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(jié)果表明,目前手表行業(yè)常用鎢鋼材料的主要成分為WC和Ni,國內(nèi)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(zhì)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(chǎn)材料主要為不銹鋼。近年來,鎢鋼逐漸被應(yīng)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。


1. 試驗對象、方法和設(shè)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(nèi)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(shè)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(zhì)量分數(shù)為20%的稀硝酸溶液。


2. 試驗結(jié)果及分析


 a. 材料成分檢測結(jié)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(jié)果。從表中可以看出,鎢鋼材料W1和W2的主要成分有WC和Ni,WC是硬化相,Ni是黏結(jié)金屬。鎢鋼燒結(jié)成型就是將硬化相和黏結(jié)金屬粉末充分混合并壓制成坯料,再進燒結(jié)爐加熱到一定溫度(燒結(jié)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。


 b. 材料硬度檢測結(jié)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(jié)果。從表中可以看出,鎢鋼材料的表面維氏硬度為1350~1400 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。


 c. 耐磨性能檢測結(jié)果及分析


 依據(jù)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48h的振動研磨試驗,標準片的質(zhì)量損失量應(yīng)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48小時的耐磨試驗,試驗結(jié)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3l6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(chǎn)生劃痕。耐磨性能的檢測結(jié)果可與硬度測試的結(jié)果相互驗證。


d. 耐腐蝕性能檢測結(jié)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(zhì)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(jié)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。


3. 結(jié)論


  手表行業(yè)常用鎢鋼材料的主要成分為硬化相WC和黏結(jié)金屬Ni,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(nèi)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(jīng)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(yīng)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(guān)研究者的廣泛關(guān)注。作為一種新型手表材料,其在手表行業(yè)有很好的應(yīng)用和發(fā)展前景。