Menu treści
● Cementowany proces produkcji węglików: przegląd
>> 1. Przygotowanie surowców
>> 2. Mieszanie proszku i frezowanie
>> 3. Formowanie
>> 4. Spiekanie
>> 5. Processing
● The Science of Sieking: A Stage-by-Stage awarddown
>> Etap 1: Debinding i wstępne oddziały (400 ° C-800 ° C)
>> Etap 2: spiekanie w fazie stałej (800 ° C-1300 ° C)
>> Stopień 3: spiekanie w fazie cieczy (1400 ° C-1500 ° C)
>> Etap 4: kontrolowane chłodzenie
● Zaawansowane technologie spiekania
>> 1. Spiekanie próżniowe w porównaniu do spiekania wodoru
>> 2. Integracja spiekania
● Cementowany kontrola jakości węglików
>> Wspólne spiekanie wady i rozwiązania
● Wniosek
● FAQ
>> 1. Jaka temperatura stosuje się do spiekania w fazie ciekłej WC-CO?
>> 2. Jak długo trwa cały cykl spiekania?
>> 3. Dlaczego próżnia jest stosowana zamiast powietrza otoczenia?
>> 4. Jaka jest rola kobaltu w cementowanym węgliku?
>> 5. Ile skurczu występuje podczas spiekania?
● Cytaty:
Produkcja węglików cementowanych opiera się w dużej mierze na spiekaniu - proces konsolidacji termicznej, który przekształca sproszkowany Węglenie wolframowe i wiążki metaliczne w bardzo twarde, odporne na zużycie elementy. W tym artykule bada naukę spiekania, jego krytyczne etapy oraz sposób integracji z nowoczesnymi przepływami pracy z węglikami ze stacjonarnymi.
Cementowany proces produkcji węglików: przegląd
Produkcja cementowanej węgliku obejmuje pięć połączonych etapów:
1. Przygotowanie surowców
- Węglowodany wolframowy proszek (WC) i spoiwa kobaltu (CO) są dokładnie ważone w stosunku od 3% do 25% kobaltu [6] [9].
- Dodatki, takie jak węglika tytanowe (TIC), mogą być uwzględnione do specjalistycznych zastosowań [6].
2. Mieszanie proszku i frezowanie
- proszki podlegają mokrej mieleniu w alkoholu przez 24-48 godzin w celu osiągnięcia jednorodności [9].
- Suszenie natryskowe tworzy swobodne granulki idealne do naciśnięcia [9].
3. Formowanie
-Naciskanie: Prasy hydrauliczne stosują ciśnienie 200-400 MPa, aby utworzyć kompaktowe zagęszczania „zielone ” przy gęstości teoretycznej 50-60% [4].
- Formowanie wtryskowe: stosowane do złożonych geometrii, wymagające 8-15% spoiw organicznych [11].
4. Spiekanie
- Proces podstawowy osiągający pełną zagęszczenie poprzez kontrolowane cykle grzewcze [1] [3] [12].
5. Processing
- Szlifowanie kół diamentowych osiąga tolerancje na poziomie mikronów [9].
- Fizyczne powłoki osadzania pary (PVD) zwiększają właściwości powierzchni [9].
The Science of Sieking: A Stage-by-Stage awarddown
Etap 1: Debinding i wstępne oddziały (400 ° C-800 ° C)
Kluczowe procesy:
- Usuwanie wosku: spoiwa parafinowe/peg rozkładają się na opary CO₂ i H₂O [4] [11].
- Redukcja tlenku: atmosfera wodoru zmniejsza tlenki powierzchniowe na cząstkach WC/CO [12].
- Kontrola węgla: precyzyjne zarządzanie atmosferą zapobiega tworzeniu fazy η (CO₃W₃C) [11].
| Parametr |
typowy |
wpływ na wartość |
| Szybkość ogrzewania |
2-5 ° C/min |
Zapobiega tworzeniu pęknięć |
| Trzymaj czas |
1-2 godziny |
Zapewnia całkowite usunięcie spoiwa |
Etap 2: spiekanie w fazie stałej (800 ° C-1300 ° C)
Zmiany materialne:
- Wiązanie dyfuzyjne: Cząstki WC rozwijają szyję międzygranowe poprzez dyfuzję powierzchni [3] [5].
- Inicjacja skurczu: liniowe zmiany wymiarowe osiągają 10-12%[5].
- Morfologia porów: Otwarta porowatość maleje z 25% do <5% [7].
Krytyczne czynniki kontrolne:
- Poziom próżni: utrzymywany przy 10–10 -2mbar -3 , aby zapobiec utlenianiu [8] [10]
- Jednoramoralność temperatury: ± 5 ° C w gorącej strefie pieca [10]
Stopień 3: spiekanie w fazie cieczy (1400 ° C-1500 ° C)
Dynamika procesu:
1. Kobalt topi się w 1495 ° C, tworząc matrycę metaliczną [3] [10]
2. Siły kapilarne napędzają eliminację porów poprzez przegrupowanie cząstek [5]
3. Ziarna WC rosną przez dojrzewanie Ostwalda (średnia wielkość wzrasta o 30-50%) [7]
Wyniki wydajności:
| Properting |
Properting po |
sinięciu |
| Twardość |
300 HV |
1400-1800 HV |
| Gęstość |
9-10 g/cm³ |
14-15 g/cm³ |
| TRS* |
<200 MPa |
2000-4000 MPa |
Etap 4: kontrolowane chłodzenie
Powolne chłodzenie (chłodzenie pieca):
- Szybkość: 5-10 ° C/min
- wytwarza gruboziarnistą strukturę (lepsza wytrzymałość) [7]
Szybkie chłodzenie (gaszenie gazowe):
- Szybkość: 50-100 ° C/min
- tworzy drobnoziarnistą strukturę (wyższa twardość) [10]
Hot Isostatic Pressing (HIP):
- stosuje 100 MPa ciśnienie argonu podczas chłodzenia
- Eliminuje porowatość resztkową (<0,01%) [8]
Zaawansowane technologie spiekania
1. Spiekanie próżniowe vs spiekanie wodoru
| parametr spiekania |
próżniowego |
spiekania wodoru |
| Atmosfera |
10-3–10⁻⁴ mbar |
H₂ przy 1-2 bar |
| Kontrola węgla |
± 0,02% |
± 0,05% |
| Wykończenie powierzchni |
Lustrzane |
Mat |
| Zastosowania |
Narzędzia precyzyjne |
Narzędzia wydobywcze |
2. Integracja spiekania
Łączy spiekanie i gorące naciskanie izostatyczne w jednym cyklu:
1. Początkowe spiekanie próżniowe w temperaturze 1400 ° C
2. Podpółka argonowa do 50-100 bar podczas chłodzenia [8] [11]
3. Osiąga 99,99% gęstości teoretycznej
Cementowany kontrola jakości węglików
Powszechne wady i rozwiązania
| wady |
powodują |
naprawę |
| Pęcherze |
Uwięzione gazy |
Popraw dewaxing, użyj zaciętego wstępnego rozdzielczości |
| Pulę kobaltu |
Nierówne ogrzewanie |
Zoptymalizuj profil temperatury pieca |
| Utrata węgla |
Nadmierna próżnia |
Wprowadź atmosferę zawierającą węgiel |
| η-faza |
Niska zawartość węgla |
Dostosuj równowagę w proszku |
Wniosek
Proces spiekania przekształca sproszkowany węglik wolframowy i kobalt w jeden z najtrudniejszych materiałów ludzkości poprzez precyzyjne zarządzanie termicznie. Od komponentów lotniczych po wiertła naftowe, współczesny przemysł opiera się na tej starożytnej technice metalurgicznej udoskonalonej przez piece próżniowe i sterowanie komputerami. W miarę postępu produkcji addytywnej spiekanie pozostaje kamieniem węgielnym produkcji węglików cementowanych - świadectwem jego niezastąpionej roli w inżynierii materiałowej.
FAQ
1. Jaka temperatura stosuje się do spiekania w fazie ciekłej WC-CO?
Spiekanie w fazie ciekłej występuje między 1400 ° C a 1500 ° C, gdzie kobalt topi się, tworząc macierz wiązania [3] [5] [10].
2. Jak długo trwa cały cykl spiekania?
Typowe czasy cyklu wynoszą od 18-36 godzin, w tym ogrzewanie, spiekanie i kontrolowane chłodzenie [4] [10].
3. Dlaczego próżnia jest stosowana zamiast powietrza otoczenia?
Pręć zapobiega utlenianiu i umożliwia precyzyjną kontrolę węgla poprzez częściowe regulacje ciśnienia [8] [11].
4. Jaka jest rola kobaltu w cementowanym węgliku?
Kobalt działa jako metalowy spoiwo (6-25% wagi), określając równowagę między twardością a wytrzymałością [6] [9].
5. Ile skurczu występuje podczas spiekania?
Liniowy skurcz waha się od 15-25%, wymagając starannej rekompensaty projektowej [5] [9].
Cytaty:
[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/sindered-tungsten-carbide-components/
[5] https://www.zzbetter.com/new/the-process-of-sintering-tungsten-carbide.html
[6] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufrocing-process-of-cemented-carbide-inserts:-a-comprehenS-Guide-39.html
[7] https://www.linkedin.com/pulse/common-defects-causes-tungsten-carbide-stining-ncy-xy
[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/manufluting-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.sciencenicerect.com/topics/chemical-engineering/sindered-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-manufaking-process-femented-carbide-inserts:-a-comprehenS-GUide-39.html
[17] https://video.ceradir.com/what-does-sintering-mean-sintering-process-asily-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/ctioned-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/Cented-carbide
[30] https://www.sciencenicect.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-reacction-sintering-vs-pressureless-sintering.html
[35] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/column/782/
[36] https://www.retopz.com/57-frequenting-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[37] https://www.twi-global.com/technical-nowledge/faqs/what-is-sintering
[38] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[39] https://www.carbide-products.com/blog/sindered-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-manufuringing-innovations-andechniques
[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-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-part-manufacing/
[49] https://www.linkedin.com/pulse/sintering-methods-silicon-carbide-zhiming-peng
[50] https://www.mascera-tec.com/news/common-sintering-processes-forsilicon-carbide-ceramics
