컨텐츠 메뉴
● 1. 원료 준비
>> 1.1 텅스텐 광석 처리
>> 1.2 탄소 공급원 준비
>> 1.3 바인더 준비
● 2. 분말 믹싱 및 밀링
>> 2.1 볼 밀링
>> 2.2 스프레이 건조
● 3. 누르기 (형성)
>> 3.1 단축 압박
>> 3.2 콜드 등방성 프레스 (CIP)
● 4. 소결
>> 4.1 사전 싱글 링
>> 4.2 액체상 소결
>> 4.3 뜨거운 등방성 프레스 (엉덩이)
● 5. 개선 후 처리
>> 5.1 연삭 및 연마
>> 5.2 코팅 (물리 증기 증착/화학 증기 증착)
>> 5.3 품질 관리
● 6. 카바이드 제품의 응용
>> 6.1 절단 도구
>> 6.2 채굴 및 건설
>> 6.3 산업용 마모 부품
>> 6.4 신흥 응용 프로그램
● 결론
● FAQ : 탄화물 생산 공정
>> 1. 코발트는 왜 탄화물에서 바인더로 사용됩니까?
>> 2. 카바이드 제품을 재활용 할 수 있습니까?
>> 3. 곡물 크기는 탄화물 성능에 어떤 영향을 미칩니 까?
>> 4. 탄화물 제조에서 소결이 중요한 이유는 무엇입니까?
>> 5. 카바이드 도구에 가장 의존하는 산업은 무엇입니까?
● 인용 :
탄화물 생산은 고급 야금, 정밀 공학 및 재료 과학을 결합하여 인류의 가장 어려운 산업 재료 중 하나를 만들어냅니다. 이 기사는 제조의 복잡한 단계를 탐구합니다 Tungsten Carbide .절단 도구, 채굴 장비 및 내마모성 구성 요소를위한 중요한 재료 인
1. 원료 준비
탄화물 생산 공정은 원자재 소싱 및 정제로 시작합니다.
1.1 텅스텐 광석 처리
텅스텐 광석 (일반적으로 wolframite 또는 scheelite)은 개방형 구덩이 또는 지하 방법을 통해 채굴됩니다. 중국, 러시아 및 캐나다에는 주요 예금이 존재합니다.
수산화 나트륨 또는 염산을 이용한 화학 침출은 99.9% 순도를 갖는 트라이 산화 텅스텐 (WO₃)을 추출합니다.
산화물은 순수한 텅스텐 분말 (W)을 생산하기 위해 600-1,000 ° C에서 로터리 용광로에서 수소 감소를 겪습니다.
1.2 탄소 공급원 준비
고급 탄소 검은 색 (99.95% C) 또는 합성 흑연이 첨가되어 텅스텐 카바이드 (WC)의 화학량 론적 비율을 달성합니다. 과도한 탄소 (0.1–0.5%)는 산화 손실을 보상합니다.
1.3 바인더 준비
코발트 분말 (6-30 중량%)은 1 차 바인더로 제조됩니다. 니켈 또는 크롬은 부식성에 대한 특정 등급을 보충 할 수 있습니다.
바인더 입자 크기 (0.8–3 µm)는 혼합 동안 균일 한 분포를 보장하도록 최적화됩니다.
2. 분말 믹싱 및 밀링
구성 요소의 균일 한 분포는 일관된 재료 특성을 보장합니다.
2.1 볼 밀링
텅스텐 분말, 탄소 및 코발트는 산화를 방지하기 위해 에탄올 또는 아세톤과 볼 밀에 혼합된다.
지르코니아 또는 텅스텐 카바이드 볼은 24-72 시간 동안 슬러리를 갈아 입자를 0.5–5 µm로 줄입니다.
레이저 회절 분석기는 ISO 4497 표준을 충족하기 위해 입자 크기 분포 (PSD)를 모니터링합니다.
2.2 스프레이 건조
슬러리는 스프레이 건조기에서 200-300 ° C에서 분무되어 1-3% 잔류 수분을 갖는 구형 과립 (50–200 µm)을 형성합니다.
자유가 흐르는 과립은 프레스 중에 균일 한 다이 충전을 보장합니다.
3. 누르기 (형성)
분말은 50-70% 이론 밀도의 '녹색 '모양으로 압축됩니다.
3.1 단축 압박
자동화 된 CNC 프레스는 30,000 ~ 60,000psi 압력을 가하여 인서트 또는로드와 같은 Net 모양을 형성합니다.
윤활제 (예 : 스테아르 산)는 다이 벽 마찰을 줄이고 밀도 구배를 최소화합니다.
3.2 콜드 등방성 프레스 (CIP)
복잡한 형상 (예 : Helical Drill Flutes)의 경우 CIP는 30,000–60,000psi의 유압 오일을 사용하여 균일 한 밀도를 보장합니다.
엘라스토머 몰드는 ± 0.1 mm 치수 정확도를 유지하면서 복잡한 설계를 허용합니다.
4. 소결
녹색 압축은 고온 통합을 거쳐 전체 밀도를 달성합니다.
4.1 사전 싱글 링
수소 대기에서 부품은 500-800 ° C로 가열되어 유기 결합제를 제거하고 취급을 강화합니다.
사전 싱글 파트는 70-80% 다공성을 유지하지만 중간 가공을위한 충분한 강도를 얻습니다.
4.2 액체상 소결
진공 또는 수소 용광로는 60-180 분 동안 1,400–1,500 ° C 로의 열 부품.
코발트는 1,495 ℃에서 용융되어 모세관 작용을 통해 텅스텐 탄화물 입자에 침투하여 밀도가 높은 매트릭스를 형성한다.
17 ~ 25%의 수축이 발생하므로 프레스 중에 큰 크기가 필요합니다.
4.3 뜨거운 등방성 프레스 (엉덩이)
1,400 ° C 및 30,000 psi 아르곤 압력에서의 고관절 처리는 잔류 다공성을 제거합니다 (<0.02%).
고관절 부품은 기존 소결 된 것보다 10-20% 높은 가로 파열 강도 (TR)를 나타냅니다.
5. 개선 후 처리
최종 가공 및 처리는 성능을 향상시킵니다.
5.1 연삭 및 연마
다이아몬드 휠 (80–400 그릿)은 RA 0.1–0.4 µm 표면 마감으로 갈기 삽입물을 갈아냅니다.
CNC 그라인딩 머신은 절단 가장자리를위한 ± 0.005 mm 공차를 달성합니다.
5.2 코팅 (물리 증기 증착/화학 증기 증착)
300–500 ° C의 PVD 코팅 (TIN, TIALN)은 3,500 HV 경도로 2–4 µm 층을 제공합니다.
800-1,000 ° C의 CVD 코팅 (다이아몬드 같은 탄소)은 광업 도구에 대한 내마모성을 제공합니다.
5.3 품질 관리
X- 선 형광 (XRF)은 ± 0.5%이내의 코발트 함량을 확인합니다.
로크웰 A 스케일 (HRA) 테스트는 88–94의 경도 값을 확인합니다.
가로 파열 강도 (TRS) 테스트는 2,500-4,500 MPa 골절 저항을 보장합니다.
6. 카바이드 제품의 응용
6.1 절단 도구
인덱스 가능한 인서트 (ISO CNMG/SNMG) 기계 강철 300-500m/분 속도.
마이크로 그레인 탄화물 (0.2 µm) 엔드 밀은 항공 우주 합금에서 광학 등급 마감을 생성합니다.
6.2 채굴 및 건설
카바이드 인서트가있는 트라이 콘 드릴 비트는 30-50 미터/시간에 화강암을 관통합니다.
도로 밀링 치아는 교체 사이에 200 개 이상의 작동 시간으로 아스팔트를 되 찾습니다.
6.3 산업용 마모 부품
텅스텐 카바이드 씰은 석유 화학 펌프에서 500 ° C 연마 슬러리를 견딜 수 있습니다.
밸브 트림 부품은 원자력 발전소의 캐비테이션 침식에 저항합니다.
6.4 신흥 응용 프로그램
첨가제 제조는 3D 인쇄 로켓 노즐에 나노 카르바이트 분말 (50–100 nm)을 사용합니다.
생체 의학 임플란트는 관절 교체에서 탄화물의 생체 적합성을 활용합니다.
결론
탄화물 생산 공정은 원시 텅스텐과 탄소를 경도의 경쟁하는 다이아몬드로 변형시킵니다. 분말 야금에서 정밀 연삭에 이르기까지 각 단계는 최종 제품이 엄격한 산업 요구를 충족시킬 수 있도록합니다. 고관절 소결, 나노 구조화 된 탄화물 및 하이브리드 코팅과 같은 혁신은 항공 우주, 재생 가능 에너지 및 고급 제조의 응용 분야를 계속 확장하고 있습니다. 전 세계 탄수화물 수요가 2030 년까지 매년 6.2% 성장할 것으로 예상되면서 이러한 생산 기술을 마스터하는 것은 산업 경쟁력에 중요합니다.
FAQ : 탄화물 생산 공정
1. 코발트는 왜 탄화물에서 바인더로 사용됩니까?
Cobalt의 연성은 탄산 카바이드의 Brittleness 균형을 유지하여 경도를 손상시키지 않으면 서 강인성을 향상시킵니다. 용융점 (1,495 ° C)은 액체 상 소결 요구 사항과 완벽하게 정렬됩니다.
2. 카바이드 제품을 재활용 할 수 있습니까?
예, 스크랩 카바이드는 아연 회복 (90% 효율) 또는 기계적 분쇄를 통해 재생됩니다. 재활용 재료는 전 세계 텅스텐 공급의 35%를 구성합니다.
3. 곡물 크기는 탄화물 성능에 어떤 영향을 미칩니 까?
미세한 곡물 (0.2–0.8 µm)은 경도 (최대 2,300 HV30)를 증가시키는 반면, 거친 곡물 (1–5 µm)은 골절 저항 (TRS> 4,000 MPA)을 향상시킵니다.
4. 탄화물 제조에서 소결이 중요한 이유는 무엇입니까?
소결은 재료를 99.5% 이론 밀도로 밀도하여 1,500-2,000 hV의 Vickers 경도를 달성합니다. 부적절한 소결은 코발트 풀링과 같은 치명적인 결함을 유발합니다.
5. 카바이드 도구에 가장 의존하는 산업은 무엇입니까?
항공 우주 (40%시장 점유율), 자동차 (25%) 및 석유/가스 (20%) 산업은 고속 가공, 드릴 비트 및 마모 플레이트에 탄화물을 사용합니다.
인용 :
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[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-frequely-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.linkedin.com/pulse/tungstencbide-production-process-tungsten-carbide-shijin-lei
[10] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-process-of-cemented-carbide-inserts:-a-cormensive-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
[13] https://todaysmachiningworld.com/magazine/how-it-making-making-tungsten-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] 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--6253c8b58a09ec2605fdddddddddd5af
[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-stepsinvolved-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/
