鎢珠在研磨介質、噴砂、閥門、軸承等領域被廣泛使用,耐磨性遠超普通鋼珠或陶瓷珠。鎢珠的耐磨性主要來源於其極高的硬度以及碳化鎢(WC)顆粒和粘結相的複合結構。鎢珠耐磨性的主要影響因素可以分為材料自身因素和使用環(huán)境因素兩大類。

1.材料結構對鎢珠耐磨性的影響
WC晶粒尺寸:細晶粒(亞微米~納米級,0.2-0.8μm)硬度更高,耐磨性更好,尤其抗微切削磨損和拋光磨損。粗晶粒(>2μm)韌性更好,但耐磨性相對下降。
鈷(Co)或其他粘結相含量:低鈷(5-8%)硬度高、耐磨性極佳,但韌性/抗衝擊性差,易崩裂。中高鈷(10-15%)韌性大幅提升,適合有衝擊的工況,但硬度下降,耐磨性略減。超低鈷或無磁(鎳基/鐵基粘結):某些特殊場合更耐腐蝕,但耐磨性需綜合評估。
碳化鎢相純度與分佈:WC顆粒均勻、緻密、無明顯孔隙,耐磨性更好。存在游離碳、石墨、η相(脆性相)或粗大碳化物,耐磨性明顯下降。
密度與燒結品質:接近理論密度(≥99.5%)的鎢珠,內(nèi)部缺陷少,耐磨性更高。氣孔率高或燒結不充分,早期剝落、磨損加速。
表面處理/塗層:DLC、TiN、TiAlN等塗層可進一步降低摩擦係數(shù)、提高初期耐磨性,但在高磨損環(huán)境下塗層很快磨掉。

2.使用環(huán)境對鎢珠耐磨性的影響
磨損類型:磨料磨損,硬度主導,細晶低鈷最優(yōu)。衝擊磨損/疲勞磨損,韌性更重要,中鈷或粗晶更好。粘著磨損/高溫摩擦,低摩擦係數(shù)和紅硬性(熱穩(wěn)定性)關鍵。
對磨材料硬度:對磨體越硬,鎢珠磨損越快,尤其是當對磨體硬度接近或超過鎢珠時。
介質環(huán)境:腐蝕性介質(酸、堿、鹽水),鈷溶解加速,耐磨性急劇下降。高溫環(huán)境(>600–800℃),粘結相軟化,耐磨性下降。
研磨速度、壓力、固液比:高線速度和高壓力環(huán)境,發(fā)熱嚴重,鈷相軟化,磨損加劇。濕磨通常比干磨耐磨性更好。