硬質合金軸承滾珠通常指的是由鎢鈷類硬質合金 製成的滾珠,其化學性質主要由其兩相微觀結構決定:(1)硬質相:碳化鎢,化學式 WC。(2)粘結相:鈷,化學式 Co。硬質合金軸承滾珠的化學性質是這兩種主要成分性質的綜合體現,並受到它們之間結合狀態的影響。

一、硬質合金軸承滾珠的核心化學特性總結
1. 高惰性/優異的化學穩定性:在常溫下,對大多數化學物質表現出極高的抵抗能力。
2. 優異的耐腐蝕性:對非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)、有機酸、堿溶液和大多數有機溶劑具有極好的耐腐蝕性。
3. 對氧化性介質敏感:在氧化性酸(如硝酸、王水)和強氧化性環境中會被腐蝕。
4. 高溫下易氧化:在空氣中加熱到高溫(約500-600°C以上)時,會發生氧化。

二、硬質合金軸承滾珠的詳細化學性質分析
1. 對酸和堿的耐腐蝕性
(1)耐腐蝕性優異的情況:
非氧化性酸:如鹽酸、稀硫酸、磷酸等。這是因為在這些酸中,硬質相WC和粘結相Co都不會發生強烈的氧化溶解。它們表面會形成一層極薄的、緻密的鈍化膜,阻止反應的進一步進行。因此,在海洋環境(含氯離子)或某些化工環境中表現卓越。
有機酸:如醋酸、檸檬酸等,基本無影響。
堿溶液:如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水等,硬質合金對其有極強的抵抗力,幾乎不受腐蝕。這是因為WC和Co在鹼性環境下都非常穩定。
(2)耐腐蝕性較差的情況:
氧化性酸:如硝酸、王水、濃硫酸。這些酸具有很強的氧化性,能將粘結相鈷和碳化鎢同時氧化溶解。鈷(Co)會被氧化成鈷離子(Co2?)進入溶液。碳化鎢(WC)會被氧化成鎢酸(H?WO?)和二氧化碳(CO?)。這是硬質合金化學性質的主要弱點。
氫氟酸:也能對硬質合金造成腐蝕。
2. 抗氧化性
硬質合金在常溫空氣中極其穩定,不會生銹或變色,這是它相對於軸承鋼的巨大優勢。
然而,在高溫空氣中(通常在500°C至600°C開始,具體溫度取決於鈷含量和合金細微性),其抗氧化能力變差。粘結相鈷會先被氧化成氧化鈷(CoO)。碳化鎢會被氧化成黃色的三氧化鎢(WO?),該氧化物疏鬆多孔,不能保護內部材料,導致氧化持續進行。因此,硬質合金軸承不適合在高溫富氧環境下長期工作。
3. 與其他金屬的化學反應
硬質合金滾珠本身非常穩定,通常不會與常見的軸承座或保持架材料(如不銹鋼、陶瓷等)發生顯著的固態化學反應(擴散或形成金屬間化合物)。
但是,在某些極端條件下(如高溫、高壓),鈷可能會與某些金屬發生微弱的相互作用,但這在常規軸承應用中通常可以忽略不計。