tungsteno Carburization
produzione convenzionale (Carburization)
polvere di tungsteno viene fatto reagire con il carbonio a temperature tra il 1300 e il 1700 ℃ in atmosfera di idrogeno. La dimensione media delle particelle e la distribuzione delle dimensioni delle polveri W partendo determinano la dimensione delle particelle e la distribuzione delle dimensioni di WC. Solo un leggero aumento di dimensioni si verifica per effetto della variazione di densità di 19,3 g • cm-3 (W) al 15,7 g • cm-3 (WC). Oltre un certo agglomerato (sinterizzazione locale), si verifica sempre, specialmente a temperature più elevate.
In ogni caso, il nero di carbonio è sempre più impura di polvere di tungsteno, con particolare riferimento ai metalli alcalini, Ca, Si, Mg, e S. Parte di questi oligoelementi vengono volatilizzati durante cementazione (la percentuale in funzione della temperatura) . Questo è il motivo per cui le polveri più fini WC (temperatura carburazione bassa) sono di solito più impura delle polveri grossolane.
I due componenti (W e C) devono essere miscelati accuratamente prima di carburazione. Questo viene fatto in diversi tipi di apparecchiature, come V o frullatori biconiche, mescolando mulini a sfere, o miscelatori ad alta energia. Un anche miscela è di importanza in quanto, durante la cementazione, atomi di carbonio, possono muoversi solo attraverso la diffusione o come molecole di metano su distanze molto brevi. Granulazione o compattazione migliora la diffusione e aumenta la capacità del forno.
Nella produzione inferiori al micron polvere WC, piccole quantità di grano-inibitorie della crescita sostanze che inibiscono la crescita del grano (WC durante carburazione e soprattutto durante la sinterizzazione metallo duro) a volte vengono aggiunti alla carica W + C prima della miscelazione. Il cromo usuale o vanadio vengono aggiunti sia come ossido o carburo. L'aggiunta di ossido deve essere considerato nel calcolo del bilancio del carbonio, perché il carbonio supplementare sarà consumato per riduzione e carburazione del ossido metallico.
vasi carbonio sono riempite con la miscela di polvere. A seconda del tipo di forno, vengono utilizzati sia barche o scatole di grafite densa. I vasi sono coperti con una copertura di grafite per evitare qualunque contaminazione, e passare attraverso gli forno.
forni Push-tipo dotato di tubi riscaldati o canali sono principalmente utilizzati. Materiale costruzione per i tubi e canali è o allumina o grafite, e gli elementi riscaldanti sono realizzati in filo di molibdeno o grafite. Entrambi i materiali presentano vantaggi, ma anche svantaggi significativi che accorciano la loro vita. Il vantaggio di grafite è la sua elevata stabilità chimica contro oligoelementi evaporize durante cementazione; suo svantaggio è la reazione lenta ma costante con idrogeno e vapore acqueo. Al contrario, allumina è molto stabile contro idrogeno e vapore acqueo, ma reagisce con metalli alcalini (evaporazione dalla miscela in polvere), che alla fine indebolire ceramica diminuendo il punto di fusione.
I tubi del forno e gli elementi riscaldanti vengono spazzate con idrogeno secco, che agisce atmosfera protettiva per il prodotto e per le parti di forni sensibili. Inoltre, porta via con una certa quantità di impurità che evaporano dal prodotto e porta ad una purificazione. Infine, favorisce la reazione carburazione formando intermedia molecole di metano. Quest'ultimo aspetto è di particolare importanza in carbura polvere di tungsteno grossolana.
temperature carburazione variano tra il 1300 e il 1700 ℃, principalmente in base alla dimensione media delle particelle della polvere. Più piccola è la dimensione delle particelle, minore può essere mantenuta la temperatura. Temperatura di cementazione inferiore porta ad un più elevato grado di difetti reticolari, e di conseguenza ad una maggiore reattività durante la sinterizzazione, che è indesiderabile soprattutto per i gradi submicron. D'altra parte, polveri molto fini tendono a crescere già durante la cementazione a temperatura elevata. Pertanto, un compromesso è di essere fatta in polvere di cementazione inferiori al micron.
tempi di ritenzione di consueto nella zona del forno caldo sono compresi tra 1 e 2 ore. Il calore esotermico di reazione può essere utilizzato nella parte posteriore della zona calda per mantenere la temperatura senza riscaldamento.
Dopo il riscaldamento è completato, i vasi passano una zona di raffreddamento, ancora sotto l'idrogeno, e vengono scaricati a temperatura ambiente. Altri forni moderne sono dotate di serrature, e carico e lo scarico è fatto automaticamente. Utilizzando serrature, aria può entrare durante il carico e lo scarico, evitando reazioni con l'ossigeno o umidità. Per le polveri WC con dimensioni medie delle particelle inferiori a 0.5um (gradi ultrafini), particolare attenzione deve essere presa a causa della loro pyrophorictiy, e la gestione è comunemente fatto sotto gas inerte.
Per le polveri submicron WC, viene applicato un processo di macinazione prolungata, specialmente nei casi in cui la successiva procedura di fresatura a umido per la preparazione in polvere Graded non è molto intenso (Attritor fresatura). La fresatura WC può essere effettuata sia in mulini a sfere ottimizzati (palle metallo duro; condizioni ottimali palla fresatura evitare qualsiasi contaminazione dalle pareti in acciaio e mantengono l'abrasione delle sfere metallo duro al minimo) o in mulini a getto in comination con un setaccio. La ragione principale di questo fresatura è quello di distruggere qualsiasi grossolana WC particella (& lt; 2um), che potrebbe essere responsabile di cristalli grossolani WC nella struttura sinterizzato. Inoltre, le particelle di impurità eterogenei (grafite dalla nave cementazione e Fe-Ni-Cr contenente particelle dalla scala barca riduzione) sono finemente suddivisi e distribuiti. Questo tipo di fresatura non influisce efficacemente la dimensione della particella media WC.
I parametri fisici non sono soltanto responsabili della microstruttura dopo la sinterizzazione, ma anche per il comportamento di ritiro durante il periodo di sinterizzazione. Pertanto, devono essere mantenuta costante entro limiti molto stretti.
Di gran lunga, la più grande percentuale di WC è prodotto da questo metodo.
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