硬質(zhì)合金球因其高硬度、耐磨性、抗腐蝕性和耐高溫性，被廣泛應(yīng)用于精密軸承、密封閥、石油鉆探、采礦工具等領(lǐng)域。表面處理技術(shù)是提高硬質(zhì)合金球性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。
一、表面處理技術(shù)的目的
1. 提高耐磨性：減少在高摩擦環(huán)境下的磨損。
2. 增強(qiáng)抗腐蝕性：延長在惡劣化學(xué)環(huán)境下的使用壽命。
3. 改善表面光潔度：提高精度和降低摩擦系數(shù)，適用于高精度儀器。
4. 增加表面硬度：進(jìn)一步強(qiáng)化表面性能。
5. 優(yōu)化潤滑性：減少摩擦和磨損，延長使用壽命。
二、常見的硬質(zhì)合金球表面處理技術(shù)
1. 精密研磨與拋光
工藝描述：通過機(jī)械研磨和拋光，去除表面微小缺陷，提高表面光潔度和平滑度。研磨通常使用金剛石砂輪或研磨液，拋光則使用更細(xì)的研磨介質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn)：顯著提高表面質(zhì)量，降低摩擦系數(shù)，適用于高精度應(yīng)用（如精密軸承）。
應(yīng)用：常用于硬質(zhì)合金球的最終加工，確保尺寸精度要求。
工藝流程：濕磨 → 干燥 → 過篩 → 拋光 → 檢測。
2. 表面涂層技術(shù)
（1）物理氣相沉積（PVD）
通過真空環(huán)境沉積薄膜（如TiN、TiC、DLC（類金剛石涂層）），提高表面硬度和耐磨性。
優(yōu)點(diǎn)：涂層硬度高，摩擦系數(shù)低，耐腐蝕性強(qiáng)。
應(yīng)用：適用于石油鉆探工具和高溫環(huán)境下的硬質(zhì)合金球。
（2）化學(xué)氣相沉積（CVD）
在高溫下沉積碳化物或氮化物涂層，增強(qiáng)表面性能。
優(yōu)點(diǎn)：涂層結(jié)合力強(qiáng)，適合極端工況。
局限性：高溫工藝可能影響基材性能。
（3）等離子噴涂
噴涂陶瓷或金屬涂層，提升耐磨性和抗腐蝕性。
應(yīng)用：采礦和隧道工程用硬質(zhì)合金球齒。
3. 表面滲碳/滲氮
工藝描述：通過高溫處理將碳或氮原子滲入硬質(zhì)合金球表面，形成高硬度的化合物層（如WC或TiN）。
優(yōu)點(diǎn)：顯著提高表面硬度，改善耐磨性。
局限性：需要精確控制碳含量，避免過高的碳含量導(dǎo)致脆性增加。
應(yīng)用：適用于需要高耐磨性的場合，如采煤機(jī)鉆具。
4. 激光表面處理
工藝描述：利用激光束對硬質(zhì)合金球表面進(jìn)行改性，如激光熔覆或激光淬火，形成高硬度、耐磨的表面層。
優(yōu)點(diǎn)：處理精度高，可局部改性，熱影響區(qū)小。
應(yīng)用：適用于高端硬質(zhì)合金球，如用于航空航天或精密儀器的球體。
5. 化學(xué)處理（如酸洗或堿洗）
工藝描述：通過化學(xué)溶液去除表面氧化物或雜質(zhì)，改善表面清潔度，為后續(xù)涂層或使用做準(zhǔn)備。
優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，成本較低。
局限性：僅適用于表面清潔，不直接提升硬度或耐磨性。
6. 離子注入
工藝描述：將特定離子（如氮、碳）注入硬質(zhì)合金球表面，改變表面化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點(diǎn)：可精確控制表面性能，增強(qiáng)硬度和耐腐蝕性。
應(yīng)用：適用于高精度、高耐磨要求的場合，如儀器儀表。
