तथाकथित पाउडर धातु विज्ञान विधि का उत्पादन करने के लिए मिश्र धातु के कच्चे माल का पाउडर बनाना है, और फिर पाउडर को उचित मात्रा में मिलाकर एक निश्चित आकार में दबाव और ठोस बनाना है। इन पाउडर के टुकड़ों को एक कम करने वाले वातावरण (उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन) में रखा जाएगा, एक मिश्र धातु बनाने के लिए गर्म और पाप किया जाएगा। यह एक धातुकर्म विधि है जो पिछली कास्टिंग विधि से बिल्कुल अलग है।
यहां संदर्भित सिंटरिंग को केवल दबाव और वार्मिंग की क्रिया द्वारा धातु क्रिस्टल अनाज के ढेर को बढ़ावा देने के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। हम मिश्र धातु संरचना के साथ पाउडर को कॉम्पैक्ट करने के लिए एक निश्चित मात्रा में दबाव लागू करते हैं। उच्च तापमान पर, घनिष्ठ रूप से संपर्क किए गए पाउडर एक दूसरे से चिपक जाते हैं और धीरे-धीरे एक उच्च घनत्व मिश्र धातु बनाने के लिए रिक्तियों को भरते हैं। इस समय का ताप तापमान मिश्र धातु घटक में कम पिघलने वाले घटक का पिघलने वाला तापमान होता है। इस प्रकार, मिश्र धातु पिंड को पूरे पाउडर घटक के गलनांक से नीचे के तापमान पर पाप किया जाता है। यह विधि गलाने और ढलाई की दो प्रक्रियाओं के संयोजन की विधि के समान है, और इसके गुण कास्ट मिश्र धातुओं के करीब हैं। लेकिन धातु विज्ञान की दृष्टि से यह मिश्र धातु की ढलाई की एक शाखा होनी चाहिए।
इस पाउडर धातु विज्ञान विधि द्वारा सीमेंटेड कार्बाइड का निर्माण किया जाता है। आम तौर पर, टंगस्टन, कार्बन, कोबाल्ट, टाइटेनियम और सेरियम जैसे पाउडर का उपयोग बैच मिश्रण के लिए किया जाता है, और फिर एक मिश्र धातु बनाने के लिए दबाया और पाप किया जाता है। इस प्रकार, इस धातुकर्म प्रक्रिया के उत्पाद को सिंटर्ड सीमेंटेड कार्बाइड या सीमेंटेड कार्बाइड मिश्र धातु के रूप में भी जाना जाता है। हाल के वर्षों में, पाउडर धातु विज्ञान के तरीके बहुत तेजी से विकसित हुए हैं। सीमेंटेड कार्बाइड, तेल-असर वाले मिश्र धातु, विद्युत संपर्क, धातु बंधुआ हीरे के पहिये, और विशेष सजावटी धातु उत्पाद सभी इस पाउडर धातु विज्ञान विधि द्वारा निर्मित होते हैं।
उदाहरण के लिए, 30 मिमी लंबाई के दबाए गए अर्द्ध-तैयार उत्पाद को अब 1000-1400 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है। लगभग 5 मिनट के लिए दबाए गए उत्पाद का वॉल्यूम परिवर्तन लगभग 30 डिग्री सेल्सियस पर चित्र 2-2 में दिखाया गया है। संकोचन आम तौर पर 1150 डिग्री सेल्सियस से शुरू होता है। 6% Co के मामले में, संकोचन बहुत नियमित रूप से होता है, लगभग 1320 डिग्री सेल्सियस पर समाप्त होता है। 10% Co के मामले में, 1180-1200 डिग्री सेल्सियस पर, संकुचन अस्थायी रूप से बाधित होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सिकुड़न तेजी से बढ़ती है, और जब तापमान 1300 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, तो यह संतुलन में आ जाता है।

धातुकर्म में पाउडर सिंटरिंग का सिद्धांत 1

इसके बाद, चूंकि कणों के संपर्क बिंदुओं की संख्या और संपर्क क्षेत्र में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है, प्रत्येक कण आसानी से अपने पास मौजूद अतिरिक्त ऊर्जा (मुक्त ऊर्जा) को मुक्त करने की स्थिति में है। इस प्रकार, लगभग 200 डिग्री सेल्सियस से, कोबाल्ट फैलना शुरू हो जाता है, जिस बिंदु पर सिंटरिंग का पहला चरण शुरू होता है। जब तापमान फिर से बढ़ता है, तो β-Co लगभग 490 °C पर -Co में बदल जाता है। 600 डिग्री सेल्सियस पर, कार्बन कोबाल्ट में फैलना शुरू हो जाता है और एक द्रव्यमान समाधान बन जाता है। टंगस्टन कार्बाइड के कण जितने महीन होंगे, या कोबाल्ट-लेपित टंगस्टन कार्बाइड जितने बेहतर होंगे, यह प्रसार घटना उतनी ही तेज होगी। इस प्रसार का वही प्रभाव है जो कॉम्पैक्ट के लिए मजबूत संपीड़न दबाव लागू करता है। हालांकि, तापमान वृद्धि के दौरान, इस तापमान पर लगभग कोई तरल चरण नहीं देखा जाता है।
हालांकि, इस तापमान के करीब, झुकने की ताकत काफी बढ़ जाती है। आमतौर पर, 6% कोबाल्ट की एक कठोरता मिश्र धातु को लगभग 1400 ° C के तापमान पर पाप किया जाता है। इस तापमान पर, WC धीरे-धीरे तरल चरण में घुल जाता है, और विशेष रूप से ठीक WC तेजी से घुल जाता है, और बड़े WC में तेज होने के कारण बड़ी सतह ऊर्जा होती है। कोने का हिस्सा। घुलने के बाद यह गोल होता है। नतीजतन, तरल चरण भाग अधिक से अधिक हो जाता है, और जैसे-जैसे प्रतिक्रिया उस दिशा की ओर बढ़ती है जिसमें मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है, मिश्र धातु सिकुड़ जाती है और छिद्र धीरे-धीरे कम हो जाते हैं। दूसरी ओर, जिस हिस्से में टंगस्टन कार्बाइड के कण एक-दूसरे के संपर्क में होते हैं, वहां आयतन प्रसार, विशेष रूप से सतह प्रसार की घटना होती रहती है। इस बात की भी संभावना है कि कार्बाइड के कण आपस में बंधे रहेंगे। इसके अलावा, WC स्थानीय रूप से तरल चरण से उस हिस्से में अवक्षेपित हो सकता है जहां टंगस्टन कार्बाइड एक दूसरे से संपर्क करता है। नतीजतन, विभिन्न कारणों ने टंगस्टन कार्बाइड अनाज के विकास को प्रेरित किया है, जिसके परिणामस्वरूप घना संरेखण हुआ है। हालांकि, तापमान और बढ़ जाता है, और जब यह 1600 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो उत्पाद के अंदर गैस उत्पन्न होती है, जिससे क्रिस्टल व्यवस्था का विस्तार होता है। ऐसा कहा जाता है कि SiO2 जैसी अशुद्धियों की उपस्थिति से गैस उत्पन्न होती है। इसके विपरीत, यदि तापमान कम किया जाता है, तो तरल चरण में घुले WC कण छोटे सतह ऊर्जा वाले WC कणों पर अवक्षेपित होते हैं। तरल चरण के ठोस अवस्था में गायब होने के बाद भी, टंगस्टन कार्बाइड तब तक अलग होता रहता है जब तक कि केवल 1% शेष न रह जाए।

धातुकर्म में पाउडर सिंटरिंग का सिद्धांत 2

सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान, कोबाल्ट में पिघल के रूप में मौजूद टंगस्टन कार्बाइड थोड़ी दूरी तक चलता है और अघुलनशील टंगस्टन कार्बाइड से बंध जाता है, ताकि कास्ट मिश्र धातु जैसी असमान संरचना न बने। बड़ी मात्रा में पर्लाइट युक्त स्टील अल्फा आयरन के कार्बन पिघल की वर्षा से वृद्ध और कठोर होता है। इसके विपरीत, सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान, WC कण प्रभावी न्यूक्लिएशन के रूप में कार्य करते हैं, इसलिए कोई उम्र सख्त नहीं होती है, जिससे संरचना एक समान और बहुत स्थिर होती है, गर्मी उपचार के प्रति संवेदनशील नहीं होती है, और कठोरता अपेक्षाकृत अधिक पर भी नहीं बदलती है। तापमान। चित्र 2-3 टूल स्टील, हाई-स्पीड स्टील, कास्ट एलॉय, स्टेलाइट एलॉय (Co-Cr-W), और WC+Co सीमेंटेड कार्बाइड की उच्च-तापमान कठोरता को दर्शाता है।

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