WC- आधारित सम्मिश्र के मुख्य प्रकार पर वर्तमान शोध

सीमेंटेड कार्बाइड एक तरह का सीमेंटेड कार्बाइड है, जो दुर्दम्य धातु और बोनट धातु के कठोर यौगिक से पाउडर धातु विज्ञान प्रक्रिया द्वारा बनाया जाता है। अपनी अच्छी कठोरता और ताकत के कारण, यह कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उच्च कार्बाइड सामग्री के उच्च तापमान प्रदर्शन और संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकता के साथ उच्च और उच्चतर हो रहा है, मौजूदा सीमेंट कार्बाइड सामग्री का प्रदर्शन इसकी उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल है। पिछले 30 वर्षों में, कई विद्वानों ने डब्ल्यूसी आधारित यौगिकों पर प्रयोगात्मक अनुसंधान किए हैं और अनुसंधान परिणामों की एक श्रृंखला प्राप्त की है।

WC धातु

WC-सह

टंगस्टन कार्बाइड में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला सीमेंटयुक्त पदार्थ कोबाल्ट है। WC Co प्रणाली का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। सीओ के अलावा WC अच्छा wettability और आसंजन है बनाता है। इसके अलावा, जैसा कि चित्र 13.2 में दिखाया गया है, सीओ के अलावा भी ताकत और क्रूरता में काफी सुधार कर सकते हैं।

बाहरी और क्रॉस-अनुभागीय संरचनाओं को दर्शाने वाले WC Co पाउडर के चित्रा 13.3 backscatter इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ: (ए), (बी) एफ 8; (c), (d) M8; और (ई), (एफ) सी 8।

उन्होंने F8, M8 और C8 पाउडर और उनके पॉलिश किए गए खंडों का बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉन इमेजिंग किया। यह देखा गया कि सभी चूर्णों में विशिष्ट गोलाकार आकृति होती है। एफ 8 पाउडर ठीक कार्बाइड्स का घना संचय दिखाता है, जबकि एम 8 और सी 8 पाउडर कुछ छिद्रों के साथ अपेक्षाकृत ढीली संचय संरचना दिखाते हैं। पॉलिश किए गए खंड पर, सभी नमूने स्पष्ट बिखरने की घटना को दर्शाते हैं, और कठोरता और पहनने के प्रतिरोध कोक्साल सामग्री के विपरीत आनुपातिक हैं। विकर्स कठोरता (एचवी) 1500 से 2000 एचवी 30 तक भिन्न होती है, और फ्रैक्चर की कठोरता 7 से 15 एमपीए एम 1/2 तक होती है। यह महत्वपूर्ण परिवर्तन कार्बाइड संरचना, माइक्रोस्ट्रक्चर और रासायनिक शुद्धता का कार्य है।

आम तौर पर बोलते हुए, कण आकार जितना छोटा होता है, उतनी ही उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में बेहतर होता है। सीओ का वॉल्यूम अंश जितना अधिक होगा, फ्रैक्चर की कठोरता उतनी ही अधिक होगी, लेकिन कम कठोरता और पहनने के प्रतिरोध (जिया एट अल।, 2007)। इसलिए, बेहतर प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, इसके बजाय अन्य सीमेंटेड सामग्रियों का उपयोग करने पर विचार करना अपरिहार्य है।

दूसरी ओर, उपरोक्त कारणों के कारण, यह रणनीति में वैज्ञानिक नहीं है और कीमत की प्रवृत्ति को प्रभावित करना आसान है। इसके अलावा, डब्ल्यूसी और सह धूल का संयोजन चिंताजनक है क्योंकि वे किसी भी एकल उपयोग की तुलना में अधिक घातक हैं।

WC-नी

कोबाल्ट की तुलना में निकेल सस्ता और आसान है। यह एक अच्छा सख्त संपत्ति है। इसका उपयोग जंग / ऑक्सीकरण प्रदर्शन, उच्च तापमान शक्ति और कठोर वातावरण में पहनने के प्रतिरोध को बेहतर बनाने के लिए किया जा सकता है। WC Co मिश्र धातु की तुलना में, सामग्री की प्लास्टिसिटी कम है। क्योंकि निकल डब्ल्यूसी में अच्छी तरह से घुल जाता है, इसलिए इसका उपयोग डब्ल्यूसी सब्सट्रेट के लिए एक चिपकने वाला के रूप में किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उनके बीच एक मजबूत बंधन होता है।

WC-एजी

Ag का जोड़ WC को एक तरह की चाप प्रतिरोधी सामग्री बनाता है। अधिभार वर्तमान की कार्रवाई के तहत, WC को अक्सर स्विचिंग उपकरणों में लोड किया जाता है, जिसे बाद के प्रसिद्ध विद्युत संपर्क प्रतिरोध (RC) के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। यह ध्यान देने योग्य है कि WC Ag समग्रता की प्रतिरोधकता Ag सामग्री की वृद्धि के साथ घट जाती है, और Ag सामग्री की वृद्धि के साथ कठोरता कम हो जाती है, जो WC और Ag की कठोरता के बीच महान अंतर के कारण होती है। इसके अलावा, मोटे डब्ल्यूसी अनाज में बहुत कम और स्थिर संपर्क प्रतिरोध होता है।

चित्रा 13.4 स्विच द्वारा उत्पादित औसत विद्युत संपर्क प्रतिरोध (आरसी) दिखाता है

विभिन्न चांदी सामग्री और WC कण आकार के साथ 11e50 चक्र, क्योंकि अधिकांश सामग्रियों का RC 10 स्विचिंग चक्रों के बाद स्थिर माना जाता है। चांदी का संपर्क प्रतिरोध WC में 50-55 wt% (वॉल्यूम अनुपात 60% और 64.6%) के बीच 4 मिमी के कण आकार के साथ और 55-60 wt% (वॉल्यूम अनुपात 64x% और 69%) के बीच WC के कण आकार के बीच होता है। 0.8 और 1.5 मिमी। इसलिए, यह निवेश की प्रारंभिक संरचना को निर्धारित करता है, जहां एजी मैट्रिक्स पूरी तरह से जुड़ा हुआ है। निश्चित घटकों के लिए, 1.5 और 4 मिमी WC कण आकार के बीच संपर्क प्रतिरोध में कमी देखी गई, जो क्रम सीमा को भी चिह्नित करता है।

WC-पुन

वैज्ञानिक WC Co से बेहतर प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए रेनियम को मजबूत करने के लिए टंगस्टन कार्बाइड का उपयोग कर रहे हैं, क्योंकि RE उच्च तापमान कठोरता और अच्छा संयोजन ला सकता है

चित्र 13.4 11 से 50 के दौरान डब्ल्यूसी सब्सट्रेट के संपर्क प्रतिरोध के लिए विभिन्न एजी सामग्री और डब्ल्यूसी कण आकार पर औसत विद्युत संपर्क प्रतिरोध का अनुपात सह या नी है। डब्ल्यूसी कोएरे (20% आरई सामग्री) की माइक्रोस्ट्रक्चर विशेषताओं के अनुसार, यह वर्णित है कि डब्ल्यूसी कोरे को सीओ में बनाए रखा गया और एचसीपी संरचना का निर्माण जारी रहा, इस प्रकार मिश्र धातु की कठोरता में सुधार हुआ। शोधकर्ताओं ने डब्ल्यूसी नी में फिर से मजबूत किया और इसी तरह के निष्कर्ष पाए। इसकी उच्चतम कठोरता और WC Co के स्थायित्व के कारण प्रतिस्पर्धी उपकरण भागों के निर्माण के लिए मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है। जब कोल्ड प्रेसिंग WC और Re पाउडर के बाद एक पेटेंटेड हॉट प्रेसिंग प्रक्रिया होती है, तो HV की 2400 kg / mm ~ 2 से अधिक देखी गई (WC-Co के लिए 1700 kg / mm ~ 2 की तुलना में)

डब्ल्यूसी इंटरमेटेलिक्स

WC-feal

In the past few decades, intermetallic compounds as ceramic adhesives have attracted people’s attention. Iron aluminide has excellent oxidation resistance and corrosion resistance, low toxicity, high hardness, good wear resistance, high temperature stability and good wettability. It is thermodynamically suitable for WC as binder. The hardness and fracture toughness of WC FeAl and WC Co are basically the same. The hardness and wear resistance of WC Co alloy are similar to those of conventional WC Co alloy. It can be considered that if the grain size can be optimized, it is possible to replace the traditional WC Co. The particle size distribution curve of WC FeAl mixed powder prepared by different ball milling and / or drying processes is shown in Figure 13.5. The three curves in Figure 13.5 have bimodal distribution. In Figure 13.5, the left peak of the smaller particle size corresponds to the left peak of a single WC particle. The correct peak value of larger particle size corresponds to the peak value of FeAl fragments containing some WC particles. When the correct peak moves, the left peak does not depend on the grinding and / or drying process. The correct peak of D-R powder (dehydrated ethanol as solvent for rapid drying) shifts to the corresponding peak of the other two powders.

विभिन्न पाउडर प्रक्रियाओं से तैयार WC-FeAl मिश्रित पाउडर के 13.5 कण आकार के वितरण।

WC-मिट्टी के पात्र

WC-MgO

WC-mgo मिश्रित सामग्री का व्यापक रूप से WC मैट्रिक्स में MgO कणों के अतिरिक्त होने के कारण उपयोग किया गया है, जिसका कठोरता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है और सामग्रियों की कठोरता में काफी सुधार होता है। कठोरता कठोरता के विपरीत आनुपातिक है, लेकिन इस मिश्र धातु के मामले में, कठोरता प्राप्त होती है जब कठोरता का नुकसान बहुत छोटा होता है। अध्ययन सामग्री में वीसी, Cr3C2 और अन्य अनाज विकास अवरोधकों की एक छोटी मात्रा को जोड़ने से न केवल sintering प्रक्रिया में अनाज के विकास को नियंत्रित किया जा सकता है, बल्कि सामग्री के यांत्रिक गुणों में भी सुधार हो सकता है।

WC-Al2O3

यहां यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि Al2O3 का उपयोग WC के लिए एक मजबूत सामग्री के रूप में किया जाता है, और इसके विपरीत, उनके उत्कृष्ट यांत्रिक और भौतिक गुणों के कारण।

तापमान को नियंत्रित करने और धारण करने के समय का wc-40vol% Al2O2 कम्पोजिट के माइक्रोस्ट्रक्चर और मैकेनिकल गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। सिंटरिंग तापमान और होल्डिंग समय की वृद्धि के साथ, सापेक्ष घनत्व और कण आकार में वृद्धि होती है। इसी समय, उच्च दबाव और फ्रैक्चर क्रूरता के मूल्य पहले बढ़ जाते हैं और फिर घट जाते हैं। क्रैक पाथ के माइक्रोस्ट्रक्चर से क्रैक ब्रिजिंग और क्रैक डिफ्लेक्शन के अस्तित्व का पता चलता है। Wc-40vol% अल 2O 3 कंपोजिट में, मुख्य सख्त तंत्र माध्यमिक और पार्श्व दरारें की पीढ़ी है। एक अन्य अध्ययन से पता चलता है कि एचवी लगभग 20e25gpa और फ्रैक्चर बेरहमी 5e6mpa.m1 / 2 है।

चित्रा 13.6 एल्यूमिना सामग्री के साथ कठोरता, अस्थिभंग क्रूरता और अनुप्रस्थ अस्थिभंग ताकत की विविधता प्रवृत्ति को दर्शाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ये मूल्य रिपोर्ट किए गए (माओ एट अल।, 2015) से काफी भिन्न हैं। प्योर डब्ल्यूसी में सबसे अधिक कठोरता और सबसे कम फ्रैक्चर की कठोरता होती है। Al2O3 के अलावा फ्रैक्चर की कठोरता में सुधार होता है, लेकिन शुद्ध एल्यूमिना की कठोरता शुद्ध WC की तुलना में कम होती है, और wc-al2o3 समग्र की कठोरता कम हो जाती है। चित्र 13.6 में विभिन्न परिणाम बताते हैं कि यांत्रिक गुण न केवल एल्यूमिना सामग्री पर निर्भर करते हैं, बल्कि विभिन्न सब्सट्रेट्स की उत्पादन प्रक्रिया और ग्रेड पर भी निर्भर करते हैं। 

WC abrasives

WC cBN

क्योंकि CBN में लोहे के साथ उत्कृष्ट कठोरता, थर्मल स्थिरता और प्रतिक्रिया गतिविधि है, WC Co में CBN को जोड़ने से सामग्री के पहनने के प्रतिरोध, कठोरता और यांत्रिक गुणों में सुधार हो सकता है। WBN मैट्रिक्स में CBN को मजबूत करने के बाद, मजबूत आसंजन का उत्पादन किया जाएगा। इसके अलावा, दरार फ्रिक्शन या CBN कणों की ब्रिडिंग द्वारा बेहतर फ्रैक्चर क्रूरता प्राप्त की जा सकती है। CBN की प्रक्रिया में दो मुख्य बाधाएं CBN से hBN में रूपांतरण और B और N के बीच मजबूत सहसंयोजक संबंध हैं, जिसके परिणामस्वरूप CBN और सीमेंट कार्बाइड की कम सिन्टरिंग क्षमता होती है।

WC हीरे

WC डायमंड में उत्कृष्ट फ्रैक्चर क्रूरता, दरार वृद्धि प्रतिरोध और प्रतिबिंब प्रतिरोध है। हीरे को ग्रेफाइट में बदलने से रोकने के लिए यह सामग्री केवल थर्मोडायनामिक परिस्थितियों में उत्पादित की जा सकती है। इस सामग्री के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए और अधिक शोध के माध्यम से, हम बड़ी लागत का अंतर बना सकते हैं, जो बहुत आवश्यक है।