Menu ng nilalaman
● 1. Paghahanda ng hilaw na materyal
>> 1.1 Pagproseso ng tungsten ore
>> 1.2 Paghahanda ng Pinagmulan ng Carbon
>> 1.3 Paghahanda ng Binder
● 2. Paghahalo ng pulbos at paggiling
>> 2.1 Ball Milling
>> 2.2 Pag -spray ng Pagwawasto
● 3. Pagpindot (bumubuo)
>> 3.1 uniaxial pagpindot
>> 3.2 Cold Isostatic Pressing (CIP)
● 4. Sintering
>> 4.1 Pre-Sintering
>> 4.2 Liquid-phase sintering
>> 4.3 Hot Isostatic Pressing (balakang)
● 5. Pagproseso ng Post-Sintering
>> 5.1 Paggiling at buli
>> 5.2 Coating (Physical Vapor Deposition/Chemical Vapor Deposition)
>> 5.3 Kontrol ng Kalidad
● 6. Mga Aplikasyon ng Mga Produkto ng Carbide
>> 6.1 Mga tool sa paggupit
>> 6.2 Pagmimina at Konstruksyon
>> 6.3 Mga Bahagi ng Pagsusuot ng Pang -industriya
>> 6.4 Mga umuusbong na aplikasyon
● Konklusyon
● FAQ: Proseso ng paggawa ng karbida
>> 1. Bakit ginagamit ang kobalt bilang isang binder sa karbida?
>> 2. Maaari bang mai -recycle ang mga produktong karbida?
>> 3. Paano nakakaapekto ang mga sukat ng butil ng karbida?
>> 4. Bakit kritikal ang sintering sa paggawa ng karbida?
>> 5. Anong mga industriya ang pinaka -umaasa sa mga tool ng karbida?
● Mga pagsipi:
Pinagsasama ng produksiyon ng karbid ang advanced na metalurhiya, engineering engineering, at materyal na agham upang lumikha ng isa sa pinakamahirap na pang -industriya na materyales ng sangkatauhan. Ang artikulong ito ay galugarin ang masalimuot na mga hakbang sa likod ng pagmamanupaktura Ang Tungsten Carbide , isang kritikal na materyal para sa pagputol ng mga tool, kagamitan sa pagmimina, at mga sangkap na lumalaban sa pagsusuot.
1. Paghahanda ng hilaw na materyal
Ang proseso ng paggawa ng karbida ay nagsisimula sa pag -sourcing at pagpino ng mga hilaw na materyales:
1.1 Pagproseso ng tungsten ore
Ang tungsten ore (karaniwang wolframite o scheelite) ay mined sa pamamagitan ng open-pit o underground na pamamaraan. Ang mga pangunahing deposito ay umiiral sa China, Russia, at Canada.
Ang kemikal na leaching na may sodium hydroxide o hydrochloric acid extracts tungsten trioxide (WO₃) na may 99.9% kadalisayan.
Ang oxide ay sumasailalim sa pagbawas ng hydrogen sa mga rotary furnaces sa 600-11,000 ° C upang makabuo ng purong tungsten powder (W).
1.2 Paghahanda ng Pinagmulan ng Carbon
Ang high-purity carbon black (99.95% C) o synthetic grapayt ay idinagdag upang makamit ang stoichiometric ratio para sa tungsten carbide (WC). Ang labis na carbon (0.1-0.5%) ay nagbabayad para sa mga pagkalugi sa oksihenasyon.
1.3 Paghahanda ng Binder
Ang Cobalt Powder (6-30% ng timbang) ay inihanda bilang pangunahing binder. Ang nikel o chromium ay maaaring magdagdag ng mga tiyak na marka para sa paglaban sa kaagnasan.
Ang mga sukat ng butil ng binder (0.8–3 µm) ay na -optimize upang matiyak kahit na pamamahagi sa panahon ng paghahalo.
2. Paghahalo ng pulbos at paggiling
Ang pantay na pamamahagi ng mga sangkap ay nagsisiguro na pare -pareho ang mga katangian ng materyal:
2.1 Ball Milling
Ang tungsten powder, carbon, at cobalt ay halo -halong sa isang bola mill na may ethanol o acetone upang maiwasan ang oksihenasyon.
Ang Zirconia o tungsten na karbida ay gumiling ang slurry sa loob ng 24-72 na oras, na binabawasan ang mga particle sa 0.5-5 µm.
Sinusubaybayan ng mga analyzer ng laser diffraction ang laki ng pamamahagi ng laki ng butil (PSD) upang matugunan ang mga pamantayan ng ISO 4497.
2.2 Pag -spray ng Pagwawasto
Ang slurry ay na -atomized sa isang spray dryer sa 200-300 ° C, na bumubuo ng mga spherical granules (50-200 µm) na may 1-3% na natitirang kahalumigmigan.
Tinitiyak ng mga libreng butil na daloy ng pantay na pagpuno ng pantay na pagkamatay sa panahon ng pagpindot.
3. Pagpindot (bumubuo)
Ang pulbos ay compact sa 'berde ' na mga hugis na may 50-70% teoretikal na density:
3.1 uniaxial pagpindot
Ang mga awtomatikong pagpindot sa CNC ay nag-aaplay ng 30,000-60,000 presyon ng PSI upang mabuo ang mga malapit na net tulad ng mga pagsingit o rod.
Ang mga pampadulas (halimbawa, stearic acid) ay nagbabawas ng die friction sa dingding, minamali ang mga gradients ng density.
3.2 Cold Isostatic Pressing (CIP)
Para sa mga kumplikadong geometry (halimbawa, helical drill flutes), ang CIP ay gumagamit ng hydraulic oil sa 30,000-60,000 psi upang matiyak ang pantay na density.
Pinapayagan ng mga elastomeric na hulma ang masalimuot na disenyo habang pinapanatili ang ± 0.1 mm dimensional na kawastuhan.
4. Sintering
Ang mga berdeng compact ay sumasailalim sa mataas na temperatura na pagsasama upang makamit ang buong density:
4.1 Pre-Sintering
Ang mga bahagi ay pinainit sa 500-800 ° C sa mga hydrogen atmospheres upang alisin ang mga organikong binder at palakasin ang paghawak.
Ang mga pre-sintered na bahagi ay nagpapanatili ng 70-80% porosity ngunit nakakakuha ng sapat na lakas para sa intermediate machining.
4.2 Liquid-phase sintering
Ang mga vacuum o hydrogen furnaces ay mga bahagi ng init sa 1,400-1,500 ° C para sa 60-180 minuto.
Ang Cobalt ay natutunaw sa 1,495 ° C, na infiltrating tungsten carbide particle sa pamamagitan ng pagkilos ng capillary upang makabuo ng isang siksik na matrix.
Ang pag -urong ng 17-25% ay nangyayari, na nangangailangan ng labis na pagpindot.
4.3 Hot Isostatic Pressing (balakang)
Ang opsyonal na paggamot sa balakang sa 1,400 ° C at 30,000 psi argon pressure ay nag -aalis ng natitirang porosity (<0.02%).
Ang mga bahagi ng hip-ed ay nagpapakita ng 10-20% na mas mataas na transverse rupture lakas (TRS) kaysa sa mga kombensiyon na sintered.
5. Pagproseso ng Post-Sintering
Ang pangwakas na machining at paggamot ay nagpapaganda ng pagganap:
5.1 Paggiling at buli
Ang mga gulong ng brilyante (80-400 grit) ay nagsingit ng pagsingit sa RA 0.1-0.4 µm na pagtatapos ng ibabaw.
Nakamit ng mga makina ng paggiling ng CNC ang ± 0.005 mm na pagpapahintulot para sa pagputol ng mga gilid.
5.2 Coating (Physical Vapor Deposition/Chemical Vapor Deposition)
Ang mga coatings ng PVD (lata, tialn) sa 300-500 ° C ay nagbibigay ng 2-4 µm layer na may 3,500 HV tigas.
Ang mga coatings ng CVD (tulad ng brilyante na carbon) sa 800-11,000 ° C ay nag-aalok ng matinding paglaban sa pagsusuot para sa mga tool sa pagmimina.
5.3 Kontrol ng Kalidad
Ang X-ray fluorescence (XRF) ay nagpapatunay ng nilalaman ng cobalt sa loob ng ± 0.5%.
Ang mga pagsubok sa Rockwell A Scale (HRA) ay nagpapatunay ng mga halaga ng tigas na 88–94.
Ang mga pagsubok sa Transverse Rupture Lakas (TRS) ay nagsisiguro na 2,500–4,500 MPa fracture resist.
6. Mga Aplikasyon ng Mga Produkto ng Carbide
6.1 Mga tool sa paggupit
Ang mga pagsingit ng Indexable (ISO CNMG/SNMG) machine na bakal sa 300-500 m/min na bilis.
Ang Micro-Grain Carbide (0.2 µm) End Mills ay gumagawa ng mga optical-grade na natapos sa mga haluang metal na aerospace.
6.2 Pagmimina at Konstruksyon
Ang mga tri-cone drill bits na may mga pagsingit ng karbida ay tumagos sa granite sa 30-50 metro/oras.
Ang mga ngipin ng paggiling ng kalsada ay nag -reclaim ng aspalto na may 200+ oras ng pagpapatakbo sa pagitan ng mga kapalit.
6.3 Mga Bahagi ng Pagsusuot ng Pang -industriya
Ang Tungsten Carbide Seals ay huminto sa 500 ° C na nakasasakit na slurries sa mga petrochemical pump.
Ang mga sangkap na trim ng balbula ay lumalaban sa pagguho ng cavitation sa mga halaman ng nuclear power.
6.4 Mga umuusbong na aplikasyon
Ang additive manufacturing ay gumagamit ng mga pulbos na nano-carbide (50-100 nm) para sa mga naka-print na rocket na naka-print na rocket.
Ang mga biomedical implants ay gumagamit ng biocompatibility ng karbida sa magkasanib na kapalit.
Konklusyon
Ang proseso ng paggawa ng karbida ay nagbabago ng hilaw na tungsten at carbon sa isang materyal na karibal na brilyante sa katigasan. Mula sa metalurhiya ng pulbos hanggang sa paggiling ng katumpakan, tinitiyak ng bawat hakbang na ang pangwakas na produkto ay nakakatugon sa mahigpit na mga kahilingan sa pang -industriya. Ang mga pagbabago tulad ng hip sintering, nano-nakabalangkas na karbida, at mga hybrid coatings ay patuloy na nagpapalawak ng mga aplikasyon sa aerospace, nababagong enerhiya, at advanced na pagmamanupaktura. Sa pandaigdigang hinihiling ng karbida na inaasahang lumago ang 6.2% taun -taon sa pamamagitan ng 2030, ang mastering mga diskarte sa paggawa na ito ay nananatiling kritikal para sa kompetisyon sa industriya.
FAQ: Proseso ng paggawa ng karbida
1. Bakit ginagamit ang kobalt bilang isang binder sa karbida?
Ang pagbabalanse ng Cobalt ay nagbabalanse ng brittleness ng Tungsten Carbide, pagpapahusay ng katigasan nang hindi nakompromiso ang tigas. Ang natutunaw na punto nito (1,495 ° C) ay perpektong nakahanay sa mga kinakailangan sa likido-phase sintering.
2. Maaari bang mai -recycle ang mga produktong karbida?
Oo, ang scrap carbide ay na -reclaim sa pamamagitan ng pagbawi ng zinc (90% na kahusayan) o pagdurog ng mekanikal. Ang recycled material ay bumubuo ng 35% ng pandaigdigang supply ng tungsten.
3. Paano nakakaapekto ang mga sukat ng butil ng karbida?
Ang mga finer haspe (0.2-0.8 µm) ay nagdaragdag ng katigasan (hanggang sa 2,300 HV30), habang ang mga butil ng coarser (1-5 µm) ay nagpapabuti sa paglaban ng bali (TRS> 4,000 MPa).
4. Bakit kritikal ang sintering sa paggawa ng karbida?
Sinusuportahan ng sintering ang materyal sa 99.5% teoretikal na density, na nakamit ang katigasan ng Vickers na 1,500-2,000 hv. Ang hindi wastong sintering ay nagdudulot ng mga sakuna na kapahamakan tulad ng cobalt pooling.
5. Anong mga industriya ang pinaka -umaasa sa mga tool ng karbida?
Ang Aerospace (40%na pagbabahagi ng merkado), automotiko (25%), at ang industriya ng langis/gas (20%) ay gumagamit ng karbida para sa high-speed machining, drill bits, at magsuot ng mga plato.
Mga pagsipi:
[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-frequently-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[6] https://www.carbide-products.com/blog/tungsten-carbide-production-process/
[7] https://www.betalentcarbide.com/production-process-of-cemented-carbide-blade.html
[8] https://www.carbide-products.com/blog/how-is-carbide-made/
[9] https://www
[10] https://www.zgcccarbide.com/news/The-Manufacturing-Process-of-Cemented-Carbide-Inserts:-A-Comprehensive-Guide-39.html
[11] https://www.youtube.com/watch?v=95ys7w66-bi
[12] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/process.html
.
[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] https://imechanica.org/files/BASIC%20MANUFACTURING%20PROCESSES%20Questions%20and%20answers%2007%20JuLY%202013.pdf
[20] https://tuncomfg.com/about/faq/
[21] https://testbook.com/question-answer/________process-is-used-for-making-a-complic--6253c8b58a09ec2605fdd5af
[22] https://www.tjtywh.com/a-step-by-step-guide-to-making-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-illustrating-steps-involved-production-tungsten-carbide-tools-using-powder_362617291.htm
[28] https://www.istockphoto.com/photos/carbide
[29] https://www.shutterstock.com/search/carbide
[30] https://www.tungco.com/insights/blog/frequently-asked-questions-used-tungsten-carbide-inserts/
