелирной мастерской нельзя уменьшить или увеличить кольцо из вольфрама, починить замок на браслете или нанести гравировку. Будучи очень твердым и плотным материалов, вольфрам требует особого оборудования и инструментов.

Применение в ювелирном деле

Впервые вольфрам был использован за пределами промышленной и военной деятельности менее десяти лет назад - в браслетах швейцарских часов. Чистый блеск, благородный серебристый оттенок и физические характеристики необычного материала покорили ценителей ювелирных изделий.

На сегодняшний день вольфрам является эффективной альтернативой золоту, серебру и платине, поскольку эти драгоценные металлы гораздо мягче и легко повреждаются в процессе носки украшений из них.

Брутальные сверхпрочные украшения из вольфрама сегодня выпускают многие ювелирные марки. Carraji радует своих поклонников массивными кольцами и браслетами с различными вставками и оригинальной гравировкой. Марка Spikes предлагает кольца с разноцветным покрытием, среди которых встречаются не только массивные и тяжелые изделия, но и довольно тонкие и изящные, которые легко подойдут и представительницам прекрасного пола.

Демократичная стоимость украшений из вольфрама (от 1500 рублей) , их долговечность и стильный дизайн привлекают все больше покупателей. Производители выпускают как «чистые» вольфрамовые изделия, так и комбинированные с золотом и полудрагоценными камнями.

При всех своих бесспорных преимуществах у карбида вольфрама есть лишь один явный недостаток: не подверженный царапинам и потускнению металл может расколоться при сильном ударе о твердую или острую поверхность, поэтому хранить украшения из вольфрама все же следует бережно.

Также владельцу кольца из вольфрама стоит знать, что если вдруг украшение стало так мало, что снять обычными способами (с мылом или обернув палец плотными рядами нитки) его не выходит, помочь в этом случае способны специальные тиски. Кольцо медленно сжимают до тех пор, пока оно не лопнет от давления. Вероятность травмы, несмотря на несколько пугающий процесс, минимальна.

Нанесение слоев вольфрама путем напыления плазменной горелкой.

Метод применяется для произ-ва нек-рых вольфрамовых изделий, напр. насадок и

вставок критич. сечений сопел ракет, тиглей различной формы и размеров и т. п., а также для получения слоев вольфрама на поверхности изделий, изготовленных из др. материалов. Плазменная горелка - прибор, обеспечивающий получение струи ионизированного газа очень высокой темп-ры (до 16500°). Конструкция горелки состоит из корпуса 1 с водоохлаждаемой рубашкой 3, механизма 2 для подачи электрода 6 и сопла 7. Подвод электроэнергии и воды для охлаждения корпуса и сопла осуществляется через два штуцера 4 и 8. Рабочий газ подается через трубку 5. Принцип работы горелки заключается в пропускании рабочего газа (аргон, гелий, азот, водород или их смеси) через электрич. дугу, возбуждаемую между электродом и соплом. Энергопитание обычно производится от генератора постоянного тока, однако в нек-рых случаях применяется и перем. ток. Газ при прохождении через сопло сжимает электрич. дугу, в результате чего электропроводность ее наружных областей заметно снижается. Вследствие этого темп-ра плазмы, к-рая образуется под воздействием дуги, значительно повышается. В зоце электрич. дуги происходит распад атомов рабочего газа на ионы с затратой определ. количества энергии. В конце факела ионы вновь рекомбинируются в атомы с выделением большого количества тепла, за счет к-рого напыляемые частицы разогреваются до очень высокой темп-ры (выше темп-ры плавления). П. н. в. может осуществляться путем подачи в зону электрич. дуги вольфрамовой проволоки или порошка. Расплавленные частицы вольфрама вылетают с большой скоростью из горелки и наносятся на обрабатываемое изделие. Хорошие результаты были достигнуты при нанесении вольфрама на сопла ракет, изготовленные из графита. Такие сопла могли удовлетворительно работать до 3000° и пропускании газа со скоростью ок. 1600 м/сек. Без вольфрамового покрытия графит в этих условиях сильно разрушается.

Для изготовления тонкостенных изделий с точными размерами применяется плазменное напыление вольфрама на вращающийся алюминиевый или латунный шаблон, к-рый затем удаляется вытравливанием. Темп-ра металлизуемой поверхности обычно не превышает 260°, но в случае необходимости ее можно охладить. Большая скорость движения напыленных частиц и высокая темп-ра обеспечивают их хорошее сцепление, высокую плотность и гладкую поверхность металла. При напылении на воздухе в готовом изделии наблюдается значит, увеличение содержания кислорода, в то время как содержание азота повышается незначительно. Для увеличения плотности металла изделия подвергают термообработке в вакууме при 2000-2200° в течение 1-2 час.

М 30054 асс ПИ льфрамом способа гальван ого покрытия металругими металлами. тву В. А. Плотникова, Н. Н. Грациакского и у 13 марта 1931 года (заяв.свид.8490 твв опубликовано 30 апреля: 1933 года В настоящеее время имеется много способов покрытия металлических поверхностей другими металлами. Целью покрытия является улучшение техниче. ских качеств металлических поверхностей, как-то; повышение стойкости против коррозии (например, цинкование), предохранение от окисления (например, хромирование), придание более красивого вида и блеска(например, никеллирование) и проч,Посредств имеется в ви осаждения и годных мета лочных и ще на поверхнос мых металло Способ металлов вол лами состои ную смесь солагаемого способа нуть возможности х технически приисключением щемельных металлов, чески употребляеом пред ду достиг очти все ллов, за лочио-зе ти техн и Существующие способы покрытий можно разделить на две группы: 1) покрытие расплавленными металлами, например, получение белой жести, или покрытие распыленным металлом, как например, способ Шоппа, и проч 2) гальваническое покрытие металла (например, никеллирование, хромирование, серебрение и проч.).Эти способы не позволяют покрывать поверхности металлами, имеющими или высокую температуру плавления при первом способе, или не поддающимися хорошему гальваническому осаждению при втором способе. Покрытие же этими металлами могло бы дать много преимуществ в виду их большой стойкости.(т 7) хлорида алюминия и хлорида натрия, помещается для получения коллоидального раствора металл, идущий на по- крытие. При нагревании металлы образуют коллоидальный раствор в расплавленной смеси солей. По образовании достаточной концентрации коллоида металла в ванну опускают предварительно подготовленный металлический предмет, подлежащий покрытию, Через некоторое время коллоидальные частички металла осаждаются на поверхности предмета сплошным слоем большой или меньшей толщины. Например, на медной пластинке можно получить блестящий слой никнеля, вольфрама, марганца, алюминия, кадмия, молибдена и других метал-лов. авторскому свидетель Фортунатова, заявленно О выдаче авторского сви альванического покрытия ьфрамом и другими метал т в том, что в расплавлен лей, например, безводногоПредмет изобретения,Способ гальванического покрытия ме. таллов вольфрамом и другими металлами без применения внешнего источника тока, отличающийся тем, что по. кровныи металл растворяют в расплавленной смеси хлоридов алюминия и натрия и в этот раствор погружают покрываемый металлический предмет, например, медный.

Заявка

84900, 13.03.1931

Грацианский Н. Н, Плотников В. А, Фортунатов Н. С

МПК / Метки

Код ссылки

Способ гальванического покрытия металлов вольфрамом и другими металлами

Похожие патенты

31 из синтетической пленки (фиг.4), то эти пары будут улавливать,ся и вытягиваться. 1 ОВ целях сведения к минимуму мощ ности потерь подводы тока к аноду и катоду должны осуществляться с минимально возможным сопротивлением, по этому применяются провода из массивной меди с соответственно большим поперечным сечением.Если же вместо внутренней поверхности ленты необходимо хромировать ее наружную поверхность, то ленты распо О лагаются на устройстве так, что лента меньшего диаметра включается как ка тод, например, прессовочная лента 4 с подлежащей хпомированию поверхностью 15 (фиг.1). Соединение катода с отри цательным полюсом источника тока осуществляется через подводы на внутреннюю сторону ленты 4 в соответствии с приведенным описанием,...

В качестве металли ческих подложек используют стальнуюленту 08 КП фольги: алюминиевуюмарки А, бронзовую марки БрБ 2, латунную марки Лтолщиной соответственно 100 200 и 100 мкм. Для получения.раствора оксида хрома (Ч 1) используют оксид хрома (Сг 0), Растворители - вода, ацетон, В качестве материалов для покрытий применяют поли.Я -капролактам (полиамид-б), полиэтилен высокой плотности марки 20906040 и поликарбонат марки ПК. Толщину слоя оксида хрома (Ч 1) определяют по отношению массы оксидахрома (Ч 1), оставшейся на площадипокрываемой поверхности после испарения растворителя, к удельной массенаприменяемого оксида хрома(71). Нанесенную массу оксида хрома (Ч 1) наметаллические подложки определяютвзвешиванием на весах ВЛРг, Фольгу с...

Настоящего изобретения является иопцышеиие долговечности эмали.Достигается это тем, что в качестве опвердителя она содержит полиалюмофецилсилоксан при следующем соотношении компонентов Л, М. Хананашвили, Герш бергМосковский институт тонкойВ. Ломоносова итаэросил ример состава эмали (в Связующее - эпоксиднаясмола ЭД Активный пластификатор-разбавитель ТЭГГрафнтколлоидной марки СЛэросил марки АКремнийорганическийотвер,дитель - полиалюмофенилсилоксан марки КОТехнология получения эмали следующая.В эпоксидную смолу ЭД, разогретую до температуры - 50 - 60 С, добавляют разбавитель ТЭГи наполцитсли - графит и аэросил. Смесь загружает в смсситель и тщательно псремсшнвают. Затем в нее добавляют отвердитсль н снова смешивают,...

Карбид вольфрама широко известный сплав, обладающий высокой твердостью и повышенными износостойкими свойствами. Твердость карбида вольфрама (WC) более 60 HRC. Модуль упругости – 69 ГПа. Покрытия из WC обладают высокими прочностными показателями, но являются хрупкими, а также сложно обрабатываемыми.

Мы предлагаем нанесение покрытия карбида вольфрама с использованием следующих технологий:

Плазменное напыление,
Газопламенное напыление,
Детонационное напыление,
Высокоскоростное напыление,
Электроискровое легирование,
Плазменная наплавка.

Каждая технология имеет свои особенности

Покрытие из карбида вольфрама методом электроискрового легирования наносится толщиной 10-100 мкм. При этом используется электрод изготовленный из карбида вольфрама с добавлением кобальта. Покрытие получаемое при детонационном и высокоскоростном напылении обладает минимальной пористостью. Как правило методами напыления чистый карбид вольфрама не наносится. Используют комбинированные материалы - более мягкий и пластичный материал, с добавлением твердых частиц WC. Такие покрытия считаются более износостойкими. Толщина покрытия из карбида вольфрама при технологиях напыления 100-300 мкм.

Применение покрытий из карбидов вольфрама по характеру износа

гидроабразивный износ (покрытие наносится на рабочие колеса насосов)
коррозионный износ (изделия контактирующие с водой и подверженные коррозии)
абразивный износ (изделия подверженные воздействию абразивных материалов, или частиц абразива)
изделия работающие в химически агрессивной среде (плунжера насосов высокого давления, детали уплотнений, втулки)
эрозионный износ (детали запорной арматуры) и др.

Применение покрытий из карбида вольфрама

Валы и ролики,
штоки гидроударных механизмов,
плунжера работающие с высокими нагрузками,
втулки,
буровой инструмент,
режущий инструмент,
штамповый инструмент,
детали оборудования используемого в нефте- и газодобыче

«Плазмацентр» предлагает

услуги по восстановлению размеров и нанесению функциональных покрытий;
поставка оборудования и материалов для процессов сварки, пайки, наплавки, напыления, осаждения, аддитивных технологий (например, газопламенного, плазменного, высокоскоростного и детонационного напыления, плазменной наплавки, электроискрового легирования, порошковые дозаторы, приборы контроля);
проведение НИОКР в области инженерии поверхности, трибологии покрытий, плазменных методов обработки, выбора оптимальных покрытий и методов их нанесения;
обучение, консалтинг в области наплавки, напыления, упрочнения, модификации, закалки.

Свяжитесь с нами по телефонам.

Покрытие карбида вольфрама, как альтернатива гальваническому хромированию.

В течение более чем 70 лет хромированные покрытия оставались незаменимыми для защиты компонентов авиации, промышленных и потребительских изделий от износа, ударной нагрузки и коррозии. Однако в последние годы недостатки хромированных поверхностей заставили инженерное сообщество искать более дешевые и эффективные способы защиты поверхностей как в военном и гражданском авиационном секторе, так и в промышленности. Наилучшей альтернативой хромированию сегодня считается высокоскоростное газопламенное напыление (HVOF) карбида вольфрама. Оценочные испытания и увеличение количества успешных промышленных применений HVOF покрытий карбида вольфрама для различных компонентов авиационных двигателей и планера доказывают их преимущество. Эти покрытия применяются на шасси самолетов, гидравлических цилиндрах, подшипниках реактивных двигателей и корпусах подшипников, валах турбин и даже на таких элементах, как цепь привода вертолета и узлах пропеллера. Обеспечивающие лучшую защиту от износа, ударной нагрузки и усталости, лучшую или аналогичную защиту от коррозии, эти покрытия постепенно заменяют хромирование.

Помимо того, что HVOF покрытия карбида вольфрама имеют преимущество при работе в тяжелых условиях, эти покрытия гораздо легче наносятся по сравнению с традиционными электролитическими ваннами с хромом. Действительно, большое количество опубликованных технологических оценок (как военной так и гражданской направленности) доказывают состоятельность HVOF покрытий для замены хромирования. На сегодняшний день большое количество лабораторных и опытных испытаний, коммерческой эксплуатации продемонстрировали преимущества HVOF покрытий в защите от износа, коррозии и перегрева; трудоемкости нанесения; родолжительности жизненного цикла; экономической эффективности.

Лучший метод нанесения

HVOF покрытия наносятся с помощью . В ходе этого процесса горючий газ и кислород перемешиваются и под высоким давлением подаются в камеру сгорания, где происходит горение и образуется газовый поток высокого давления. Частицы порошка карбида вольфрама автоматически подаются непосредственно в область горения. Высокоскоростной газовый поток, содержащий расплавленные частицы порошка, направляется в сторону подложки, удар и осаждение частиц на поверхности образуют плотное покрытие с пористостью меньше чем 1% , содержанием оксидов меньше чем 1% и прочностью сцепления больше чем 80 МПа. HVOF покрытия наносятся в специальных роботизированных шумозащитных камерах .

Нанесение HVOF покрытия происходит быстрее по сравнению со стандартным хромированием. Обычно процесс напыления карбида вольфрама на шток занимает 1-2 часа, в то время как хромирование — более суток. К тому же, в отличие от хромирования, HVOF покрытия карбида вольфрама не подвержены водородному охрупчиванию . Все эти рабочие факторы в тандеме с уменьшением частоты ремонта и сокращением времени на восстановление позволяют сократить время простоя деталей в эксплуатации и увеличить жизненный цикл важных компонентов промышленных двигателей и элементов авиации.

Как видно из таблицы 1, значение микротвердости покрытий карбида вольфрама превышает 70 Rc, в то время как хромированные покрытия дают твердость 60-70 Rc. Значения микротвердости HVOF покрытия карбида вольфрама и хромированного покрытия по Виккерсу составляют соответственно 1050 для HVOF и 750-850 для хромирования.

Как замечено выше, высокие показатели прочности сцепления и низкая пористость так же доказывают преимущество HVOF покрытий. Из таблицы 1 можно заметить превосходство HVOF покрытия по сравнению с хромированием по антикоррозионным свойствам температурной выносливости.

Коммерческая эксплуатация

HVOF покрытия карбида вольфрама уже наносятся на различный элементы самолетов и шасси. К примеру, компания Engelhard применяет HVOF покрытия на самолетах как гражданской так и военной авиации, включая шасси и силовые приводы.

Министерство обороны, военно-воздушные силы и флот Сооединенных Штатов, а так же растущий частный сектор авиастоения и производства реактивных двигателей признают превосходство HVOF покрытий карбида вольфрама над гальваническим хромированием по параметрам защиты от износа, усталости и коррозии.
Перевод: Краснов Денис ООО «Технологические системы защитных покрытий»