非晶态合金材料
LiquidMetal科技公司于1992年成功研究出了一种可规模生产的非晶态合金材料-- ARMACOR ,非晶态合金系列产品具有卓越的抗腐蚀、抗磨损、抗高温特性,广泛应用于石油钻探、油气管道、燃煤发电、水利发电、医药化工、煤炭,造纸、制糖、玻璃、钢铁、船舶、航空航天、冶金、机械、汽车等行业,从容应对各种腐蚀、磨损工况环境,有效延长工件使用寿命、减少非计划停机时间、降低设备运维成本。2005年引入中国开始试验性使用,清华大学和中石油管力学重点实验室分别对非晶态合金材料做了高温抗腐蚀、耐磨损的试验;克拉玛依油田钻井公司在实际工况中对非晶态合金材料焊接钻杆接头耐磨带进行了试验并投入使用。三方对非晶态合金材料在耐磨损, 抗腐蚀, 抗高温性能上给予了一致的好评,并出具了相应的实验报告。ARMACOR 系列材料长时间的实证应用,在防腐、抗磨损方面已突显其优势,近二十年的实用证明,它是防腐、耐磨材料的首选。
“非晶态”合金材料的主要特性
1. 独特的非加工硬化特性;
2. 高硬度(max.HRC75);
3. 良好的自粘结特性(55MPa);
4. 较佳的抗热冲击性能(650℃/100cycle);
5. 极佳的机械加工性能(可车削或磨削);
6. 抗粘着磨损和擦伤性能(350MPa);
7. 高温红硬性(650℃)和高温抗腐蚀性能;
8. 低压缩率,可制备厚涂层(6mm);
9. 摩擦系数非常低(0.09-0.11);
10. 属压缩型材料,在磨损过程中不易剥落;
11. 耐高温可达1000°C,高温软化点是760°C,低温可达零下40°C;
12. 光洁度:0.8 > 微米 (美国标准);
13. 平均结合强度:9500 PSI, 65.5 Mpa;
14. 柔韧性或弹性是钛合金材料的3倍 ;
一、 非晶态合金材料防腐、抗磨机理
ARMACOR LMC系列材料的硬度保持在50HRC – 75 HRC 之间,摩擦系数却低于任何其它耐磨材料,由于ARMACOR LMC (非晶态) 耐磨材料的非晶态化学特性决定了产品的防腐、耐磨性,因此相较于市场上其它耐磨 (晶态) 材料更具有独特的优势。
涂覆层内始终保持65%的非晶态结构,在使用过程中涂层表面会自动产生2–5微米厚度的保护层 (Transformed Layer: 高非晶态转化层);此保护层可达到95%以上的非晶态结构,增加了涂层表面的密度和均匀度,使得涂层具有高抗磨损、高防腐蚀和高硬度等特性。
在不断损耗与磨损过程中涂层表面始终会自动产生2–5微米的保护层,无需任何机械加工来增强涂层表面层。
同时ARMACOR LMC (非晶态) 材料的碳含量相对于其它 (晶态) 材料要低很多,所以ARMACOR LMC (非晶态)材料能够很容易的焊接在母材上,并且不会像其它高碳含量的耐磨材料容易危化。
ARMACOR 材料的优越性能是因为它具有高度合金含量,因此ARMACOR LMC材料可以一再的在旧工件加焊新的涂层,有效延长工件寿命。
通过原子结构对比分析,我们可以看到美国的科学家从根本上改变合金材料原有的原子结构,非晶态合金材料已经没有晶界,而成为单一的原子结构分布的(称这种结构为金属塑性),此种金属结构突出的特点是耐磨损、抗腐蚀、抗高温。
二、 非晶态材料是值得信赖產品
1、 国内外客户使用情况:
美国美孚石油公司、英国石油公司等等全球几大石油公司都有十几年的非晶态合金材料的使用经验。以下列举的各个单位在使用过非晶态合金材料之后,均给予非晶态合金材料非常好的评价。至今公司没有接到任何行业任何单位的产品质量投诉,证明使用非晶态合金材料所承担的风险为零。
国外应用:
国内应用:
2、国际认证:
三、 应用案例
应用实例1:非晶态合金材料在石油钻探中作为焊接钻杆接头耐磨带来使用,其耐磨性是其它诸如美国XX和上海XX的3到4倍;对钻杆接头本体提高了400%的保护,对套管减少了60%的磨损。使用某进口的专用耐磨带的钻杆最多只能勉强打一口4000米的深井,而使用非晶态合金材料耐磨带的钻杆则可打两口到三口4000米的深井。这说明,非晶态合金材料的耐磨带可以很好地保护套管和钻杆接头,有效地避免了钻井事故的发生或油气井的早期报废。不仅如此,非晶态合金材料在石油钻探中还可以应用到其它设备,如万向轴外壳,加重钻杆,矫正扶正器,加重扶正器等方面。将非晶态合金喷涂到普通的金属加重扶正器上面进行保护,可以保证原本只能一次性使用的扶正器可以反复多次使用,从而为企业生产最大限度降低成本。
应用实例2:2005 年上海某家专营电厂热喷涂设备及施工公司在华北几家火力发电厂实地使用,ARMACOR - Mw, 16, DUOCOR “非晶态” 合金材料在电厂锅炉“四管”及其它非常易腐蚀零部件上,3 年后检验ARMACOR “非晶态” 合金材料表面无任何腐蚀现象,如“新”涂层的一样。美国电力能源研究所 (Electric Power Research Institute) 及一家研究机构 (Foster Wheeler Energy Services INC.) 分别在1997 年、1998 年和2004 年在火力发电厂做同样的试验,报告结果告诉我们ARMACOR “非晶态”合金材料在抗煤炭中高含硫化物以及低NOX 方面有着卓越的优势,现在大面积的使用在美国南方电力集团公司的火力发电厂设备。“非晶态”材料已成功应用于锅炉“四管”及其它附属部件等防护,可有效抵抗含硫高温气体腐蚀及微粒磨损。
应用实例3:大唐户县二电厂在脱硫浆液 循环泵和引入盖上使用ARMACOR – Mw产品做,喷涂保护,施工时每次喷涂0.15mm厚,多次喷涂后为0.5-0.75mm, 运转18个月后的检测,磨损为0.1-0.2mm 。
应用实例4:大庆采油厂:柱塞棒(电弧喷涂 LMC-Mw 厚度0.5mm
大庆采油厂:采油泵喷涂后 (C+粉材 HVOF 0.3mm厚度)