Kuinka sintrataan volframikarbidin luokittelu?

Sisältövalikko

● Johdanto luokiteltuun volframikarbidiin

>> Rakennesuunnitteluperiaatteet

● Edistyneet sintrausmenetelmät

>> 1. Monivaiheinen lämpögradientin sintraus

>> 2. Viljan kasvun estämistekniikat

● Teollisuuden toteutustapaustutkimukset

>> Kaivostyökalusovellus (Kennametal)

>> Automotive -jarrujärjestelmä (BMW)

● Laadunvarmistusprotokollat

>> Tuhoamattomat testausmenetelmät (NDT)

● Johtopäätös

● Faqit

>> 1. Mikä on luokiteltujen WC-CO-työkalujen suurin käyttölämpötila?

>> 2. Kuinka kobolttigradientin syvyys vaikuttaa työkalun suorituskykyyn?

>> 3. Mikä sintrausilmapiiri estää rappeutumisen?

>> 4. Voiko kierrätettyä WC -jauhetta luokiteltuihin komponentteihin?

>> 5. Mikä on SPS: n ja tavanomaisen sintrauksen kustannusvertailu?

● Viittaukset:

Luokiteltu Volframikarbidi (WC-CO) edustaa materiaalitekniikan läpimurtoa, joka tarjoaa ainutlaatuisen yhdistelmän pinnan kovuutta (2 000–2 500 HV) ja ytimen sitkeyttä (15–20 MPA√m). Tässä 2300-sanassa tutkitaan edistyneitä sintraustekniikoita, kriittisiä prosessiparametreja, teollisuussovelluksia ja tulevia innovaatioita funktionaalisesti luokiteltujen volframikarbidin (FGM-WC) valmistukseen.

Johdanto luokiteltuun volframikarbidiin

Rakennesuunnitteluperiaatteet

Funktionaalisesti luokiteltu volframikarbidi saavuttaa _spatiaalisen kobolttigradientin_ ohjattavan sintrausidynismin kautta:

- Pintakerros: 3–6% kobolttisideaine → 92–94% WC -tiheys (HV ≥2,300)

- Siirtymävyöhyke: 8–10% koboltti → toimii taipuisuuspuskurina (KIC ≈12 MPA√M)

- Ydinalue: 12–15% koboltti → Korkea murtolujuus (KIC ≥18 MPA√M)

Suorituskyvyn :

Parametrien	vertailu	efekti mikrorakenteeseen
Pulssitaajuus	50–100 Hz	Kontrolloi viljaydintä
Aksiaalipaine	30–50 MPa	Eliminoi jäännöshuokoset
Lämpötilagradientti	50–80 ° C/mm	Ohjaa koboltin muuttoliikettä

Edistyneet sintrausmenetelmät

1. Monivaiheinen lämpögradientin sintraus

Sandvik Coromantin kehittämä, tämä kolmivaiheinen prosessi luo 0,5–1,2 mm funktionaaliset kaltevuudet:

- Lämpötilaprofiili: 1 150 ° C (± 10 ° C) 90–120 minuutin ajan

- Ilmapiiri: vety (kastepiste 2 kaasuanalyysi

Vaiheen vakauskaavio:

Hiilipitoisuus (WT%)	vaihekoostumus	mekaaninen vaikutus
<5,8	Co 3 W 3 C (ETA -vaihe)	Hauras murtuma 50%: n kannalta
6.0–6.2	WC + γ-CO	Optimaalinen lujuussuojaustasapaino
> 6.3	Ilmainen hiili + WC	15%: n kovuuden vähentäminen

2. Viljan kasvun estämistekniikat

Edistyneiden lisäaineiden formulaatiot submikronirakenteille:

Tehokkaat viljan estäjät:

Teollisuuden toteutustapaustutkimukset

Kaivostyökalusovellus (Kennametal)

 Komponentti: Pyörivä porausbitti graniittia varten

 Suorituskykymittarit:

- Operatiivinen käyttöikä: 400 tuntia vs. 280 tuntia (vakio WC-CO)

- Jälkyn kuluminen 200 tunnin kuluttua: 0,15 mm (luokiteltu) vs. 0,35 mm (homogeeninen)

- Halkeaman etenemiskestävyys: 3,5 × 10−6 m/sykli (DA/DN)

Automotive -jarrujärjestelmä (BMW)

 Komponentti: Korkean suorituskyvyn jarruroottorit

 Saavutukset:

- Painon alennus: 50% vs. perinteiset teräskomponentit

- Vakaa kitkakerroin (μ = 0,38) 480 ° C: seen

- Palveluikä: 150 000 km kaupunkien ajo -olosuhteissa

Laadunvarmistusprotokollat

Tuhoamattomat testausmenetelmät (NDT)

1. Ultraäänitestaus:

- Taajuusalue: 10–25 MHz

- havaitsee puutteet> 50 μm 3 mm: n syvyydessä

14. Eddy -virran analyysi:

- Mittaa kobolttigradientin syvyys (± 0,1 mm tarkkuus)

- Tunnistaa paikalliset sideaineen variaatiot> 0,5 painoprosenttia

3. XRD -vaiheen varmennus:

- η-vaiheen havaitsemisraja: 2/AR-kaasuseokset)

- Edistyneet viljan kasvun estämisstrategiat

- Siinän jälkeinen lonkkakäsittely (100 MPa vähimmäispaine)

Perinteisen jauhemetallurgian yhdistelmä nykyaikaisten prosessinohjaimien kanssa mahdollistaa komponenttien tuotannon 60–80%: n suorituskyvyn parannuksilla perinteisiin WC-CO-materiaaleihin verrattuna.

Johtopäätös

Valmistus luokiteltu volframikarbidi vaatii tarkan koordinaation:

- Monivaiheinen lämpöhallinta (1,150–1 450 ° C-alue)

- Ilmakehän ohjaamat ympäristöt (H ₂ /AR-kaasuseokset)

- Edistyneet viljan kasvun estämisstrategiat

- Siinän jälkeinen lonkkakäsittely (100 MPa vähimmäispaine)

Perinteisen jauhemetallurgian yhdistelmä nykyaikaisten prosessinohjaimien kanssa mahdollistaa komponenttien tuotannon 60–80%: n suorituskyvyn parannuksilla perinteisiin WC-CO-materiaaleihin verrattuna.

Faqit

1. Mikä on luokiteltujen WC-CO-työkalujen suurin käyttölämpötila?

Luokiteltuja komponentteja ylläpitää rakenteellista eheyttä jopa 800 ° C: seen hapettumisympäristöissä ja 1 200 ° C inertillä ilmakehillä, ylittäen homogeeniset arvosanat 200–300 ° C: lla.

2. Kuinka kobolttigradientin syvyys vaikuttaa työkalun suorituskykyyn?

Optimaalinen gradientin syvyys vaihtelee sovelluksen mukaan:

- Leikkaustyökalut: 0,8–1,2 mm

- Kaivosbittit: 1,5–2,0 mm

- Kulutuslevyt: 0,5–0,8 mm

3. Mikä sintrausilmapiiri estää rappeutumisen?

Käytä vety-ilmakehää –60 ° C-kastepisteen tai korkean puhtaan argonilla (O2 <5 ppm) kriittisen 1 200–1 400 ° C-vaiheen aikana hiilitasapainon ylläpitämiseksi.

4. Voiko kierrätettyä WC -jauhetta luokiteltuihin komponentteihin?

Kyllä, rajoituksilla:

- Enintään 30% kierrätyspitoisuus

- Vaatii kemiallisen säädön (+0,1–0,2% C)

- Viljan koon homogenisointi suihkumission kautta

5. Mikä on SPS: n ja tavanomaisen sintrauksen kustannusvertailu?

Spark -plasman sintraus aiheuttaa 40–60% korkeammat laitekustannukset, mutta vähentää energiankulutusta 35% ja käsittelyaikaa 70% verrattuna tyhjöiden sintraukseen.

Viittaukset:

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

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

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

.

.

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

.

.

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

[10.

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

[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

.

[16.

.

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

[19.

.

[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/sinintering-of-cemed-carbide-a-user-friendly-overview-pt-1