Menu i përmbajtjes
> 1. Përgatitja e lëndës së parë
>> 1.1 Përpunimi i xeheve të tungstenit
>> 1.2 Përgatitja e burimit të karbonit
>> 1.3 Përgatitja e lidhësit
> 2. Përzierja dhe mulliri i pluhurit
>> 2.1 Mulliri i topit
>> 2.2 Tharja me llak
> 3. Shtypja (formimi)
>> 3.1 Shtypja uniaxiale
>> 3.2 Shtypja izostatike e Ftohtë (CIP)
> 4. Sintering
>> 4.1 Para-Pasonimi
>> 4.2 Sinterimi i fazës së lëngshme
>> 4.3 Shtypja e nxehtë izostatike (hip)
> 5. Përpunimi pas Sinovimit
>> 5.1 bluarja dhe lustrimi
>> 5.2 Veshje (Depozitimi i Vaporit Fizik/Depozitimi i Avullit Kimik)
>> 5.3 Kontrolli i Cilësisë
> 6. Aplikimet e produkteve karbide
>> 6.1 Mjetet e Prerjes
>> 6.2 Miniera dhe Ndërtimi
>> 6.3 Pjesët e veshjes industriale
>> 6.4 Aplikimet në zhvillim
> Përfundim
> FAQ: Procesi i prodhimit të karbidit
>> 1. Pse kobalti përdoret si lidhës në karbid?
>> 2 A mund të riciklohen produktet e karbidit?
>> 3 Si ndikojnë madhësitë e grurit në performancën e karbidit?
>> 4 Pse është kritik i shkrirjes në prodhimin e karbideve?
>> 5. Cilat industri mbështeten më së shumti në mjetet e karbidit?
> Citimet:
Prodhimi i karbidit kombinon metallurgji të përparuar, inxhinieri precize dhe shkencë materiale për të krijuar një nga materialet më të vështira industriale të njerëzimit. Ky artikull eksploron hapat e ndërlikuar pas prodhimit Tungsten Carbide , një material kritik për mjetet e prerjes, pajisjet e minierave dhe përbërësit rezistent ndaj veshjes.
1. Përgatitja e lëndës së parë
Procesi i prodhimit të karbidit fillon me ndihmimin dhe rafinimin e lëndëve të para:
1.1 Përpunimi i xeheve të tungstenit
Ore e tungstenit (zakonisht wolframite ose scheelite) minohet përmes metodave të hapura ose nëntokësore. Depozitat e mëdha ekzistojnë në Kinë, Rusi dhe Kanada.
Lëvizja kimike me hidroksid natriumi ose acid klorhidrik ekstrakte trioksid tungsten (WO₃) me pastërti 99.9%.
Oksidi i nënshtrohet uljes së hidrogjenit në furrat rrotulluese në 600-1,000 ° C për të prodhuar pluhur të pastër tungsten (W).
1.2 Përgatitja e burimit të karbonit
Karboni me pastërti të lartë karboni i zi (99,95% C) ose grafiti sintetik shtohet për të arritur raportin stoichiometrik për karbidin e tungstenit (WC). Karboni i tepërt (0,1-0,5%) kompenson humbjet e oksidimit.
1.3 Përgatitja e lidhësit
Pluhuri i kobaltit (6-30% nga pesha) përgatitet si lidhësi kryesor. Nikeli ose kromi mund të plotësojnë nota specifike për rezistencën ndaj korrozionit.
Madhësitë e grimcave të lidhësit (0.8–3 μm) janë optimizuar për të siguruar shpërndarjen e barabartë gjatë përzierjes.
2. Përzierja dhe mulliri i pluhurit
Shpërndarja uniforme e përbërësve siguron veti të qëndrueshme materiale:
2.1 Mulliri i topit
Pluhuri i tungstenit, karboni dhe kobalti përzihen në një mulli topi me etanol ose aceton për të parandaluar oksidimin.
Topat e karbidit të zirkonisë ose tungstenit bluajnë slurry për 24-72 orë, duke ulur grimcat në 0.5-5 μm.
Analizuesit e difraksionit lazer monitorojnë shpërndarjen e madhësisë së grimcave (PSD) për të përmbushur standardet ISO 4497.
2.2 Tharja me llak
Slurry është atomizuar në një tharëse llak në 200-300 ° C, duke formuar kokrra sferike (50-200 μm) me lagështi të mbetur 1-3%.
Granulat me rrjedhë të lirë sigurojnë mbushjen e njëtrajtshme të ngordhjes gjatë shtypjes.
3. Shtypja (formimi)
Pluhuri është i ngjeshur në forma 'jeshile ' me densitet teorik 50-70%:
3.1 Shtypja uniaxiale
Shtypjet e automatizuara të CNC aplikojnë 30,000-60,000 presion psi për të formuar forma afër rrjetit si futjet ose shufrat.
Lubrifikantët (p.sh., acidi stearik) zvogëlojnë fërkimin e murit të vdes, duke minimizuar gradientët e densitetit.
3.2 Shtypja izostatike e Ftohtë (CIP)
Për gjeometri komplekse (p.sh., flauta stërvitore spirale), CIP përdor vaj hidraulik në 30,000-60,000 psi për të siguruar dendësi uniforme.
Format elastomerike lejojnë modele të ndërlikuara duke ruajtur ± 0,1 mm saktësi dimensionale.
4. Sintering
Kompaktet e gjelbërta i nënshtrohen konsolidimit të temperaturës së lartë për të arritur densitetin e plotë:
4.1 Para-Pasonimi
Pjesët nxehen në 500–800 ° C në atmosferat e hidrogjenit për të hequr lidhësit organikë dhe forcimin e trajtimit.
Pjesët e parafabrikuara mbajnë porozitet 70-80%, por fitojnë forcë të mjaftueshme për përpunimin e ndërmjetëm.
4.2 Sinterimi i fazës së lëngshme
Furrat vakum ose hidrogjeni pjesët e nxehtësisë në 1,400-1,500 ° C për 60-180 minuta.
Kobalti shkrihet në 1,495 ° C, duke infiltruar grimcat e karbidit të tungstenit përmes veprimit kapilar për të formuar një matricë të dendur.
Shrinkage prej 17-25% ndodh, duke kërkuar tepricë gjatë shtypjes.
4.3 Shtypja e nxehtë izostatike (hip)
Trajtimi opsional i hipit në 1,400 ° C dhe 30,000 presion argoni psi eliminon porozitetin e mbetur (<0.02%).
Pjesët HIP-ED shfaqin 10-20% forcë më të lartë të këputjes së tërthortë (TRS) sesa ato të sinjuara konvencionale.
5. Përpunimi pas Sinovimit
Machining dhe trajtimet përfundimtare përmirësojnë performancën:
5.1 bluarja dhe lustrimi
Rrotat e diamantit (80-400 zhavor) futni në sipërfaqe RA 0,1–0,4 μm.
Makinat e bluarjes CNC arrijnë toleranca ± 0,005 mm për prerjen e skajeve.
5.2 Veshje (Depozitimi i Vaporit Fizik/Depozitimi i Avullit Kimik)
Veshjet PVD (Tin, Tialn) në 300–500 ° C sigurojnë shtresa 2-4 μm me ngurtësi 3.500 HV.
Veshjet CVD (karboni i ngjashëm me diamantin) në 800-1,000 ° C ofrojnë rezistencë ekstreme të veshjes për mjetet e minierave.
5.3 Kontrolli i Cilësisë
Fluoreshenca me rreze X (XRF) verifikon përmbajtjen e kobaltit brenda 0.5%.
Testet Rockwell A Scale (HRA) konfirmojnë vlerat e ngurtësisë prej 88–94.
Testet e forcës së thyerjes së tërthortë (TRS) sigurojnë 2.500-4,500 rezistencë ndaj frakturës MPa.
6. Aplikimet e produkteve karbide
6.1 Mjetet e Prerjes
Futjet e indeksueshme (ISO CNMG/SNMG) çeliku i makinës me shpejtësi 300-500 m/min.
Mullinj fundorë të karbidit mikro-kokërr (0.2 μm) prodhojnë përfundime të shkallës optike në lidhjet e hapësirës ajrore.
6.2 Miniera dhe Ndërtimi
Bitet e stërvitjes Tri-Con me futje karbide depërtojnë në granit në 30-50 metra/orë.
Dhëmbët e mullirit rrugor kërkojnë asfalt me 200+ orë operimi midis zëvendësimeve.
6.3 Pjesët e veshjes industriale
Vulat e karbidit të tungstenit i rezistojnë slurive gërryes 500 ° C në pompat petrokimike.
Komponentët e trimave të valvulave i rezistojnë erozionit të kavitacionit në termocentralet bërthamore.
6.4 Aplikimet në zhvillim
Prodhimi shtesë përdor pluhurat nano-karbid (50-100 nm) për grykë rakete të shtypura 3D.
Implantet biomjekësore përdorin biokompatibilitetin e karbidit në zëvendësimet e përbashkëta.
Përfundim
Procesi i prodhimit të karbidit shndërron tungstenin e papërpunuar dhe karbonin në një diamant që rivalizon materiale në ngurtësi. Nga metalurgjia pluhur deri tek bluarja e saktësisë, secili hap siguron që produkti përfundimtar të plotësojë kërkesa rigoroze industriale. Risitë si shkrirja e hip, karbidet e strukturuara nano dhe veshjet hibride vazhdojnë të zgjerojnë aplikimet në hapësirën ajrore, energjinë e rinovueshme dhe prodhimin e përparuar. Me kërkesën globale të karbidit të parashikuar të rritet 6.2% në vit deri në vitin 2030, zotërimi i këtyre teknikave të prodhimit mbetet kritik për konkurrencën industriale.
FAQ: Procesi i prodhimit të karbidit
1. Pse kobalti përdoret si lidhës në karbid?
Ductiliteti i Kobaltit balancon brishtësinë e Tungsten Carbide, duke rritur ashpërsinë pa kompromentuar ngurtësinë. Pika e saj e shkrirjes (1,495 ° C) përputhet në mënyrë të përkryer me kërkesat e shkrirjes së fazës së lëngshme.
2 A mund të riciklohen produktet e karbidit?
Po, karbidi i skrapit rikuperohet përmes rikuperimit të zinkut (efikasiteti 90%) ose shtypjes mekanike. Materiali i ricikluar përbën 35% të furnizimit global të tungstenit.
3 Si ndikojnë madhësitë e grurit në performancën e karbidit?
Kokrrat më të imta (0.2-0,8 μm) rrisin ngurtësinë (deri në 2,300 HV30), ndërsa kokrrat më të trashë (1-5 μm) përmirësojnë rezistencën e frakturës (TRS> 4,000 MPa).
4 Pse është kritik i shkrirjes në prodhimin e karbideve?
Sintering e dentifikon materialin në 99.5% densitet teorik, duke arritur ngurtësinë e Vickers prej 1.500-2,000 HV. Sinterimi i pahijshëm shkakton defekte katastrofike si bashkimi i kobaltit.
5. Cilat industri mbështeten më së shumti në mjetet e karbidit?
Industritë e hapësirës ajrore (40%të tregut), automobilave (25%) dhe industrive të naftës/gazit (20%) përdorin karbid për përpunim me shpejtësi të lartë, copa stërvitje dhe pllaka të veshjeve.
Citimet:
[1] https://www.youtube.com/watch?v=zjkvi0cmtx0
[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:
[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:
[10] https:
[11] https://www.youtube.com/watch?v=95YS7W66BI
[12] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/process.html
[13] https://todaysmachiningworld.com/magazine/how-it-works-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-ools
[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:
[20] https://tuncomfg.com/about/faq/
[21] https:
[22] https://www.tjtywh.com/a-ctep-by-cuide-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:
[28] https://www.istockphoto.com/photos/carbide
[29] https://www.shutterstock.com/search/carbide
[30] https:
