Cum să sinterizezi carbura de tungsten clasificată?

Meniu de conținut

● Introducere în carbură de tungsten gradat

>> Principiile de proiectare structurală

● Metodologii avansate de sinterizare

>> 1.. Sintering cu gradient termic cu mai multe etape

>> 2. Tehnici de inhibare a creșterii cerealelor

● Studii de caz de implementare industrială

>> Aplicație de instrumente miniere (Kennametal)

>> Sistem de frânare auto (BMW)

● Protocoale de asigurare a calității

>> Metode de testare nedistructivă (NDT)

● Concluzie

● Întrebări frecvente

>> 1. Care este temperatura maximă de funcționare pentru instrumentele WC-Co clasificate?

>> 2. Cum afectează adâncimea gradientului de cobalt performanța instrumentului?

>> 3. Ce atmosferă de sinterizare împiedică decarburizarea?

>> 4. Poate fi utilizată pulberea WC reciclată pentru componente clasificate?

>> 5. Care este comparația costurilor între SPS și sinterizarea convențională?

● Citări:

Gradat Carbura de tungsten (WC-CO) reprezintă o descoperire în inginerie materială, oferind o combinație unică de duritate de suprafață (2.000–2.500 HV) și duritate de miez (15-20 mpa√m). Acest ghid de 2.300 de cuvinte explorează tehnici avansate de sinterizare, parametri critici ai procesului, aplicații industriale și inovații viitoare pentru fabricarea carburii de tungsten clasificate funcțional (FGM-WC).

Introducere în carbură de tungsten gradat

Principiile de proiectare structurală

Carbură de tungsten clasificată funcțional realizează _spatial cobalt Gradient_ prin dinamica de sinterizare controlată:

- Strat de suprafață: 3–6% liant de cobalt → 92–94% densitate WC (HV ≥2.300)

- Zona de tranziție: 8–10% cobalt → acționează ca tampon de ductilitate (KIC ≈12 MPA√m)

- Regiune de miez: 12–15% cobalt → duritate mare a fracturii (KIC ≥18 MPA√m)

Comparație performanță: Efectul

de parametri	de interval	asupra microstructurii
Frecvența pulsului	50–100 Hz	Controlează nuclearea cerealelor
Presiune axială	30–50 MPa	Elimină porii reziduali
Gradient de temperatură	50–80 ° C/mm	Direcționează migrația de cobalt

Metodologii avansate de sinterizare

1.. Sintering cu gradient termic cu mai multe etape

Dezvoltat de Sandvik Coromant, acest proces trifazat creează 0,5–1,2 mm gradienți funcționali:

- Profil de temperatură: 1.150 ° C (± 10 ° C) timp de 90–120 minute

- Atmosferă: hidrogen (Analiza gazelor de la Dew Point 2

Diagrama de stabilitate a fazelor:

Conținut de carbon (WT%)	Compoziție de fază	Impact mecanic
<5.8	CO 3 W 3 C (faza ETA)	Fractură fragilă la o tulpină de 50%
6.0–6.2	WC + γ-CO	Echilibru optim de rezistență la rezistență
> 6.3	Carbon gratuit + WC	15% reducere a durității

2. Tehnici de inhibare a creșterii cerealelor

Formulări aditive avansate pentru structuri submicron:

Inhibitori efectivi de cereale:

Studii de caz de implementare industrială

Aplicație de instrumente miniere (Kennametal)

 Componentă: biți de foraj rotativ pentru săpături de granit

 Valorile performanței:

- Durată de viață operațională: 400 ore față de 280 ore (WC-CO standard)

- Uzura de flanc după 200 de ore: 0,15 mm (gradat) față de 0,35 mm (omogen)

- Rezistență de propagare a fisurilor: 3,5 × 10–6 m/ciclu (DA/DN)

Sistem de frânare auto (BMW)

 Componentă: rotori de frână de înaltă performanță

 Realizări:

- Reducerea greutății: 50% față de componente tradiționale din oțel

- Coeficient de frecare stabil (μ = 0,38) până la 480 ° C

- Durată de viață: 150.000 km în condiții de conducere urbană

Protocoale de asigurare a calității

Metode de testare nedistructivă (NDT)

1. Testare cu ultrasunete:

- Interval de frecvență: 10–25 MHz

- detectează defecte> 50 μm la 3 mm adâncime

2. Analiză curentă Eddy:

- Măsoară adâncimea gradientului de cobalt (precizie ± 0,1 mm)

- Identifică variațiile de liant local> 0,5% în greutate

3. Verificarea fazei XRD:

- Limită de detectare a fazei η: amestecuri de gaz 2/AR)

- Strategii avansate de inhibare a creșterii cerealelor

- Tratamentul post-sinterne-șold (presiune minimă de 100 MPa)

Combinația de metalurgie tradițională cu pulbere cu controalele moderne de proces permite producerea componentelor cu 60–80% îmbunătățiri ale performanței față de materialele WC-CO convenționale.

Concluzie

Carbură de tungsten clasificată de fabricație necesită o coordonare precisă a:

- Management termic cu mai multe etape (gama 1.150–1.450 ° C)

- medii controlate de atmosferă (amestecuri de gaze H ₂ /AR)

- Strategii avansate de inhibare a creșterii cerealelor

- Tratamentul post-sinterne-șold (presiune minimă de 100 MPa)

Combinația de metalurgie tradițională cu pulbere cu controalele moderne de proces permite producerea componentelor cu 60–80% îmbunătățiri ale performanței față de materialele WC-CO convenționale.

Întrebări frecvente

1. Care este temperatura maximă de funcționare pentru instrumentele WC-Co clasificate?

Componentele gradate mențin integritatea structurală până la 800 ° C în mediile oxidante și 1.200 ° C în atmosfere inerte, depășind grade omogene cu 200-300 ° C.

2. Cum afectează adâncimea gradientului de cobalt performanța instrumentului?

Adâncimea optimă a gradientului variază în funcție de aplicație:

- Instrumente de tăiere: 0,8–1,2 mm

- BITS MINERI: 1,5-2,0 mm

- Plătiți plăci: 0,5–0,8 mm

3. Ce atmosferă de sinterizare împiedică decarburizarea?

Utilizați atmosfera de hidrogen cu -60 ° C punct de rouă sau argon de înaltă puritate (O2 <5 ppm) în faza critică de 1.200–1.400 ° C pentru a menține echilibrul de carbon.

4. Poate fi utilizată pulberea WC reciclată pentru componente clasificate?

Da, cu limitări:

- conținut maxim de 30% reciclat

- Necesită reglarea chimică (+0,1–0,2% C)

- Omogenizarea mărimii cerealelor prin frezare cu jet

5. Care este comparația costurilor între SPS și sinterizarea convențională?

Sinterizarea plasmatică Spark suportă cu 40–60% costuri de echipamente mai mari, dar reduce consumul de energie cu 35% și timpul de procesare cu 70% în comparație cu sinterizarea în vid.

Citări:

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

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

[3] https://www.linkedin.com/pulse/process-intering-thungsten-carbide-zzbettercarbide

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

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

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

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

[8] http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-is-intering-or-inter-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.chinatgsten.com/en/gold-plated-tungsten-price/46-tungsten-news-en/tungsten-information/103813-ti-13156.html

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

[17] https://www.retopz.com/57-frequently-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-grade-seelection-for-chemed-tungsten-carbide-tooling-and-wear-part-applications.pdf

[20] https://www.linkedin.com/pulse/four-basic-tages-tungsten-carbide-inning-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

]