成果简介：
本项目通过产学研合作，从原料品质提升和关键装备研制出发，创新了钨基表面材料的制备方法及关键技术，大幅度提高了钨基表面材料的性能及硬面涂层的使用寿命，并实现了产业化。
(1) 高品质原料的制备研究：首先采用国内先进的喷雾法制备工艺，通过设备改进和工艺优化制备了高品质偏钨酸铵;其次利用“非液氨低温煅烧”新工艺，在国内外首次成功研制了一种相成分介于黄钨与传统蓝钨之间，高比表面积的新型蓝钨;高品质偏钨酸铵和新型蓝钨的成功研发为高性能钨基表面材料的制备提供了原料保障。
(2) 高性能钨基表面材料的制备技术研究：相关研究主要涉及：(a) 以新型蓝钨为原料，采用自主研制的立式高温球化炉专用设备制备了显微硬度大于2700Hv的球形铸造WC粉末;(b) 以新型蓝钨制备的钨粉为原料，采用自主研制的立式连续高温中频碳化设备制备了大于40μm的高密度单晶WC粉;(c) 以高品质偏钨酸铵或新型蓝钨为原料，利用自主研制的集压力式和离心雾化式于一体的闭式循环喷雾装置制备了既保持纳米结构又具有高流动性的钨基热喷涂材料;(d)以上述铸造WC粉末、单晶WC和WC-Co复合粉为组元粉末，相继开发了系列喷焊粉、堆焊粉、球粒合金粉及焊条制品等高附加钨基表面材料。
(3) 钨资源深度开发的硬面技术应用研究：针对钢铁、石油、矿山等行业具有代表性的沉没辊、结晶器铜板、石油扶正器、星型转子等关键部件的表面防护问题，分析关键部件的破坏、失效机理，采用硬面技术、设计不同的涂层材料和涂层结构对各部件进行强化处理，突破了这些关键部件的表面强化热喷涂技术难点，为硬面材料的工业化应用奠定基础。
本项目获得1项国家重点新产品，主持制定了2项国家标准、2项行业标准、获得11项授权专利(其中发明专利4项)，发表学术论文10篇。在2012-2014年期间实现销售收入18.3亿元，创利润1.04亿元，增强了我国钨制品产业的创新能力和国际竞争力，引领了我国钨基表面材料的行业发展，为提升我国再制造硬面技术的整体发展水平提供了重要支撑，取得了显著的经济、社会、环境效益。
应用案例
项目开发了偏钨酸铵、低WO2.9相新型蓝色氧化钨、纳米晶WC基喷涂粉末、球形铸造WC和单晶WC等系列高附加值含钨产品及成套关键技术，同时突破了国外钨基表面材料制造技术壁垒和硬面技术瓶颈问题，以此为基础建成了5条面向绿色再制造的钨产品生产线和1条硬面技术加工示范线，并最终在自贡长城硬面材料有限公司建成了我国规模最大的硬面技术应用示范基地。2012至2014年，铸造WC粉实现外销收入26634.56万元，利润2893.29万元，单晶WC粉实现外销收入14674.57万元，利润1721.65万元，钨基热喷涂(溅射靶材)材料实现外销收入13214.8万元，利润1394.1万元。
研发背景
我国是世界第一大钨资源国和产钨国，但非钨工业强国，产品主要以初级产品为主。如何创新钨资源高效利用技术，并研发高附加值系列产品占领国际市场，已成为我国有色行业发展面临的重大战略问题。在绿色再制造背景下，钨基表面材料已在国际钨市场占据重要地位，但国内钨基表面材料尚未在原料品质、关键制备技术及核心装备国产化等方面取得重大突破，严重制约着我国再制造硬面技术的整体发展水平。针对这些难题，本项目通过产学研合作，从原料品质提升和关键装备研制出发，创新了钨基表面材料的制备方法及关键技术，大幅度提高了钨基表面材料的性能及硬面涂层的使用寿命，并实现了产业化。
市场分析
该项目开发的一系列钨基表面材料能对各行业关键部件进行表面强化，一方面能改善关键部件的表面耐磨耐腐蚀性能从而延长零部件的使用周期;另一方面能对零件进行再制造修复，从而降低成本节约资源;面向绿色再制造的钨基表面材料能广泛应用于航空航天、油气、矿山、钢铁、水电、新能源等领域。本项目同时也建成了钨资源深度开发的表面技术应用生产示范线，并成功在石油、天然气、水电、新能源、矿山、钢铁等行业形成了成功应用并创造了一定的经济价值;同时带动相关产业上百亿元的经济链。
声明：
“面向绿色再制造的钨基表面材料开发及产业化” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：自贡长城硬面材料有限公司、自贡硬质合金有限责任公司、四川理工学院、广东省新材料研究所
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2024年08月30日 ~ 09月01日 
