El polvo de tungsteno se reacciona con carbono a temperaturas entre 1300 y 1700 ℃ en una atmósfera de hidrógeno. El tama~no medio de partıcula y la distribución de tama~nos del polvo W inicial determinan el tama~no de partıcula y la distribución de tama~nos de WC. Sólo se produce un ligero aumento de tamaño debido al cambio en la densidad de 19,3 g • cm-3 (W) a 15,7 g • cm-3 (WC). Además, se produce siempre una cierta aglomeración (sinterización local), especialmente a temperaturas más altas.

En cualquier caso, el negro de carbón es siempre más impuro que el polvo de tungsteno, particularmente en lo que se refiere a los metales alcalinos, Ca, Si, Mg y S. Parte de estos oligoelementos se volatilizan durante la carburación (el porcentaje depende de la temperatura) . Esta es la razón por la cual los polvos de WC más finos (temperatura de carburación más baja) son usualmente más impuros que los polvos más gruesos.

Los dos componentes (W y C) deben mezclarse a fondo antes de la carburación. Esto se hace en diferentes tipos de equipos, como V o mezcladores de doble cono, mezclando molinos de bolas o mezcladores de alta energía. Una mezcla uniforme es de importancia porque, durante la carburación, los átomos de carbono sólo pueden moverse por difusión o como moléculas de metano en distancias muy cortas. La peletización o compactación mejora la difusión y aumenta la capacidad del horno.

En la producción de polvo WC submicrónico, a veces se añaden pequeñas cantidades de sustancias inhibidoras del crecimiento del grano (inhibiendo el crecimiento del grano de WC durante la carburación y especialmente durante la sinterización de metal duro) a la carga de W + C antes de la mezcla. El cromo o el vanadio usuales se añaden como óxido o como carburo. La adición de óxido debe ser considerada en el cálculo del balance de carbono, porque el carbono adicional se consumirá para la reducción y la carburación del óxido de metal.

Los vasos de carbono se llenan con la mezcla de polvo. Dependiendo del tipo de horno, se utilizan barcos o cajas de grafito denso. Los recipientes se cubren con una cubierta del grafito para evitar cualquier contaminación, y pasan a través del horno.

Se utilizan principalmente hornos tipo empuje equipados con tubos o canales calentados. El material de construcción para los tubos y canales es de alúmina o grafito, y los elementos de calentamiento están hechos de alambre de molibdeno o grafito. Ambos materiales tienen ventajas, pero también inconvenientes significativos que acortan su vida útil. La ventaja del grafito es su alta estabilidad química frente a oligoelementos que se evaporan durante la carburación; Su desventaja es la reacción lenta pero constante con hidrógeno y vapor de agua. Por el contrario, la alúmina es muy estable frente al hidrógeno y al vapor de agua, pero reacciona con los metales alcalinos (evaporándose de la mezcla en polvo), lo que finalmente debilita la cerámica disminuyendo el punto de fusión.

Los tubos del horno y los elementos calefactores se barren con hidrógeno seco, que actúa como atmósfera protectora para el producto, así como para las partes sensibles del horno. Además, lleva una cierta cantidad de impurezas que se evapora del producto y conduce a una purificación. Finalmente, favorece la reacción de carburación formando de forma intermedia moléculas de metano. Este último es de especial importancia en la cementación de polvo de tungsteno grueso.

Las temperaturas de carburación varían entre 1300 y 1700 ℃, dependiendo principalmente del tamaño medio de partícula del polvo. Cuanto menor sea el tamaño de partícula, más baja puede mantenerse la temperatura. Una temperatura de carburación más baja conduce a un mayor grado de defectos de la red, y consecuentemente a una mayor reactividad durante la sinterización, lo cual es indeseable especialmente para grados submicrónicos. Por otra parte, los polvos muy finos tienden a crecer ya durante la carburación a temperatura más alta. Por lo tanto, un compromiso tiene que hacerse en la cementación polvo submicrónicos.

Los tiempos de retención habituales en la zona del horno caliente son entre 1 y 2 horas. El calor exotérmico de reacción se puede utilizar en la parte trasera de la zona caliente para mantener la temperatura sin calefacción.

Una vez completado el calentamiento, los recipientes pasan una zona de enfriamiento, todavía bajo hidrógeno, y se descargan a temperatura ambiente. Los hornos más modernos están equipados con cerraduras, y la carga y descarga se realiza automáticamente. Mediante el uso de cerraduras, no se permite entrar aire durante la carga y descarga, evitando así las reacciones con el oxígeno o la humedad. Para los polvos de WC con tamaños de partícula promedio por debajo de 0,5um (grados ultrafinos), se debe tener especial cuidado debido a su piroforicidad, y la manipulación se realiza comúnmente bajo gas inerte.

Para los polvos submicrónicos WC, se aplica un proceso de fresado extendido, especialmente en los casos en que el procedimiento de fresado en húmedo posterior para la preparación de polvo graduado no es muy intenso (fresado attritor). El fresado de WC se puede realizar en molinos de bolas optimizados (bolas de metal duro, condiciones óptimas de fresado de bolas evitan cualquier contaminación de las paredes de acero y mantienen al mínimo la abrasión de las bolas de metal duro) o en molinos de chorro en combinación con un tamiz. La razón principal de esta molienda es destruir cualquier partícula de WC más grosera (& lt; 2um) que podría ser responsable de cristales de WC gruesos en la estructura sinterizada. Además, se dividen y distribuyen finamente partículas de impurezas heterogéneas (grafito del recipiente de cementación y partículas que contienen Fe-Ni-Cr de la escala de barca de reducción). Este tipo de fresado no influye efectivamente en el tamaño de partícula promedio de la WC.

Los parámetros físicos no sólo son responsables de la microestructura después de la sinterización, sino también del comportamiento de contracción durante el período de sinterización. Por lo tanto, deben mantenerse constantes dentro de límites muy cercanos.

Con mucho, el mayor porcentaje de WC es producido por este método.

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