टंगस्टन कार्बाइड उत्पादों का हीट ट्रीटमेंट

सीमेंटेड कार्बाइड (हार्डमेटल) कार्बाइड, नाइट्राइड, बोराइड्स या उच्च पिघलने वाले बिंदु धातुओं (डब्ल्यू, मो, टीआई, वी, टा, आदि) के सिलिकोसिस से बना एक सामान्य शब्द है। कास्टिंग और सिंटरिंग की दो प्रमुख श्रेणियों में विभाजित। कास्ट मिश्र धातु में उच्च भंगुरता और कम क्रूरता है, और थोड़ा व्यावहारिक अनुप्रयोग मूल्य है। व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले पापी मिश्र धातु होते हैं, जो आमतौर पर टंगस्टन कार्बाइड या टाइटेनियम कार्बाइड और कोबाल्ट पाउडर से पाप किए जाते हैं और उच्च कठोरता, प्रतिरोध और गर्म कठोरता पहनते हैं। मुख्य रूप से उच्च गति की कटाई और कठिन सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए उपयोग किया जाता है, हाल के वर्षों में, मोल्ड उद्योग में कार्बाइड का उपयोग भी बढ़ रहा है, इसलिए यह कठिन मिश्र धातु गर्मी उपचार पर चर्चा और अध्ययन करने के लिए व्यावहारिक महत्व का है।

1. सीमेंट कार्बाइड की विशेषताएं

कार्बाइड दुर्दम्य धातु हार्ड यौगिक और धातु बंधन चरण से पाउडर धातु विज्ञान की विधि द्वारा बनाया गया है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कठोर यौगिक कार्बाइड हैं। काटने के उपकरण के लिए कठोर मिश्र धातु के रूप में, आमतौर पर WC, TiC, TaC, NbC, आदि का उपयोग किया जाता है, बांधने की मशीन है, और पुख्ता कार्बाइड की ताकत मुख्य रूप से कं की सामग्री पर निर्भर करती है क्योंकि पुख्ता कार्बाइड में कार्बाइड होता है उच्च गलनांक (जैसे टीआई सी का 3140 डिग्री सेल्सियस का गलनांक), एक उच्च कठोरता (जैसे कि टीआईसी की 3200 एचवी की कठोरता), एक अच्छा रासायनिक स्थिरता, और एक अच्छा थर्मल स्थिरता, कठोरता और पहनने का प्रतिरोध इसके उच्च हैं। सेक्स और रासायनिक स्थिरता उच्च गति वाले उपकरण स्टील्स की तुलना में बहुत अधिक है।
आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला सीमेंटेड कार्बाइड हार्ड फेज़ मुख्य रूप से WC होता है, जिसमें अच्छा वियर प्रतिरोध होता है। हालाँकि कुछ कार्बाइड्स में WC के समान कठोरता होती है, फिर भी उनमें पहनने के प्रतिरोध नहीं होते हैं। डब्ल्यूसी की एक उच्च उपज ताकत (6000 एमपीए) है, इसलिए यह प्लास्टिक विरूपण के लिए अधिक प्रतिरोधी है। डब्ल्यूसी की तापीय चालकता भी अच्छी है, और तापीय चालकता टूलींग का एक महत्वपूर्ण प्रदर्शन सूचकांक है। डब्ल्यूसी में थर्मल विस्तार का कम गुणांक है, जो स्टील का लगभग 1/3 है; इसकी लोच का मापांक स्टील का 3 गुना है, और इसकी संपीड़ित ताकत भी स्टील की तुलना में अधिक है। इसके अलावा, WC में कमरे के तापमान पर जंग और ऑक्सीकरण के लिए अच्छा प्रतिरोध, अच्छा विद्युत प्रतिरोध और उच्च झुकने की ताकत होती है।

अंजीर। WC-Co मिश्र धातु का अर्ध-संतुलन आरेख

2. गर्मी उपचार और मिश्र धातु संगठन

यह 5% से 35% WC के विभिन्न C / W अनुपातों के साथ WC-Co मिश्र धातुओं के संबंध चरणों पर अध्ययन किया गया है। निष्कर्ष निम्नानुसार तैयार किए गए हैं: lus- चरण या (W + WC) चरण धीमी गति से ठंडा होने पर मिश्र धातु में उत्पन्न होते हैं; जब वहाँ (there + η) चरण दिखाई देते हैं। हालाँकि, चूंकि ((γ + phase) चरण अस्थिर है, (η + η) चरण एनालिंग के बाद एक स्थिर (stable + WC) चरण में बदल जाएगा। परीक्षण के परिणामों के अनुसार, अंजीर में दिखाया गया अर्ध-समभुज चरण आरेख 1 है (ठोस रेखा स्थिर प्रणाली का चरण चित्र है, और धराशायी रेखा स्थानीय चरण चित्र है जो अर्ध-स्थिर की of विशेषताओं को दर्शाता है। अवस्था)।
टिपिकल सीमेंटेड कार्बाइड का एनीलिंग (धीमा ठंडा) मुख्य रूप से कार्बन सामग्री पर निर्भर करता है: जब सी / डब्ल्यू> 1, डब्ल्यूसी-सह चरण सीमा पर मुक्त कार्बन अवक्षेपित होता है; जब C / W <1, मिश्र धातु के microstructure दोनों मामलों में है: एक तीन चरण क्षेत्र (WC + W + η) में है। यह अपरिहार्य है कि मिश्र धातु धीरे-धीरे ठंडा होने के बाद the चरण दिखाई देता है। यदि सीमेंट चरण में इतनी बड़ी मात्रा में of चरण मौजूद है, तो ब्रांच्ड क्रिस्टल दाने दिखाई देते हैं, और छोटे अनाज असमान रूप से वितरित होते हैं; यदि, चरण का एक बड़ा अनाज होता है, तो अनाज को एक लंबी दूरी से अलग किया जाता है, इसलिए ऐसी जानकारी है कि temperatures चरण उच्चतर तापमान बनना शुरू हो गया है।
अन्य मामले में, जब मिश्र धातु दो-चरण (WC + region) क्षेत्र में होती है, तो कम-मिश्र धातु मिश्रधातु के विलोपित होने के बाद, W मिश्र धातु को कोडिंग चरण से Co3W के रूप में उपसर्ग किया जाएगा। प्रतिक्रिया प्रक्रिया निम्न सूत्र द्वारा व्यक्त की जा सकती है। सह चेहरा केंद्रित घन → सह चेहरा केंद्रित घन + Co3W इसलिए, यह कम कार्बन दो-चरण WC-Co मिश्र धातु annealing के बाद तीन चरण (WC + γ + CoW) संरचना में तब्दील हो जाएगा। चित्रा 2 अलग-अलग annealing तापमान पर दो-चरण WC-Co मिश्र धातुओं के लिए W के विघटन घटता दिखाता है। वक्र तीन-चरण (WC + γ + CoW) मिश्र धातुओं में तब्दील दो-चरण मिश्र धातुओं के लिए महत्वपूर्ण तापमान वक्र है: वक्र तापमान के ऊपर दो-चरण वाले माइक्रोस्ट्रक्चर मिश्र धातु में परिणाम; वक्र के नीचे तापमान पर annealing Co3W युक्त तीन-चरण संरचना उत्पन्न करता है।

3. कठोरता मिश्र धातु के यांत्रिक गुणों पर गर्मी उपचार प्रक्रिया का प्रभाव

(1) WC पर अलग-अलग तापमानों पर अलग-अलग ठोस घुलनशीलता होने से ताकत पर प्रभाव, यह ठोस समाधान तापमान शमन और बाद में उम्र बढ़ने से बांधने की अवस्था के सख्त होने की संभावना प्रदान करता है। शमन WC की वर्षा और सह (सह सघन षट्कोणीय, सह मुख केंद्रित घन) के समरूप संक्रमण को रोक सकता है। यह बताया गया है कि 40% कोबाल्ट वाले मिश्र धातु की ताकत को शमन के बाद लगभग 10% बढ़ाया जा सकता है, लेकिन शमन के बाद 10% कोबाल्ट वाले मिश्र धातु की ताकत कम हो जाती है। यह देखते हुए कि आमतौर पर इंजीनियरिंग में उपयोग किए जाने वाले सीमेंटेड कार्बाइड में शामिल कोबाल्ट की मात्रा आम तौर पर 10% से 37% होती है, मिश्र धातु की ताकत पर गर्मी उपचार का प्रभाव बहुत कम है। तो किसी ने यह दावा करने की हिम्मत की कि शमन W-Co मिश्र के लिए ताकत बढ़ाने का एक तरीका नहीं है। एनीलिंग भी मिश्र धातु की ताकत में कमी का कारण बनता है, जैसा कि टेबल्स 1 और 3 में दिखाया गया है। टंगस्टन कार्बाइड के गुणों में निहित सह की मात्रा और अनाज की मोटाई के साथ भिन्न होता है, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।

अंजीर। 2 WC-10% सह दो चरण मिश्र धातु में टंगस्टन की ठोस घुलनशीलता वक्र है

Fig.3 WC-10% सह सामग्री की लचीली ताकत पर 800 डिग्री सेल्सियस पर annealing का प्रभाव

हार्ड मिश्र धातु की तालिका 2 ठेठ गर्मी उपचार प्रक्रिया

चित्रा 4 डब्ल्यूसी सीमेंटेड कार्बाइड के गुण सह और अनाज के आकार की मात्रा के साथ भिन्न होते हैं

अंजीर। 5 WC-Co मिश्र धातु बांधने की मशीन चरण की कठोरता और उम्र बढ़ने के बीच संबंध

अंजीर। 6 WC-Co मिश्र धातु की कठोरता और उम्र बढ़ने के बीच संबंध

4. हार्ड मिश्र धातु कोटिंग

हार्ड मिश्र धातु के पहनने के प्रतिरोध को और बेहतर बनाने के लिए, एक कठोर सामग्री जैसे कि टीवाईसी या टीआईएन को सतह पर वाष्प-जमा किया जा सकता है। कोटिंग सामग्री निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए:
1 इसमें कम तापमान और उच्च तापमान पर उच्च कठोरता होनी चाहिए।
2 में रासायनिक स्थिरता अच्छी है।
3 में पारगम्यता और कोई वायु छिद्र नहीं होना चाहिए।
4 संसाधित होने वाली सामग्री में कम घर्षण कारक होना चाहिए।
5 उपकरण शरीर के साथ मजबूती से बंधने के लिए। 6 यह किफायती और उत्पादन करने में आसान है। आज की दुनिया में, सीमेंटेड कार्बाइड भी काटने के उपकरण की मुख्य सामग्री है। यह नए नए साँचे, उपकरण और अन्य क्षेत्रों को मापने में अपने एप्लिकेशन शेयर का विस्तार कर रहा है।
संक्षेप में, यह मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में उपयोग किया जाता है:
1 लगातार काटने में बदल रहा है।
2 चाकू की गहराई में थोड़ा बदलाव के साथ प्रोफाइलिंग मोड़।
3 को कम तीव्रता वाले आंतरायिक वाहनों की आवश्यकता होती है।

4 स्टील या ग्रे कास्ट आयरन की हाई-स्पीड फेस मिलिंग।

लेपित सीमेंट कार्बाइड के फायदे कई हैं और संक्षेप में निम्नानुसार हैं:
1 अच्छी बहुमुखी प्रतिभा।
2 वर्कपीस काटने की सतह की सटीकता में सुधार कर सकते हैं।
3 एक ही उपकरण के जीवन में काटने की गति बहुत बढ़ जाती है।
4 एक ही काटने की गति पर, उपकरण का जीवन बढ़ाया जा सकता है।
(1) कोटिंग सामग्री अधिकांश विदेशी निर्माता लेपित आवेषण के लिए TiC कोटिंग का उपयोग करते हैं, इसके बाद TiN कोटिंग करते हैं। TiC-TiN समग्र कोटिंग और Ti (C • N) ठोस विलयन कोटिंग धीरे-धीरे बढ़ती गई। हाल के वर्षों में, कई नए मिश्रित कोटिंग्स भी विकसित किए गए हैं।
टीआईसी वर्तमान में एक आदर्श कोटिंग सामग्री है, इसके फायदे उच्च तापमान कठोरता, उच्च शक्ति, अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध और गड्ढा पहनने के प्रतिरोध हैं; इसका नुकसान यह है कि थर्मल विस्तार और शरीर का गुणांक बड़ा है, और साइड वियर प्रतिरोध खराब है। TiC कोटिंग की तुलना में, TiN कोटिंग के निम्नलिखित फायदे हैं: लेपित ब्लेड में काटने के दौरान गड्ढा बनाने की कम प्रवृत्ति होती है, और थर्मल विस्तार का इसका गुणांक सब्सट्रेट के करीब होता है, और थर्मल शॉक के लिए कम संवेदनशीलता होती है। और ट्यूमर बनने की संभावना नहीं है। विरोधी साइड पहनना अच्छा है, और इसे जमा करना और नियंत्रित करना आसान है। नुकसान यह है कि सब्सट्रेट को आसंजन कम ठोस है। टीक-टीएनएन समग्र कोटिंग और टीआई (सी • एन) ठोस समाधान कोटिंग 1970 के दशक में विकसित किए गए नए कोटिंग्स हैं और उत्पादन में सफलतापूर्वक लागू किए गए हैं।
समग्र कोटिंग हार्ड कोटिंग में एक आशाजनक भविष्य है।
(2) कोटिंग प्रक्रिया घर और विदेश में TiC कोटिंग आवेषण के उत्पादन की प्रक्रिया और उपकरण समान हैं। सामान्य विशेषता यह है कि इलाज किए गए कार्बाइड के आवेषण को एक बयान प्रतिक्रिया कक्ष में रखा जाता है, और फिर H2 का उपयोग वाहक के रूप में TiCl4 और मीथेन को प्रतिक्रिया कक्ष में पेश करने के लिए किया जाता है। बयान की प्रतिक्रिया। प्रतिक्रिया तापमान लगभग 1000 ° C पर नियंत्रित होता है। हीटिंग विधि लगभग हमेशा एक ही उच्च आवृत्ति प्रेरण हीटिंग है, और बयान दबाव ज्यादातर नकारात्मक दबाव है। यद्यपि सामान्य दबाव में एक अच्छी गुणवत्ता की कोटिंग जमा की जा सकती है, लेकिन नकारात्मक दबाव के जमाव का उपयोग अधिक कुशल होता है और कोटिंग अधिक समान और घनी होती है। विशेष रूप से जब बयान ब्लेड की संख्या बड़ी होती है, तो नकारात्मक दबाव बयान का उपयोग करने के फायदे विशेष रूप से महत्वपूर्ण होते हैं।
(3) कोटिंग की मोटाई घर और विदेश में उत्पादित कोटिंग आवेषण के लिए आमतौर पर TiC कोटिंग की मोटाई 5 ~ 8μm होती है। टीआईएन कोटिंग की मोटाई 8 ~ 12μm की सीमा में है। (4) कोटिंग मैट्रिक्स कोटिंग प्रदर्शन मैट्रिक्स संरचना से बहुत प्रभावित होता है, लेपित ब्लेड मैट्रिक्स निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए: 1 में प्लास्टिक विरूपण के लिए अच्छी क्रूरता और प्रतिरोध है। 2 में एक उच्च कठोरता है। 3 इसकी रासायनिक संरचना को कोटिंग सामग्री से मेल खाना चाहिए, और आपसी आसंजन दृढ़ होना चाहिए। 4 उच्च जमाव तापमान पर क्षतिग्रस्त नहीं है। 5 विस्तार का गुणांक कोटिंग सामग्री के समान है। 6 में अच्छी तापीय चालकता है। जब मशीनिंग स्टील सामग्री, WiC-TC-Co या WC-TiC-TaC-Co मिश्र धातु का चयन किया जाना चाहिए; जब मशीनिंग कच्चा लोहा या अलौह धातुओं, WC-Co मिश्र धातुओं का चयन किया जाना चाहिए। विभिन्न प्रसंस्करण सामग्री, कोटिंग मिश्र धातु मैट्रिक्स की आवश्यकताएं भी अलग हैं, जिसका अर्थ है कि कोटिंग को व्यक्तिगत भी होना चाहिए, किसी भी गर्मी उपचार प्रक्रिया एक रामबाण नहीं है, जब तक कि उनकी प्रभावशीलता को अधिकतम करने के लिए विशिष्ट परिस्थितियों में।

5. टूल और डाई प्रोडक्शन में सीमेंटेड कार्बाइड का अनुप्रयोग

(1) काटने के उपकरण के क्षेत्र में, सीमेंट कार्बाइड 800-1000 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान पर भी उत्कृष्ट काटने के प्रदर्शन को बनाए रखता है। यह उच्च तापमान पर तेजी से काटने के लिए उपयुक्त है और आर्थिक दक्षता में सुधार के लिए व्यावहारिक महत्व रखता है। इसलिए, यह धीरे-धीरे हाई-स्पीड टूल स्टील्स की जगह ले रहा है। उपकरण बनाओ। 2017 में, इसका न केवल व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया है, न केवल लाठ, योजनाकारों, बोरिंग चाकू, तीन-ब्लेड कटर, डाई कटर, और अंत मिलों में, बल्कि स्मार्ट निर्माण और औद्योगिक 4.0 के निरंतर प्रचार के साथ भी। व्यापक, भविष्य के उपकरण सामग्री की प्रतीक्षा में निस्संदेह कठोर मिश्र धातुओं की दुनिया है।
(२) सांचों के क्षेत्र में, विभिन्न प्रकार के वायर ड्राइंग डाई और वायर ड्राइंग डाई मूल रूप से सीमेंटेड कार्बाइड से बने होते हैं। जिपर दांत बनाने के लिए प्रगतिशील मरने के लिए YG8 और YG15 हार्ड मिश्र का उपयोग बड़े व्यास ड्राइंग मर जाता है और YG20C कठिन मर जाता है। बहु-स्थिति प्रगतिशील मरने के लिए मिश्र। गैर-चुंबकीय मोड आम तौर पर YG15 और YG20 सीमेंटेड कार्बाइड से बना होता है। YG8 नाइट्रोजन आयन प्रत्यारोपित वायर ड्राइंग डाई की सेवा का जीवन दोगुना से अधिक है। संक्षेप में, नए नए साँचे में सीमेंट कार्बाइड का अनुप्रयोग अधिक से अधिक आम होता जा रहा है। इसका उपयोग गेज और अन्य उपकरण उद्योगों में भी किया जाता है और इसका विस्तार से वर्णन नहीं किया जाएगा।

6। निष्कर्ष

हार्ड मिश्र धातु के उपयुक्त गर्मी उपचार के बाद, हालांकि यह थोड़ी कठोरता में सुधार कर सकता है, लेकिन अधिक गर्मी उपचार के समय को ध्यान में रखते हुए और झुकने की शक्ति के लिए हानिकारक है, इसलिए गर्मी उपचार में विशिष्टता की एक निश्चित डिग्री होनी चाहिए। सतह कोटिंग सीमेंटेड कार्बाइड के उपयोग के लिए नए रास्ते को मजबूत करता है, और कोटिंग सब्सट्रेट, सामग्री, प्रक्रिया और मोटाई को भी व्यक्तिगत किया जाना चाहिए।

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