Bagaimana Sinter Graded Tungsten Carbide?

Menu Kandungan

● Pengenalan kepada Karbida Tungsten Graded

>> Prinsip reka bentuk struktur

● Metodologi sintering lanjutan

>> 1. Sintering Gradien Termal Multi-Stage

>> 2. Teknik perencatan pertumbuhan bijirin

● Kajian Kes Pelaksanaan Perindustrian

>> Aplikasi Alat Perlombongan (Kennametal)

>> Sistem Brek Automotif (BMW)

● Protokol Jaminan Kualiti

>> Kaedah Ujian Tidak Memusnahkan (NDT)

● Kesimpulan

● Soalan Lazim

>> 1. Berapakah suhu operasi maksimum untuk alat WC-CO yang dinilai?

>> 2. Bagaimana kedalaman kecerunan kobalt mempengaruhi prestasi alat?

>> 3. Apa suasana sintering menghalang dekarburisasi?

>> 4. Bolehkah serbuk WC yang dikitar semula digunakan untuk komponen yang dinilai?

>> 5. Apakah perbandingan kos antara SPS dan sintering konvensional?

● Petikan:

Dinilai Tungsten Carbide (WC-CO) mewakili satu kejayaan dalam kejuruteraan bahan, yang menawarkan kombinasi unik kekerasan permukaan (2,000-2,500 HV) dan ketahanan teras (15-20 MPA√m). Panduan 2,300-perkataan ini meneroka teknik sintering canggih, parameter proses kritikal, aplikasi perindustrian, dan inovasi masa depan untuk pembuatan tungsten carbide (FGM-WC).

Pengenalan kepada Karbida Tungsten Graded

Prinsip reka bentuk struktur

Karbida tungsten yang digredkan secara berfungsi mencapai kecerunan kobalt _spatial melalui dinamik sintering terkawal:

- Lapisan permukaan: 3-6% pengikat kobalt → 92-94% ketumpatan WC (HV ≥2,300)

- Zon Peralihan: 8-10% kobalt → bertindak sebagai penampan kemuluran (KIC ≈12 mpa√m)

- Kawasan teras: 12-15% kobalt → ketangguhan patah tinggi (KIC ≥18 mpa√m)

Perbandingan Prestasi: Kesan

Parameter	Julat	pada Mikrostruktur
Kekerapan nadi	50-100 Hz	Mengawal nukleasi bijirin
Tekanan paksi	30-50 MPa	Menghilangkan liang sisa
Kecerunan suhu	50-80 ° C/mm	Mengarahkan penghijrahan kobalt

Metodologi sintering lanjutan

1. Sintering Gradien Termal Multi-Stage

Dibangunkan oleh Sandvik Coromant, proses tiga fasa ini mewujudkan kecerunan berfungsi 0.5-1.2 mm:

- Profil suhu: 1,150 ° C (± 10 ° C) selama 90-120 minit

- Atmosfera: Hidrogen (Analisis Gas Dew Point 2

Carta Kestabilan Fasa:

Kandungan Karbon (WT%) Komposisi	Fasa Komposisi	Mekanikal
<5.8	CO 3 W 3 C (Fasa ETA)	Patah rapuh pada ketegangan 50%
6.0-6.2	WC + γ-CO	Keseimbangan kekuatan-ketegangan yang optimum
> 6.3	Karbon Percuma + WC	Pengurangan kekerasan 15%

2. Teknik perencatan pertumbuhan bijirin

Formulasi Aditif Lanjutan untuk Struktur Submicron:

Inhibitor bijirin yang berkesan:

Kajian Kes Pelaksanaan Perindustrian

Aplikasi Alat Perlombongan (Kennametal)

 Komponen: Bit gerudi berputar untuk penggalian granit

 Metrik Prestasi:

- Jangka hayat operasi: 400 jam vs 280 jam (standard WC-CO)

- Pakai sayap selepas 200 jam: 0.15 mm (dinilai) vs 0.35 mm (homogen)

- Rintangan penyebaran retak: 3.5 × 10-6 m/kitaran (DA/DN)

Sistem Brek Automotif (BMW)

 Komponen: Rotor brek berprestasi tinggi

 Pencapaian:

- Pengurangan Berat: 50% vs komponen keluli tradisional

- Koefisien geseran yang stabil (μ = 0.38) sehingga 480 ° C

- Hayat perkhidmatan: 150,000 km di bawah keadaan memandu bandar

Protokol Jaminan Kualiti

Kaedah Ujian Tidak Memusnahkan (NDT)

1. Ujian ultrasonik:

- Julat Kekerapan: 10-25 MHz

- Mengesan kelemahan> 50 μm pada kedalaman 3 mm

2. Analisis semasa Eddy:

- mengukur kedalaman kecerunan kobalt (ketepatan ± 0.1 mm)

- Mengenal pasti variasi pengikat tempatan> 0.5% berat

3. Pengesahan Fasa XRD:

- Had Pengesanan Fasa η: 2/AR Campuran Gas)

- Strategi perencatan pertumbuhan bijirin maju

- Rawatan pinggul pasca sinter (tekanan minimum 100 MPa)

Gabungan metalurgi serbuk tradisional dengan kawalan proses moden membolehkan pengeluaran komponen dengan penambahbaikan prestasi 60-80% berbanding bahan WC-CO konvensional.

Kesimpulan

Pembuatan Karbida Tungsten Gred memerlukan koordinasi yang tepat:

- Pengurusan terma pelbagai peringkat (julat 1,150-1,450 ° C)

- Persekitaran yang dikawal oleh atmosfera (campuran gas H ₂ /AR)

- Strategi perencatan pertumbuhan bijirin maju

- Rawatan pinggul pasca sinter (tekanan minimum 100 MPa)

Gabungan metalurgi serbuk tradisional dengan kawalan proses moden membolehkan pengeluaran komponen dengan penambahbaikan prestasi 60-80% berbanding bahan WC-CO konvensional.

Soalan Lazim

1. Berapakah suhu operasi maksimum untuk alat WC-CO yang dinilai?

Komponen yang dinilai mengekalkan integriti struktur sehingga 800 ° C dalam persekitaran pengoksidaan dan 1,200 ° C di bawah atmosfera lengai, mengatasi gred homogen sebanyak 200-300 ° C.

2. Bagaimana kedalaman kecerunan kobalt mempengaruhi prestasi alat?

Kedalaman kecerunan optimum berbeza mengikut aplikasi:

- Alat pemotongan: 0.8-1.2 mm

- Bit perlombongan: 1.5-2.0 mm

- Pakai plat: 0.5-0.8 mm

3. Apa suasana sintering menghalang dekarburisasi?

Gunakan atmosfera hidrogen dengan titik embun -60 ° C atau argon kemelut tinggi (O2 <5 ppm) semasa fasa kritikal 1,200-1,400 ° C untuk mengekalkan keseimbangan karbon.

4. Bolehkah serbuk WC yang dikitar semula digunakan untuk komponen yang dinilai?

Ya, dengan batasan:

- Kandungan kitar semula maksimum 30%

- Memerlukan pelarasan kimia (+0.1-0.2% c)

- Homogenisasi saiz bijian melalui pengilangan jet

5. Apakah perbandingan kos antara SPS dan sintering konvensional?

Sintering Plasma Spark menanggung kos peralatan 40-60% lebih tinggi tetapi mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 35% dan masa pemprosesan sebanyak 70% berbanding sintering vakum.

Petikan:

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

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

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

[4] https://grafhartmetall.com/en/sinter-process-of-tungsten-carbide/

[5] https://kindle-tech.com/faqs/what-temperature-does-tungsten-carbide-sinter-at

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

[7] https://grafhartmetall.com/en/sintering-in-tungsten-carbide-part-manufacturing/

[8] http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-is-sintering- atau-sinter-hiping/

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

[10] https://www.kennametal.com/us/en/products/carbide-wear-parts/fluid-handling-and-flow-control/separation-solutions-for-centrifuge-machines/tungsten-carbide-materials.html

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

[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

[15] http://news.chinatungsten.com/en/gold-plated-tungsten-price/46-tungsten-news-en/tungsten-information/103813-iti-13156.html

[16] https://www.reddit.com/r/metallurgy/comments/18ahjk4/tungsten_sintering_questions_for_decorative_items/

[17] https://www.retopz.com/57-frequly-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/

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

[19] https://craftstech.net/wp-content/uploads/2021/05/crafts-whitepaper-proper-gade-selection-for-cemented-tungsten-carbide-tarbide-tarbide-and-wear-part-applications.pdf

[20] https://www.linkedin.com/pulse/four-basic-stages-tungsten-carbide-sintering-process-nancy-xia

[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/sintering-of-cemented-carbide-a-user-friendly-overview-pt-1