硬質(zhì)合金閥球以高硬度金屬碳化物（如碳化鎢WC、碳化鈦TiC）為基體，通過添加鈷（Co）、鎳（Ni）或鉬（Mo）等金屬粘結(jié)劑，經(jīng)粉末冶金工藝燒結(jié)制成。其材料結(jié)構(gòu)特性如下：
一、硬質(zhì)合金閥球的核心材料組成
1.1 金屬碳化物基體
碳化鎢（WC）：占比通常達(dá)90%以上（如部分產(chǎn)品WC含量≥92%），是硬質(zhì)合金的主要成分，提供高硬度（HRA≥90.5）和耐磨性。
碳化鈦（TiC）：部分產(chǎn)品中添加，可提升抗腐蝕性和高溫穩(wěn)定性。
其他碳化物：如碳化鉭（TaC）、碳化鈮（NbC）等，用于進(jìn)一步優(yōu)化性能。
1.2 金屬粘結(jié)劑
鈷（Co）：最常用粘結(jié)劑，占比約5%-23%，增強(qiáng)材料韌性，防止脆性斷裂。
鎳（Ni）或鉬（Mo）：部分產(chǎn)品中替代鈷，提升抗腐蝕性或高溫性能。
1.3 復(fù)合增強(qiáng)顆粒
某些高端產(chǎn)品添加復(fù)合增強(qiáng)顆粒，包含核芯（高熵碳化物固溶體，提升高溫穩(wěn)定性），過渡層（碳化物層，增強(qiáng)界面結(jié)合力），和外殼層（納米復(fù)合結(jié)構(gòu)層，提高耐磨性和抗腐蝕性）。
二、硬質(zhì)合金閥球的微觀結(jié)構(gòu)特征
2.1 粉末冶金工藝
通過制粉、濕磨、混合、成型壓制及真空燒結(jié)等步驟制成。燒結(jié)后材料密度約14.9g/cm3，組織均勻，孔隙率極低。
2.2 兩相結(jié)構(gòu)
硬質(zhì)相：金屬碳化物顆粒（如WC），形成骨架，提供硬度和耐磨性；粘結(jié)相：金屬鈷（Co）等填充硬質(zhì)相間隙，形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，賦予材料韌性。
2.3 表面處理
部分產(chǎn)品經(jīng)高精度研磨與硬化處理（如等離子堆焊硬質(zhì)合金、超音速噴涂碳化鎢），提高表面光潔度和硬度。
三、硬質(zhì)合金閥球的性能優(yōu)勢
3.1 高硬度與耐磨性
硬度≥90.5 HRA，耐磨性為傳統(tǒng)鋼珠的數(shù)十至上百倍，適用于含砂、高壓差等惡劣工況。
3.2 抗腐蝕性
金屬碳化物基體與抗腐蝕粘結(jié)劑結(jié)合，可耐受含H?S、Cl?等腐蝕性介質(zhì)。
3.3 高溫穩(wěn)定性
部分產(chǎn)品耐溫達(dá)650℃，適用于高溫蒸汽、熱油等場景。
3.4 密封性能
雙向密封設(shè)計(jì)，配合彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)零泄漏（符合API 598/API 6D標(biāo)準(zhǔn)）。
四、硬質(zhì)合金閥球的主要應(yīng)用場景
4.1 石油天然氣行業(yè)
深海鉆井、高壓油氣輸送管路，承受高壓（公稱壓力達(dá)42MPa）和含砂介質(zhì)沖刷。
4.2 化工與電力行業(yè)
高溫高壓蒸汽系統(tǒng)、腐蝕性介質(zhì)輸送管道，如加氫裝置、催化裂化裝置。
4.3 特殊工況需求
全通徑焊接式閥球用于地下輸油輸氣管網(wǎng)；V形開口結(jié)構(gòu)閥球?qū)崿F(xiàn)流量調(diào)節(jié)功能。
