Как да си стенеш степенува волфрамов карбид?

Меню за съдържание

● Въведение в класифицирания волфрамов карбид

>> Принципи на структурен дизайн

● Усъвършенствани методологии за синтероване

>> 1. Многоетапно термично градиентно синтероване

>> 2. Техники за инхибиране на растежа на зърното

● Индустриални казуси за изпълнение

>> Приложение за добив на инструменти (Kennametal)

>> Автомобилна спирачна система (BMW)

● Протоколи за осигуряване на качеството

>> Неразрушителни методи за тестване (NDT)

● Заключение

● Често задавани въпроси

>> 1. Каква е максималната работна температура за степенувани WC-CO инструменти?

>> 2. Как дълбочината на градиента на кобалта влияе на производителността на инструмента?

>> 3. Каква атмосфера на синтероване предотвратява декарбуризацията?

>> 4. Може ли рециклиран WC прах да се използва за степенувани компоненти?

>> 5. Какво е сравнението на разходите между SPS и конвенционалното синтероване?

● Цитати:

Степен Волфрамовият карбид (WC-CO) представлява пробив в материалното инженерство, предлагайки уникална комбинация от повърхностна твърдост (2000–2,500 HV) и ядро ​​на ядро ​​(15–20 MPa√m). Това ръководство с 2300 думи изследва усъвършенстваните техники за синтероване, критичните параметри на процеса, индустриалните приложения и бъдещите иновации за производство на функционално класифициран волфрамов карбид (FGM-WC).

Въведение в класифицирания волфрамов карбид

Принципи на структурен дизайн

Функционално класифициран волфрамов карбид постига _spatial кобалтов градиент_ чрез контролирана динамика на синтероване:

- Повърхностно слой: 3–6% кобалтово свързващо вещество → 92–94% плътност на WC (HV ≥2 300)

- Преходна зона: 8–10% кобалт → действа като буфер за пластичност (KIC ≈12 MPa√m)

- Основен регион: 12–15% кобалт → Висока здравина на фрактурата (KIC ≥18 MPa√m)

Сравнение на производителността: Ефект

на параметрите	на диапазона	върху микроструктурата
Импулсна честота	50–100 Hz	Контролира ядреното зърно
Аксиално налягане	30–50 MPa	Елиминира остатъчните пори
Температурен градиент	50–80 ° C/mm	Насочва кобалтовата миграция

Усъвършенствани методологии за синтероване

1. Многоетапно термично градиентно синтероване

Разработен от Sandvik Coromant, този трифазен процес създава 0,5–1,2 mm функционални градиенти:

- Температурен профил: 1,150 ° C (± 10 ° C) за 90–120 минути

- Атмосфера: Водород (анализ на газ от роса 2

Диаграма на фазовата стабилност:

Съдържание на въглерод (WT%)	Фазов състав	Механично въздействие
<5.8	CO 3 W 3 C (фаза на ETA)	Крехка фрактура при 50% щам
6.0–6.2	WC + γ-CO	Оптимален баланс на якостта
> 6.3	Безплатен въглерод + WC	15% намаляване на твърдостта

2. Техники за инхибиране на растежа на зърното

Разширени добавки за субмикронни структури:

Ефективни зърнени инхибитори:

Индустриални казуси за изпълнение

Приложение за добив на инструменти (Kennametal)

 Компонент: Ротационни сондажни битове за разкопки на гранит

 Показатели за ефективност:

- Оперативен живот: 400 часа срещу 280 часа (стандартен WC-CO)

- Износване на фланга след 200 часа: 0,15 mm (степента) срещу 0,35 mm (хомогенна)

- Устойчивост на разпространение на пукнатини: 3,5 × 10−6 m/цикъл (DA/DN)

Автомобилна спирачна система (BMW)

 Компонент: високоефективни спирачни ротори

 Постижения:

- Намаляване на теглото: 50% спрямо традиционните стоманени компоненти

- Стабилен коефициент на триене (μ = 0,38) до 480 ° C

- Служителен живот: 150 000 км при условия на градско шофиране

Протоколи за осигуряване на качеството

Неразрушителни методи за тестване (NDT)

1. Ултразвуково тестване:

- Честотен диапазон: 10–25 MHz

- Открива недостатъци> 50 μm на 3 mm дълбочина

2. Анализ на текущия текущ:

- Измерва дълбочината на градиента на кобалта (± 0,1 mm точност)

- Идентифицира локалните вариации на свързващо вещество> 0,5 тегл%

3. Проверка на фазата на XRD:

- η-фаза Ограничение: 2/AR газови смеси)

- Стратегии за инхибиране на растежа на усъвършенствания зърно

- Лечение с тазобедрената става след портиер (100 MPa минимално налягане)

Комбинацията от традиционна прахова металургия със съвременни контроли на процесите дава възможност за производство на компоненти с 60–80% подобрения на производителността спрямо конвенционалните WC-CO материали.

Заключение

Производственият степенуван волфрамов карбид изисква точна координация на:

- Многоетапно термично управление (1,150–1,450 ° C обхват)

- Контролирани с атмосфера среди ( _H2 /AR газови смеси)

- Стратегии за инхибиране на растежа на усъвършенствания зърно

- Лечение с тазобедрената става след портиер (100 MPa минимално налягане)

Комбинацията от традиционна прахова металургия със съвременни контроли на процесите дава възможност за производство на компоненти с 60–80% подобрения на производителността спрямо конвенционалните WC-CO материали.

Често задавани въпроси

1. Каква е максималната работна температура за степенувани WC-CO инструменти?

Компонентите на степента поддържат структурна цялост до 800 ° С в окислителни среди и 1200 ° C при инертни атмосфери, превъзхождайки хомогенните степени с 200–300 ° C.

2. Как дълбочината на градиента на кобалта влияе на производителността на инструмента?

Оптималната дълбочина на градиента варира в зависимост от приложението:

- Инструменти за рязане: 0,8–1,2 mm

- минни битове: 1,5–2,0 мм

- Носете плочи: 0,5–0,8 mm

3. Каква атмосфера на синтероване предотвратява декарбуризацията?

Използвайте водородна атмосфера с −60 ° C точка на оросяване или аргон с висока чистота (O2 <5 ppm) по време на критична фаза 1200–1,400 ° C, за да поддържате баланса на въглерод.

4. Може ли рециклиран WC прах да се използва за степенувани компоненти?

Да, с ограничения:

- Максимално 30% рециклирано съдържание

- Изисква химическа настройка (+0,1–0,2% С)

- Хомогенизация на размера на зърното чрез струйно смилане

5. Какво е сравнението на разходите между SPS и конвенционалното синтероване?

Spark плазменото синтероване поема 40–60% по -високи разходи за оборудване, но намалява консумацията на енергия с 35%, а времето за обработка със 70% в сравнение с вакуумното синтероване.

Цитати:

[1] https://kindle-tech.com/faqs/how-do-you-sinter-nungsten-carbide

[2] https://grafhartmetall.com/en/tungsten-carbide-sintering-methods/

[3] https://www.linkedin.com/pulse/process-sintering-nungsten-carbide-zzbettercarbide

[4] https://grafhartmetall.com/en/sinter-process-of-nungsten-carbide/

[5] https://kindle-tech.com/faqs/what-temperature-does-nungsten-carbide-sinter-at

[6] https://patents.google.com/patent/us20110116963a1/en

[7] https://grafhartmetall.com/en/sintering-intungsten-carbide-part-manufacturing/

[8] http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-is-sintering-or-sinter-hiping/

[9] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/

[10] https://www.kennametal.com/us/en/products/carbide-wear-parts/fluid-handling-and-flow-control/separation-solutions-for-centrifuge-machines/tungsten-carbide-materials.html

[11] http://cdntest.tizimplements.net/files/40a8742851ec406582574d24a4326715.pdf

[12] http://www.heavystonelab.com/wp-content/uploads/2015/02/fang-ijemhm-2005-0.pdf

[13] https://www.totalcarbide.com/tungsten-carbide-grades.htm

[14] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2017/8175034

[15] http://news.chinatungsten.com/en/gold-plated-nungsten-price/46-nungsten-news-en/tungsten-information/103813-ti-13156.html

[16] https://www.reddit.com/r/metallurgy/comments/18ahjk4/tungsten_sintering_questions_for_decorative_items/

[17] https://www.retopz.com/57-frequency-asked-questions-faqs-about thungsten-carbide/

[18] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/generalcarbide-designers_guide_tungstencarbide.pdf

[19] https://craftstech.net/wp-content/uploads/2021/05/crafts-whitepaper-proper-grade-selection-for-cemented-tungsten-carbide-tooling-and-wear-part-applications.pdf

[20] https://www.linkedin.com/pulse/four-basic-stages-nungsten-carbide-sintering-process-nancy-xia

[21] https://patents.google.com/patent/ep2350331a2/en

[22] https://publica.fraunhofer.de/bitstreams/cb970eb9-dc11-4e7a-9de4-454e3157b96b/download

[23] http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:625068/fulltext01.pdf

[24] https://www.tav-vacuumfurnaces.com/blog/74/en/sintering-of-cemented-carbide-a-user-friendly-overview-pt-1