Parti MIM del processo di stampaggio ad iniezione di metalli in lega di carburo di tungsteno

Il carburo di tungsteno (WC) è un composto di tungsteno e carbonio. La caratteristica eccezionale di questo materiale è la sua elevata durezza, vicina a quella del diamante. Il carburo di tungsteno viene utilizzato principalmente per produrre utensili industriali e parti di consumo soggetti a enormi sollecitazioni. Il carburo di tungsteno negli utensili in carburo cementato migliora ulteriormente l'efficienza e i vantaggi-di risparmio sui costi dei processi metallici come foratura, molatura e fresatura.

Metodo di produzione

Utilizzando tungsteno metallico e carbonio come materie prime, la polvere di tungsteno con una dimensione media delle particelle di 3-5μm viene miscelata a secco con una pari quantità di nerofumo in un mulino a sfere. Dopo una miscelazione sufficiente, viene pressato e modellato in un disco di grafite, quindi riscaldato a 1400-1700 gradi in un forno a resistenza di grafite o in un forno a induzione, preferibilmente controllato a 1550-1650 gradi. In un flusso di idrogeno, inizialmente viene generato W2C e continua a reagire ad alta temperatura per generare WC. In alternativa, in primo luogo, il tungsteno esacarbonile viene decomposto termicamente a 650-1000 gradi in un'atmosfera di CO per ottenere polvere di tungsteno, quindi fatto reagire con monossido di carbonio a 1150 gradi per ottenere WC. W2C può essere generato a una temperatura superiore a questa temperatura.

Formula di reazione chimica:

Il triossido di tungsteno WO3 viene idrogenato e ridotto per ottenere polvere di tungsteno (dimensione media delle particelle 3-5μm). Quindi, una miscela di polvere di tungsteno e nerofumo in un rapporto molare uguale (miscelata a secco in un mulino a sfere per circa 10 ore) viene pressata e formata ad una pressione di circa 1 t/cm2. Il blocco pressato viene posto in una piastra o crogiolo di grafite e riscaldato a 1400-1700 gradi (preferibilmente 1550-1650 gradi) in un flusso di idrogeno (utilizzando idrogeno puro con un punto di rugiada di -35 gradi) utilizzando un forno a resistenza di grafite o un forno a induzione per carburarlo e generare WC. La reazione inizia attorno alle particelle di tungsteno, poiché il W2C viene generato nella fase iniziale della reazione. A causa della reazione incompleta (principalmente a causa della bassa temperatura di reazione), oltre al WC, ci sono ancora W non reagito e prodotti intermedi W2C. Pertanto, deve essere riscaldato alla temperatura elevata sopra indicata. La temperatura massima deve essere determinata in base alla dimensione delle particelle della materia prima tungsteno. Ad esempio, per particelle grossolane con una dimensione media delle particelle di circa 150μm, la reazione viene eseguita ad una temperatura elevata di 1550~1650 gradi.

Formula di reazione chimica:

I requisiti del carburo cementato per la dimensione delle particelle del carburo di tungsteno WC. A seconda dei diversi usi del carburo cementato, vengono utilizzate diverse dimensioni delle particelle di carburo di tungsteno; gli utensili da taglio in carburo cementato, come i coltelli V-CUT per le lame delle macchine da taglio, ecc., utilizzano particelle ultra-fini e sub-fini di carburo di tungsteno per la finitura delle leghe; utilizzare particelle medie di carburo di tungsteno per la sgrossatura delle leghe; utilizzare particelle medie e grossolane di carburo di tungsteno come materie prime per il taglio a gravità e leghe da taglio pesanti; particelle grossolane di carburo di tungsteno vengono utilizzate per utensili minerari con elevata durezza della roccia e grande carico d'urto; particelle medie di carburo di tungsteno vengono utilizzate come materie prime per parti resistenti all'usura-con piccoli impatti su rocce e carichi di impatto ridotti; quando si sottolinea la resistenza all'usura, la resistenza alla pressione e la finitura superficiale, come materie prime vengono utilizzate particelle ultra-fini e sub-fini di carburo di tungsteno; Gli utensili resistenti agli urti-utilizzano principalmente particelle medie e grossolane di carburo di tungsteno come materia prima.

Il contenuto teorico di carbonio del carburo di tungsteno è del 6,128% (50% atomico). Quando il contenuto di carbonio del carburo di tungsteno è maggiore del contenuto teorico di carbonio, nel carburo di tungsteno appare carbonio libero (WC+C). La presenza di carbonio libero provoca la crescita dei grani di carburo di tungsteno circostanti durante la sinterizzazione, determinando grani di carburo cementato irregolari. Il carburo di tungsteno richiede generalmente un alto contenuto di carbonio combinato (maggiore o uguale al 6,07%) e carbonio libero (inferiore o uguale allo 0,05%) e il carbonio totale è determinato dal processo di produzione e dall'ambito di utilizzo del carburo cementato.

In circostanze normali, il carbonio totale del carburo di tungsteno utilizzato nel processo di sinterizzazione sotto vuoto della paraffina è determinato principalmente dal contenuto di ossigeno combinato nel compatto prima della sinterizzazione. Una parte di ossigeno richiede 0,75 parti di carbonio, ovvero carbonio totale WC=6.13% + contenuto di ossigeno% × 0,75 (supponendo che il forno di sinterizzazione sia un'atmosfera neutra, infatti, la maggior parte dei forni a vuoto sono atmosfere di carburazione e il carbonio totale del carburo di tungsteno utilizzato è inferiore al valore calcolato).

Il contenuto totale di carbonio del carburo di tungsteno in Cina è approssimativamente suddiviso in tre tipi:

• Il carbonio totale del carburo di tungsteno per la sinterizzazione sotto vuoto nel processo di paraffina è di circa 6,18±0,03% (il carbonio libero aumenterà);
• Il contenuto totale di carbonio del carburo di tungsteno per la sinterizzazione dell'idrogeno nel processo di paraffina è del 6,13 ± 0,03%;
• Il carbonio totale del carburo di tungsteno per la sinterizzazione dell'idrogeno nel processo della gomma=5.90±0,03%.

I processi di cui sopra vengono talvolta eseguiti in modo incrociato, quindi la determinazione del carbonio totale del carburo di tungsteno dovrebbe essere basata su circostanze specifiche.

Il carbonio totale del WC utilizzato in leghe con diversi campi di utilizzo, diversi contenuti di cobalto e diverse dimensioni dei grani può essere leggermente regolato. Le leghe a basso-cobalto possono utilizzare carburo di tungsteno con un carbonio totale relativamente elevato, mentre le leghe ad alto-cobalto possono utilizzare carburo di tungsteno con un carbonio totale relativamente basso. In breve, i requisiti di utilizzo specifici del carburo cementato sono diversi e anche i requisiti per la dimensione delle particelle del carburo di tungsteno sono diversi.

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