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球阀作为截止阀的一种,除了应用于一般的工业管道,在西气东输、煤制油工程、宇航工业上也发挥着重要的作用。目前硬密封球阀存在腐蚀、强磨损而造成使用寿命过短问题,因此延长球阀的使用寿命已成为当下的研究热点。本文将WC基硬质合金用于球阀的球体和阀座,并对其在实际工况下的使用做了初步探究。本文采用低压烧结技术制备四种成分的WC基硬质合金,并且合金中采用了Co基和Ni基两种粘结剂。合金中WC的含量分别为84%,88%,90%和92%,对应的Co基粘结相的含量分别为14%和10%,Ni基粘结相的含量分别为8%和6%。运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X线衍射(XRD)等研究合金组织结构和物相组成,利用显微硬度计测量合金的硬度,万能电子试验机测定其抗弯强度,利用表面综合性能测试仪测定合金的耐磨损性能,利用电化学工作站测定的耐腐蚀性能,对合金制成的球体和阀座进行了开关实验测定其使用寿命,分析实验结果,可以得出如下结论。(1)低压烧结出组织纯净的纳米级WC基硬质合金,合金晶粒尺寸随WC含量的上升而增大。合金的硬度随着WC含量的增加而增大,抗弯强度则与WC的含量无关。(2)随着WC的含量升高,合金的耐磨损性能加强。低载荷下,合金几乎不发生磨损;中载荷下,合金的磨损机理是磨粒磨损;高载荷下,合金主要磨损机制为粘着磨损。(3)常温条件下,WC-6Ni和WC-14Co满足耐磨球阀的需求,因而投入生产并用于球阀的阀座和角阀内部。低温条件下,温度从20℃降到-110℃,WC基硬质合金的硬度有轻微上升,然而在-196℃时硬度大幅下降,因而合金不适用于超低温下的工况。(4)在酸性介质中合金的耐腐蚀性能为:WC-14Co<WC-10Co<WC-8Ni<WC-6Ni。在碱性介质中合金的耐腐蚀性能为:WC-10Co<WC-6Ni<WC-8Ni<WC-14Co。在中性介质的耐腐蚀性能为:WC-14Co<WC-10Co<WC-6Ni<WC-8Ni。WC基硬质合金的耐腐蚀性十分优秀,在三种介质中耐腐蚀性分别为:酸性介质<中性介质<碱性介质。因而碱性环境中时可以重点考虑采用WC基硬质合金制备的阀门。