Tungsten karbürleşmesi
Konvansiyonel üretim (Sinterleme)
Tungsten tozu hidrojen atmosferinde 1300 ila 1700 ° C arasındaki sıcaklıklarda karbon ile reaksiyona girer. Başlangıçtaki W tozunun ortalama parçacık boyutu ve boyutu dağılımı, WC'nin parçacık boyutunu ve boyut dağılımını belirler. Yoğunluğun 19,3 g - cm - 3 (W) - 15.7 g - cm - 3 (WC) arasında değişmesi nedeniyle yalnızca küçük bir artış meydana gelir. Buna ek olarak, belirli bir aglomerasyon (lokal sinterleme) daima daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir.
Her durumda, karbon karası, özellikle alkali metaller, Ca, Si, Mg ve S bakımından tungsten tozundan daha pürüzsüzdür. Bu eser elementlerin bir kısmı karbonlama sırasında uçucu hale gelmektedir (yüzde olarak sıcaklığa bağlıdır). Bu nedenle, daha ince WC tozları (daha düşük karbonlama sıcaklığı) genellikle kaba tozlardan daha saf değildir.
İki bileşen (W ve C), karbonlaştırmadan önce iyice harmanlanmalıdır. Bu, V veya çift koni karıştırıcılar, karıştırma topu değirmenleri veya yüksek enerjili karıştırıcılar gibi farklı ekipman türlerinde yapılır. Karıştırma esnasında karbon atomları yalnızca çok kısa mesafelerde difüzyon yoluyla veya metan molekülleri olarak hareket edebildiğinden, dengeli bir karışım söz konusudur. Peletleme veya sıkıştırma difüzyonu arttırır ve fırın kapasitesini arttırır.
Mikron altı WC tozu üretiminde, taşlama önleyici maddelerin az miktarda (taşlama sırasında ve özellikle sert metal sinterleme sırasında WC tane büyümesini engeller) bazen harmanlama öncesi W + C yüküne eklenir. Normal krom veya vanadyum oksit veya karbür olarak eklenir. Karbon dengesinin hesaplanmasında oksit ilavesi düşünülmelidir, zira metal oksitin indirgenmesi ve karbonlaştırılması için ek karbon tüketilecektir.
Karbon gemileri toz karışımı ile doldurulur. Fırın türüne bağlı olarak, yoğun grafitten yapılmış tekneler veya kutular kullanılır. Gemiler kontaminasyonu önlemek için bir grafit kapakla kaplanır ve fırından geçerler.
Isıtmalı borular veya kanallar ile donatılmış itme tipi fırınlar ağırlıklı olarak kullanılır. Borular ve kanallar için yapı malzemesi ya alümina ya da grafittir ve ısıtma elemanları, molibden tel ya da grafitten yapılmıştır. Her iki malzemenin de avantajları vardır, fakat ömrünü kısaltan önemli dezavantajlar da vardır. Grafitin avantajı, karbonlama sırasında buharlaşan eser elementlere karşı yüksek kimyasal kararlılığıdır; Dezavantajı, hidrojen ve su buharı ile yavaş ama sabit bir reaksiyondur. Aksine, alümina hidrojen ve su buharı karşısında çok kararlı ancak alkali metallerle (toz harmanından buharlaşıyor) reaksiyona giriyor ve erime noktasını düşürerek seramiği zayıflatıyor.
Fırın tüpleri ve ısıtma elemanları, kuru hidrojen ile süpürülür ve bu da ürün için olduğu kadar hassas fırın parçaları için de koruyucu bir atmosfer gibi davranır. Dahası, üründen buharlaşan ve arındırmaya yol açan belli miktarda kirlilik taşır. Sonunda, metan moleküllerini ara oluşturarak karbonlama reaksiyonunu destekler. Kabuk tungsten tozunun karbürleştirilmesinde sonuncusu önemlidir.
Söndürme sıcaklıkları, esasen tozun ortalama parçacık boyutuna bağlı olarak 1300 ila 1700 ℃ arasında değişir. Parçacık boyutu ne kadar küçükse sıcaklık o kadar düşük tutulabilir. Düşük karbonlama sıcaklığı daha yüksek dereceli kafes kusurlarına ve dolayısıyla sinterleme esnasında daha yüksek reaktiviteye yol açar, bu da özellikle altmikron dereceleri için istenmeyen bir durumdur. Öte yandan, çok ince tozlar daha yüksek sıcaklıkta karbonlama sırasında zaten büyümek eğilimindedir. Bu nedenle, karbürleme mikron altı tozda bir uzlaşmaya varılmalıdır.
Sıcak fırın bölgesinde normal tutma süreleri 1 ila 2 saat arasındadır. Isıtılan ısı artışı, ısıtma olmadan sıcaklığı korumak için sıcak bölgenin arka tarafında kullanılabilir.
Isıtma tamamlandıktan sonra, kaplar hala hidrojen altında bir soğutma bölgesinden geçer ve oda sıcaklığında boşaltılır. Daha modern fırınlarda kilitler bulunur ve şarj ve deşarj otomatik olarak yapılır. Kilitler kullanılarak yükleme ve boşaltma sırasında hiçbir havanın girmesine izin verilmemektedir, böylece oksijen veya nemle reaksiyon önlenir. Ortalama parçacık boyutları 0.5umun (çok ince dereceli) olan WC tozları için, piroforik özelliklerinden dolayı özel dikkat gösterilmelidir ve işleme çoğunlukla atıl gaz altında yapılır.
Mikron altı WC tozları için, özellikle kademeli toz hazırlama için sonraki ıslak öğütme prosedürünün çok yoğun olmadığı durumlarda (öğütücü öğütme) genişletilmiş bir öğütme işlemi uygulanır. WC frezelemesi, optimize edilmiş bilyalı değirmenlerde (sert metal toplar; optimum bilyalı öğütme koşulları, çelik duvarlardan kaynaklanan kontaminasyonu önler ve sert metal topların aşınmasını minimum seviyede tutar) veya bir elek ile birlikte jet değirmenlerde gerçekleştirilebilir. Bu öğütmenin temel nedeni, sinterlenmiş yapıda kaba WC kristallerinden sorumlu olabilecek herhangi bir kaba WC parçacığını (< 2um) yok etmektir. Ayrıca, heterojen safsızlık partikülleri (karbonlama kabından gelen grafit ve indirgeme tekne ölçeğindeki Fe-Ni-Cr içeren parçacıklar) ince bölünmüş ve dağıtılmıştır. Bu tür öğütme, WC ortalama parçacık boyutunu etkili bir şekilde etkilemez.
Fiziksel parametreler sadece sinterleme sonrası mikroyapıdan değil aynı zamanda sinterleme periyodundaki çekme davranışından sorumludur. Bu nedenle, çok yakın sınırlar içinde sabit tutulmaları gerekir.
Bugüne kadar, WC'nin en büyük yüzdesi bu yöntemle üretilmiştir.
If you have any interest in tungsten carbide powder, Lütfen E-posta ile bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin: sales@chinatungsten.com Veya telefonla:+86 592 5129696.
Daha fazla bilgi>>