コンテンツメニュー
● セメント付きカーバイド生産プロセス：概要
>> 1。原料の準備
>> 2。パウダーブレンディングとミリング
>> 3。形成
>> 4。焼結
>> 5。ポスト処理
● 焼結の科学：舞台ごとの故障
>> ステージ1：脱debind式と事前介入（400°C〜800°C）
>> ステージ2：固相焼結（800°C〜1300°C）
>> ステージ3：液相焼結（1400°C〜1500°C）
>> ステージ4：制御冷却
● 高度な焼結技術
>> 1。真空焼結と水素焼結
>> 2。焼結 - ヒップの統合
● セメント付きカーバイド品質管理
>> 一般的な焼結欠陥とソリューション
● 結論
● よくある質問
>> 1. WC-COの液相焼結にどの温度が使用されますか？
>> 2。焼結サイクル全体にはどのくらい時間がかかりますか？
>> 3.なぜ周囲空気の代わりに真空が使用されるのですか？
>> 4.セメント炭化炭化物におけるコバルトの役割は何ですか？
>> 5.焼結の間、どのくらいの収縮が発生しますか？
● 引用：
セメント炭化物の生産は焼結に大きく依存しています - 粉末を変換する熱統合プロセス タングステンの炭化物 と金属製のバインダーは、超硬い耐摩耗性のコンポーネントにバインドします。この記事では、焼結の背後にある科学、その重要な段階、そしてそれが現代のセメント炭化炭化物の製造ワークフローにどのように統合されるかについて説明します。
セメント付きカーバイド生産プロセス：概要
セメント炭化物の製造には、5つの相互接続された段階が含まれます。
1。原料の準備
-Tungsten Carbide Powder（WC）およびCobalt（CO）バインダーは、3％から25％のコバルトの範囲の比率で正確に計量されています[6] [9]。
- 炭化チタン（TIC）などの添加物が特殊な用途に含まれる場合があります[6]。
2。パウダーブレンディングとミリング
- 粉末は均一性を達成するために24〜48時間アルコールで湿った製粉を受けます[9]。
- スプレー乾燥は、プレスに最適な自由に流れる顆粒を作成します[9]。
3。形成
- プレス：油圧プレスは、200-400 MPA圧力を適用して、50〜60％の理論密度で 'Green 'コンパクトを作成します[4]。
- 射出成形：複雑な幾何学に使用され、8〜15％の有機バインダーが必要です[11]。
4。焼結
- 制御された加熱サイクル[1] [3] [12]を介して完全な密度を達成するコアプロセス。
5。ポスト処理
- ダイヤモンドホイールを粉砕すると、ミクロンレベルの許容範囲が達成されます[9]。
- 物理的蒸気堆積（PVD）コーティングは表面特性を高めます[9]。
焼結の科学：舞台ごとの故障
ステージ1：脱debind式と事前介入（400°C〜800°C）
重要なプロセス：
- ワックスの除去：パラフィン/PEGバインダーは、CO₂およびH₂O蒸気に分解します[4] [11]。
- 酸化物の減少：水素大気は、WC/CO粒子の表面酸化物を減少させます[12]。
- 炭素制御：正確な大気管理は、η相（Co₃w₃c）形成を防ぎます[11]。
| パラメーター |
典型的な値の |
影響 |
| 加熱速度 |
2-5°C/min |
亀裂の形成を防ぎます |
| 時間を押します |
1〜2時間 |
完全なバインダーの取り外しを保証します |
ステージ2：固相焼結（800°C〜1300°C）
重要な変更：
- 拡散結合：WC粒子は、表面拡散を介して顆粒間首を発症します[3] [5]。
- 収縮開始：線形寸法の変化は10〜12％に達します[5]。
- 細孔の形態：オープン気孔率は25％から5％未満に減少します[7]。
重要な制御要因：
- 真空レベル：酸化を防ぐために10〜10 mbarに維持された-2[ -3 8] [10]
- 温度の均一性：炉ホットゾーンを横切る±5°C [10]
ステージ3：液相焼結（1400°C〜1500°C）
プロセスダイナミクス：
1。コバルトは1495°Cで溶け、金属マトリックスを形成します[3] [10]
2。毛細血管力は、粒子の再配置を通して毛穴の排除を促進します[5]
3。WC穀物はオストワルドの熟成を介して成長します（平均サイズは30〜50％増加します）[7]
パフォーマンスの成果：
| プロパティ |
が事前に介入する |
ポストスターリング |
| 硬度 |
300 HV |
1400-1800 HV |
| 密度 |
9-10 g/cm³ |
14-15 g/cm³ |
| trs* |
<200 MPa |
2000-4000 MPA |
ステージ4：制御冷却
遅い冷却（炉冷却）：
- レート：5〜10°C/分
- 粗粒構造（より良い靭性）を生成する[7]
迅速な冷却（ガス消光）：
- レート：50-100°C/min
- きめ細かい構造（より高い硬度）を作成する[10]
ホットアイソスタティックプレス（股関節）：
- 冷却中に100 MPAのアルゴン圧力を適用します
- 残留気孔率（<0.01％）を排除する[8]
高度な焼結技術
1。真空焼結と水素焼結
| パラメーター |
真空焼結する |
水素焼結 |
| 雰囲気 |
10-3–10⁻⁴mbar |
1-2バーでH₂ |
| 炭素制御 |
±0.02％ |
±0.05％ |
| 表面仕上げ |
鏡のような |
マット |
| アプリケーション |
精密ツール |
マイニングツール |
2。焼結 - ヒップの統合
1つのサイクルで焼結と高温の等吸着性を組み合わせます。
1. 1400°Cでの初期真空焼結
2。冷却中に50-100バーへのアルゴン加圧[8] [11]
3. 99.99％の理論密度を達成します
セメント付きカーバイド品質管理
一般的な焼結欠陥とソリューションの
| 欠陥は |
引き起こします |
修復を |
| 水ぶくれ |
閉じ込められたガス |
脱線を改善し、ステップされた事前介入を使用します |
| コバルトプーリング |
不均一な加熱 |
炉温度プロファイルを最適化します |
| 炭素損失 |
過度の真空 |
炭素含有雰囲気を紹介します |
| η相 |
低炭素含有量 |
パウダーカーボンバランスを調整します |
結論
焼結プロセスは、粉末タングステンカーバイドとコバルトを、正確な熱管理を通じて人類の最も硬い材料の1つに変換します。航空宇宙部品からオイルドリルビットまで、現代の産業は、真空炉やコンピューターコントロールを通じて完成したこの古代の冶金技術に依存しています。添加剤の製造量が進むにつれて、焼結はセメント化されたカーバイド生産の基礎となっています。これは、材料工学におけるかけがえのない役割の証です。
よくある質問
1. WC-COの液相焼結にどの温度が使用されますか？
液相焼結は1400°Cから1500°Cの間で発生し、コバルトが溶けて結合マトリックスを形成します[3] [5] [10]。
2。焼結サイクル全体にはどのくらい時間がかかりますか？
典型的なサイクル時間は、加熱、焼結、制御冷却を含む18〜36時間の範囲です[4] [10]。
3.なぜ周囲空気の代わりに真空が使用されるのですか？
真空は酸化を防ぎ、部分的な圧力調整を通じて正確な炭素制御を可能にします[8] [11]。
4.セメント炭化炭化物におけるコバルトの役割は何ですか？
コバルトは金属バインダーとして機能し（重量で6〜25％）、硬度と靭性のバランスを決定します[6] [9]。
5.焼結の間、どのくらいの収縮が発生しますか？
線形収縮は15〜25％の範囲であり、慎重なダイ設計補正が必要です[5] [9]。
引用：
[1] https://grafhartmetall.com/en/sinter-process-of-tungsten-carbide/
[2] https://www.notoalloy.co.jp/english/product/ccpp.html
[3] https://kindle-tech.com/faqs/how-do-you-sinter-tungsten-carbide
[4] https://www.carbide-products.com/blog/sintered-tungsten-carbide-components/
[5] https://www.zzbetter.com/new/the-process-of-sintering-tungsten-carbide.html
[6] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-process-temented-carbide-inserts：-a-comprehensive-guide-39.html
[7] https://www.linkedin.com/pulse/common-defects-causes-tungsten-carbide-sintering-nancy-xia
[8] https://www.vacfurnace.com/vacuum-furnace-news/sintering-process-of-cemented-carbide/
[9] https://www.betalentcarbide.com/production-process-of-cemented-carbide-blade.html
[10] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide/manufacturing-process
[11] https://www.tav-vacuumfurnaces.com/blog/74/en/sintering-of-cemented-carbide-a-user-friendly-overview-pt-1
[12] https://www.linkedin.com/pulse/four-basic-stages-tungsten-carbide-sintering-process-nancy-xia
[13] https://www.sciencedirect.com/topics/chemical-engineering/sintered-carbide
[14] https://www.tav-vacuumfurnaces.com/blog/74/en/sintering-of-cemented-carbide-a-user-friendly-overview-pt-1
[15] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s027288422401277x
[16] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-process-temented-carbide-inserts：-a-comprehensive-guide-39.html
[17] https://video.ceradir.com/what-does-sintering-mean-sintering-process-easily-explained.html
[18] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/hard-metal/process.html
[19] https://www.youtube.com/watch?v=z5327SSM6G0
[20] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s026343681830533x
[21] https://allaboutsintering.com/4-sintering-processes-for-silicon-carbide/
[22] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/process
[23] https://www.ceratizit.com/int/en/company/passion-for-cemented-carbide-/production.html
[24] https://www.mmc-carbide.com/permanent/courses/91/cemented-carbides.html
[25] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0254058417301712
[26] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/03Chapter3.pdf
[27] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0263436811000333
[28] https://www.mdpi.com/2073-4352/15/2/146
[29] https://www.shutterstock.com/search/cemented-carbide
[30] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S22 14860423000 234
[31] https://www.heattreattoday.com/an-overview-of-cemented-carbide-sintering/
[32] https://www.mmc.co.jp/corporate/en/news/2024/news20240529.html
[33] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0032591023008367
[34] https://www.preciseceramic.com/blog/silicon-carbide-reaction-sintering-vs-pressure-sintering.html
[35] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/column/782/
[36] https://www.retopz.com/57-frequenty-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[37] https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-is-sintering
[38] http://www.carbidechnologies.com/faqs/
[39] https://www.carbide-products.com/blog/sintered-tungsten-carbide-components/
[40] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/knowledge/faq.html
[41] https://www.practicalmachinist.com/forum/threads/carbide-question.86468/post-164612
[42] https://blog.entegris.com/the-future-of-silicon-carbide-manufacturing-innovationsおよびtechniques
[43] https://en.wikipedia.org/wiki/sintering
[44] https://www.notoalloy.co.jp/english/product/ccpp.html
[45] https://patents.google.com/patent/wo2003010350a1/en
[46] https://www.linkedin.com/pulse/carbiderod-production-production-process-forming-cemented-carbide-
[47] https://sumitomoelectric.com/sites/default/files/2020-12/download_documents/73-08.pdf
[48] https://grafhartmetall.com/en/sintering-in-tungsten-carbide-cart-manufacturing/
[49] https://www.linkedin.com/pulse/sintering-methods-silicon-carbide-zhiming-peng
[50] https://www.mascera-tec.com/news/common-sintering-processes-for-silicon-carbide-ceramics
