Sisältövalikko
● 1. Raaka -aineiden valmistelu
>> 1.1 volframimalmin käsittely
>> 1.2 Hiililähteen valmistelu
>> 1,3 sideaineen valmistelu
● 2. Jauheen sekoittaminen ja jyrsintä
>> 2,1 pallo jyrsintä
>> 2.2 Suihkukuivaus
● 3. Painaminen (muodostuminen)
>> 3.1 Yksiaksiaalinen puristus
>> 3.2 Kylmä isostaattinen puristus (CIP)
● 4. sintraus
>> 4.1 PRE-SINATION
>> 4.2 Nestefaasisintraus
>> 4.3 Kuuma isostaattinen puristus (hip)
● 5. Postinstring-käsittely
>> 5.1 Hionta ja kiillotus
>> 5.2 Pinnoite (fysikaalinen höyryn laskeuma/kemiallinen höyryn laskeuma)
>> 5.3 Laadunvalvonta
● 6. Carbide -tuotteiden sovellukset
>> 6.1 Leikkaustyökalut
>> 6.2 Kaivos- ja rakentaminen
>> 6.3 Teollisuusvaatteet
>> 6.4 nousevat sovellukset
● Johtopäätös
● UKK: Karbidin tuotantoprosessi
>> 1. Miksi kobolttia käytetään sideaineena karbidissa?
>> 2. Voidaanko karbidituotteita kierrättää?
>> 3. Kuinka viljakoot vaikuttavat karbidin suorituskykyyn?
>> 4. Miksi sintraus on kriittinen karbidin valmistuksessa?
>> 5. Mitkä teollisuudenalat luottavat eniten hiilihydrbide -työkaluihin?
● Viittauk�et:
Karbidituotannossa yhdistyvät edistyksellinen metallurgia, tarkkuustekniikka ja materiaalitiede ihmiskunnan vaikeimmista teollisuusmateriaaleista. Tässä artikkelissa tutkitaan monimutkaisia vaiheita valmistuksen takana Volframikarbidi , kriittinen materiaali työkalujen leikkaamiseen, kaivoslaitteisiin ja kulutuskertoisiin komponentteihin.
1. Raaka -aineiden valmistelu
Karbidien tuotantoprosessi alkaa raaka -aineiden hankinnalla ja puhdistamalla:
1.1 volframimalmin käsittely
Volframi-malmi (tyypillisesti Wolframite tai Scheelite) louhitaan avoimen tai maanalaisten menetelmien avulla. Suuria talletuksia on Kiinassa, Venäjällä ja Kanadassa.
Kemiallinen huuhtoilu natriumhydroksidilla tai suolahappouutteilla volframitrioksidilla (WO₃) 99,9%: n puhtaudella.
Oksidi läpäisee vedyn vähentymisen pyörivissä uuneissa 600–1 000 ° C: ssa puhtaan volframi -jauheen (W) tuottamiseksi.
1.2 Hiililähteen valmistelu
Korkeasti hiilimusta (99,95% C) tai synteettistä grafiittia lisätään volframikarbidin (WC) stökiometrisen suhteen saavuttamiseksi. Ylimääräinen hiili (0,1–0,5%) kompensoi hapetushäviöitä.
1,3 sideaineen valmistelu
Kobolttijauhe (6–30% painon mukaan) valmistetaan ensisijaisena sideaineena. Nikkeli tai kromi voi täydentää spesifisiä arvosanoja korroosionkestävyyden kannalta.
Sideaineen hiukkaskoot (0,8–3 um) on optimoitu tasaisen jakautumisen varmistamiseksi sekoituksen aikana.
2. Jauheen sekoittaminen ja jyrsintä
Komponenttien tasainen jakauma varmistaa yhdenmukaiset materiaalien ominaisuudet:
2,1 pallo jyrsintä
Volframijauhe, hiili ja koboltti sekoitetaan pallomyllyssä etanolin tai asetonin kanssa hapettumisen estämiseksi.
Zirkoniumoksidi tai volframikarbidipallot jauhaavat lietteen 24–72 tunnin ajan vähentäen hiukkasia 0,5–5 um: iin.
Laserdiffraktioanalysaattorit seuraavat hiukkaskokojakaumaa (PSD) ISO 4497 -standardien täyttämiseksi.
2.2 Suihkukuivaus
Lietteen sumutus sumutuskuivaimessa 200–300 ° C: ssa muodostaen pallomaisia rakeita (50–200 um) 1–3%: n jäännös kosteudella.
Vapaasti virtaavat rakeet varmistavat yhtenäisen suulakkeen täyttöä puristuksen aikana.
3. Painaminen (muodostuminen)
Jauhe on tiivistetty 'Green ' -muodoiksi, joiden teoreettinen tiheys on 50–70%:
3.1 Yksiaksiaalinen puristus
Automatisoidut CNC-puristimet kohdistavat 30 000–60 000 psi -painetta muodostaakseen lähituleet, kuten insertit tai sauvat.
Voiteluaineet (esim. Steariinihappo) vähentävät muotin seinämän kitkaa minimoimalla tiheysgradientit.
3.2 Kylmä isostaattinen puristus (CIP)
Kompleksisten geometrioiden (esim. Kierrosporaushuilut) CIP käyttää hydrauliöljyä 30 000–60 000 psi: n korkeuden tiheyden varmistamiseksi.
Elastomeeriset muotit sallivat monimutkaiset mallit säilyttäen samalla ± 0,1 mm: n mittatarkkuutta.
4. sintraus
Vihreät kompaktit läpikäyvät korkean lämpötilan yhdistämisen täydellisen tiheyden saavuttamiseksi:
4.1 PRE-SINATION
Osat kuumennetaan 500–800 ° C: seen vetyilmapiireissä orgaanisten sideaineiden poistamiseksi ja käsittelyn vahvistamiseksi.
Esisuunnitelmat osilla on 70–80% huokoisuus, mutta saavat riittävästi lujuutta välityön koneistukseen.
4.2 Nestefaasisintraus
Tyhjiö- tai vetyuunien lämpöosat 1 400–1 500 ° C: seen 60–180 minuutin ajan.
Koboltti sulaa 1 495 ° C: ssa, tunkeutuen volframikarbidihiukkasiin kapillaarin vaikutuksen kautta tiheän matriisin muodostamiseksi.
Kutistuminen on 17–25%, mikä vaatii ylisuuria painostuksen aikana.
4.3 Kuuma isostaattinen puristus (hip)
Valinnainen lonkkikäsittely 1 400 ° C: ssa ja 30 000 psi argonin paine eliminoi jäännöshuokoisuuden (<0,02%).
Hip-ED-osilla on 10–20% suurempi poikittainen repeämälujuus (TRS) kuin tavanomaisesti sintrattuja.
5. Postinstring-käsittely
Lopullinen koneistus ja hoidot parantavat suorituskykyä:
5.1 Hionta ja kiillotus
Timanttipyörät (80–400 hiekka) jauhaa RA: hon 0,1–0,4 um pintapintaisiin.
CNC -hiomakoneet saavuttavat ± 0,005 mm toleranssit reunojen leikkaamiseen.
5.2 Pinnoite (fysikaalinen höyryn laskeuma/kemiallinen höyryn laskeuma)
PVD -pinnoitteet (tina, tialn) 300–500 ° C: ssa tarjoavat 2–4 um kerrosta, joiden kovuus on 3500 HV.
CVD-pinnoitteet (timanttimainen hiili) 800–1 000 ° C: ssa tarjoavat äärimmäisen kulutuskestävyyden kaivostyökaluille.
5.3 Laadunvalvonta
Röntgenfluoresenssi (XRF) varmistaa kobolttipitoisuuden ± 0,5%: n sisällä.
Rockwell A Scale (HRA) -testit vahvistavat kovuusarvot 88–94.
Poikittainen repeämälujuus (TRS) -testit varmistavat 2 500–4 500 MPa murtumankestävyyden.
6. Carbide -tuotteiden sovellukset
6.1 Leikkaustyökalut
Indeksoitavat insertit (ISO CNMG/SNMG) -laite teräs 300–500 m/min nopeudella.
Mikrojyväkarbidi (0,2 um) päätymyllyt tuottavat optisen luokan viimeistelyt ilmailualan seoksissa.
6.2 Kaivos- ja rakentaminen
Kolmen karbidisisät, jotka kulkevat karbidisisät, tunkeutuvat graniittiin 30–50 metrillä/tunnissa.
Tienjauhojen hampaat palauttavat asfaltin, jonka vaihdon välillä on yli 200 käyttötuntia.
6.3 Teollisuusvaatteet
Volframikarbiditiivisteet kestävät 500 ° C hiomalähteitä petrokemiallisissa pumppuissa.
Venttiilinkoristeiden komponentit kestävät kavitaation eroosion ydinvoimalaitoksissa.
6.4 nousevat sovellukset
Lisäainevalmistus käyttää nano-karbidijauheita (50–100 nm) 3D-tulostettuihin raketti-suuttimiin.
Biolääketieteelliset implantit hyödyntävät karbidin biologista yhteensopivuutta nivelkorvauksissa.
Johtopäätös
Karbidien tuotantoprosessi muuttaa raa'an volframin ja hiilen kovuutena olevaksi materiaalin kilpailevaksi timantiksi. Jauhemetallurgiasta tarkkuuden hiomiseen jokainen vaihe varmistaa, että lopputuote täyttää tiukat teollisuusvaatimukset. Innovaatiot, kuten hip-sintraus, nanosuunnittelut hiilihydridit ja hybridipinnoitteet, laajentavat edelleen ilmailu-, uusiutuvan energian ja edistyneen valmistuksen sovellusten laajentamista. Kun globaali karbidikysyntä ennustetaan kasvavan 6,2% vuodessa vuodessa vuodessa vuodessa, näiden tuotantotekniikoiden hallitseminen on edelleen kriittistä teollisuuden kilpailukyvyn kannalta.
UKK: Karbidin tuotantoprosessi
1. Miksi kobolttia käytetään sideaineena karbidissa?
Cobaltin ulottuvuus tasapainottaa volframikarbidin haurautta, mikä parantaa sitkeyttä vaarantamatta kovuutta. Sen sulamispiste (1 495 ° C) kohdistuu täydellisesti nestefaasin sintrausvaatimuksiin.
2. Voidaanko karbidituotteita kierrättää?
Kyllä, rombidi palautetaan sinkin talteenotto (90% tehokkuus) tai mekaanisella murskauksella. Kierrätetty materiaali on 35% maailman volframin tarjonnasta.
3. Kuinka viljakoot vaikuttavat karbidin suorituskykyyn?
Hienommat jyvät (0,2–0,8 µm) lisäävät kovuutta (jopa 2 300 HV30), kun taas karkeampia jyviä (1–5 um) parantavat murtumiskestävyyttä (TRS> 4000 MPa).
4. Miksi sintraus on kriittinen karbidin valmistuksessa?
Sintraus tiivistää materiaalin 99,5%: n teoreettiseen tiheyteen saavuttaen Vickersin kovuuden 1 500–2 000 HV. Väärä sintraus aiheuttaa katastrofaalisia vikoja, kuten koboltin yhdistäminen.
5. Mitkä teollisuudenalat luottavat eniten hiilihydrbide -työkaluihin?
Ilmailuala (40%markkinaosuus), Automotive (25%) ja öljy/kaasu (20%) teollisuus käyttävät karbidia nopeaan koneistukseen, porausbitteihin ja kulutuslevyihin.
Viittauk�et:
[1] https://www.youtube.com/watch?v=ZJKVI0CMTX0
[2] https://onmytoolings.com/how-are-carbide-inserts-made/
[3] https://www.hannibalcarbide.com/technical-support/about-carbide/
[4] https://www.mmc-carbide.com/in/technical_information/tec_guide/tec_guide_carbide
[5] https://www.retopz.com/57
[6] https://www.carbide-products.com/blog/tungsten-carbide-production-process/
[7] https://www.betalentcarbide.com/production-process-of-cement-carbide-lade.html
[8] https://www.carbide-products.com/blog/how-is-carbide-made/
[9.
.
[11] https://www.youtube.com/watch?v=95YS7W66-BI
[12] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/process.html
[13] https://todaysmachiningworld.com/magazine/how-it-works-making-tingsten-carbide-cutting-tools/
[14] https://www.shutterstock.com/search/production-carbide?image_type=photo&page=3
[15] https://www.istockphoto.com/photos/carbide-tools
[16] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html
[17] https://www.shutterstock.com/search/production-carbide?image_type=photo&page=2
[18] https://stock.adobe.com/search/images?k=carbide+cutting
[19.
[20] https://tuncomfg.com/about/faq/
.
[22] https://www.tjtywh.com/a-step-by-step-guide-to-maker-calcium-carbide-at-home.html
[23] https://patents.google.com/patent/us4008090a/en
[24] https://www.youtube.com/watch?v=olalos0er00
[25] https://www.istockphoto.com/photos/calcium-carbide
[26] https://www.istockphoto.com/photos/carbide-bit
[27] https://www.freepik.com/premium-ai-image/flowchart-llustrations-spets-involved-production-ngsten-carbide-tools-using-powder_362617291.htm
[28] https://www.istockphoto.com/photos/carbide
[29] https://www.shutterstock.com/search/carbide
.
