Özet: Nano / ultra ince WC - Co çimentolu karbürlerin hazırlanması için iki anahtar faktör, yüksek kaliteli nano / ultra ince WC - Co kompozit tozların hazırlanması ve sinterleme sırasında tane büyümesinin kontrolüdür. Son yıllarda yurtiçinde ve yurtdışındaki araştırma ilerlemeleri nano / ultra ince WC - Co kompozit toz hazırlama yöntemleri ve nano / ultra ince WC - Co çimentolu karbür sinte-Ring teknolojileri üzerinde kapsamlı bir şekilde gözden geçirilmektedir. Ek olarak, nano / ultra ince WC - Co çimentolu karbürlerin gelişim beklentileri ve gelecekteki araştırma odağı da tartışılmaktadır. Anahtar kelimeler: çimentolu karbür, nano / ultra ince kristal; WC - Co kompozit tozu; Karbür, sert faz ve bağ metali (esas olarak Fe'ye atıfta bulunur), esasen WC, TiC, TaC, NbC, VC, Cr3C2, Mo2C vb. Bağlayıcı faz için, toz metalurjisi ile hazırlanan bir alaşım malzemesi. Yüksek hızlı çelik, elmas, seramik ve diğer malzemelerle karşılaştırıldığında, çimentolu karbür sadece iyi mukavemete sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda mükemmel tokluğa da sahiptir. En yaygın kullanılan araç malzemelerinden biridir ve Çin'in endüstriyel üretimini ve ulusal ekonomik gelişimini desteklemede rol oynar. Belirleyici bir rol. Nano / ultra ince taneli karbürler (alaşımdaki ortalama WC tane büyüklüğü 0,1 ila 0,6 μm olduğunda), geleneksel çimentolu karbürlerdeki sertlik ve tokluk arasındaki tutarsızlıkların yanı sıra daha fazla kırılganlık ve işlem yumuşamasının etkili bir şekilde üstesinden gelebilir. Sorun, yüksek sertlik ve tokluğun çift yüksek bir özelliğine sahip olmasıdır. Şimdi entegre devre kartlarını işlemek için mikro matkaplar, nokta vuruşlu yazıcı baskı iğneleri, genel delik işleme aletleri ve freze bıçakları gibi bir dizi yüksek kaliteli karbür ürün geliştirdi. , diş matkapları ve hassas kalıplar, vb, havacılık, hassas işleme, elektronik endüstrisi, hassas imalat ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Çimentolu karbür üretimi için toz metalurjisi yöntemi uygulandığından, adımlar arasında toz hazırlama, presleme ve sinterleme bulunmaktadır. Bu nedenle, nano / ultra ince taneli WC-Co çimentolu karbürlerin hazırlanması için iki anahtar faktör, yüksek kaliteli nano / ultra ince kristal tozlarıdır. Hazırlama ve sinterleme sırasında tane büyümesinin kontrolü. Bu yazıda, nano / ultra ince WC-Co kompozit tozların ve nano / ultra ince taneli karbür sinterleme tekniklerinin sentezi son yıllarda gözden geçirilmekte ve gözden geçirilmektedir. 1 nano / ultra ince WC-Co kompozit tozunun hazırlanması yöntemi WC- Ko-kompozit tozlar aşağıdaki gibidir: 1) WO 3, W tozu elde etmek üzere 700-900 ° C sıcaklık aralığında hidrojen indirgemesi ile elde edilir; 2) W tozu ve C tozu 1400 ila 1600 ° C sıcaklık aralığında karıştırılır. WC tozu elde etmek için karbonize edilmiştir; 3) WC tozu ve Co tozu karıştırılarak WC-Co kompozit tozu elde edildi. Geleneksel işlem yöntemi, nano / ultra ince WC-Co kompozit tozlarının hazırlanması için ideal bir yöntem değildir ve birçok dezavantajı vardır. Her şeyden önce, W ve C tozlarının yüksek karbonizasyon sıcaklığı tozların tane büyümesine kolayca neden olabilir ve parçacık boyutu dağılımının homojenliğini etkileyebilir. İkincisi, geleneksel süreçte tozların kalitesini etkileyen birçok faktör vardır ve toz özelliklerini kontrol etmek zordur. Son olarak, geleneksel yöntemler Uzun süreç akışı ve üretim döngüsü, yüksek üretim maliyetleri. Yaklaşık 20 yıllık gelişimden sonra, dünya çapında araştırmacıların aralıksız çabaları altında birçok yeni nano / ultra ince WC-Co kompozit toz hazırlama yöntemi geliştirilmiştir. Bunlar iki ana kategoriye ayrılabilir: yukarıdan aşağıya ve kendini aşağıdan yukarıya yaklaşım. Aşağıdan yukarıya yöntemi, nano / ultrafin kristal tozlarının, esas olarak çözelti yöntemini (sol-jel yöntemi, birlikte çökeltme yöntemi, sprey kurutma dönüştürme yöntemi) ve gaz fazı sentezini içeren mikroskobik seviyeden atomik veya moleküler seviyeden elde edilmesini ifade eder. . Hukuk vb. Yukarıdan aşağıya yöntem, nano / ultra ince kristal tozlarının, büyük parçacıklar gibi makroskopik bakış açılarından elde edilmesini ifade eder. Ana yöntemler arasında yüksek enerjili bilyalı öğütme ve benzerleri bulunur. Şekil 1 Nanokristal karbür WC-7Co ve WC-10Co1'in tane büyüklüğü. 1 Yüksek enerjili bilyalı frezeleme Geleneksel yüksek enerjili bilyalı frezeleme, hammadde tozlarının şarj edilmesini ve bilyaların bir bilyalı değirmen tankına öğütülmesini ve tozların öğütme bilyalarının etkisiyle ekstrüzyona zorlanması için etkisiz bir gaz verilmesini içerir - soğuk kaynak - tane inceltme için kırma işlemleri Nano / ultra ince WC-Co kompozit tozlarının hazırlanması. EL-ESKANDARANY MS hammadde olarak W tozu (d <196 μ m) ve C tozu (d <45 μ m) kullanır, bilyalı öğütme ortamı olarak çelik bilyalar kullanır ve 10: 1 bilya malzemesi oranında tam bilyalı öğütme elde edilir 120 saat boyunca. Nano tuvalet tozu. Bununla birlikte, nano / ultra ince WC-Co kompozit tozu üretmek için yüksek enerjili bilyalı öğütme kullanımı, uzun bilyalı öğütme süresinin, öğütme işleminden sonra saf olmayan tozun ve düşük iş verimliliğinin dezavantajlarına sahiptir. Geleneksel yüksek enerjili bilyalı öğütmenin eksikliklerinin üstesinden gelmek için, karbür bilyalar genellikle tozların kirlenmesini azaltmak için öğütme bilyaları olarak kullanılır. Aynı zamanda, Yüksek Enerji Çift Sürücülü Planet Değirmen, Mekanik-Kimyasal Sentez ve Entegre Mekanik ve Termal Aktivasyon gibi bazı yeni yüksek enerjili bilyalı öğütme işlemleri de geliştirilmiştir. esas olarak değirmen namlusunun dönüşünü ve devrimini birleştirir ve bilyalı öğütme işlemi sırasında üretilen yerçekimi hızlanma alanı sayesinde verimliliği arttırır. BUTLER BG ve diğ. sadece 10 saatte 0.8 μm WC ve WC-Co tozlarının partikül boyutunu 10-20 nm'ye düşürmek için yüksek enerjili çift sürücülü bir planet bilyalı değirmen kullandı.Mekanokimyasal sentez, bilyalı öğütme işlemi sırasında kimyasal reaksiyonların girişini ifade eder, böylece öğütme süresini kısaltır ve öğütme verimliliğini arttırır. Mekanokimyasal sentez esas olarak iki aşamaya ayrılır: ilk adım indirgeme ajanları olarak Mg ve Zn gibi aktif metalleri kullanmaktır ve karbon karası ve karbonizasyon ajanları olarak karbon içeren bazı organik maddeler WO 3 ile birlikte bilyalı değirmen tankına eklenir. Bilyalı öğütme işlemi büyük miktarda enerji ürettiğinden, W03 ilk olarak aktif metal ile W oluşturmak üzere reaksiyona girer ve daha sonra C, W ile reaksiyona girerek nano-WC üretir. İkinci adım, bilyalı öğütme tamamlandıktan sonra elde edilen tozu, saf nano WC tozu elde etmek üzere metal oksitleri çıkarmak için HC1 gibi asidik bir çözeltiye koymaktır. HO-SEINPUR A ve diğ. WO3, Zn ve C'yi bir bilyalı değirmen tankına yerleştirildi ve 36 saat boyunca bilyalı öğütmeden sonra, elde edilen toz, yaklaşık 20 nm'lik bir WC tozu elde etmek için 2 saat boyunca seyreltilmiş hidroklorik aside batırıldı. bilyalı öğütme işlemini indirgeme-karbonizasyon işlemiyle birleştiren yeni bir yöntem. Ana özelliği, indirgenme-karbonizasyon sıcaklığını azaltmak için yüksek enerjili bilyalı öğütme ile üretilen yüksek derecede aktif yüzeyi tam olarak kullanmak ve nano / Ultrafine WC-Co kompozit tozunu hazırlamaktır. SHAWLL vb. 1: 2.4: 0 ile devam eder. 7 (molar oran) 20 um'lik tungsten oksit, grafit ve kobalt oksit, 6 saatlik yüksek enerjili bilyalı öğütme için bir bilyalı değirmene konuldu ve daha sonra elde edilen toz, argon gazı altında 1000 ° C'de indirgeme-karbonizasyon reaksiyonuna tabi tutuldu. kristalleri elde etmek için koruma. 80 ila 200 nm tane büyüklüğüne sahip WC-Co kompozit toz. Song Xiaoyan'ın ekibi geleneksel mekanik ısıyla aktifleştirilmiş sentez yöntemini yeniden icat etti ve nano / ultra ince WC-Co kompozit tozlarının yerinde indirgenme-karbonizasyon sentezi için bilyalı öğütme ile elde edilen bileşik oksidi doğrudan bir vakumlu fırına koydu. Hazırlanan tozun parçacık boyutu dağılımı ve bileşimi eşittir ve parçacık boyutu 70 ila 500 nm arasında değişmektedir. 2 Yüzey aşınması Nano karbür ve sıradan çimentolu karbür SEM fotoğrafları 1. Çözelti yönteminde çözelti içinde çözülebilir tungsten tuzu, kobalt tuzu ve diğer hammaddeler bir çözeltiye atom veya molekül seviyesinde dağılmak üzere ilave edilir ve bir öncü toz belirli bir yöntemle hazırlanır; ve daha sonra öncü toz kurutulur, indirgenir, karbonize edilir, vb. bir nanometre hazırlamak için. / Ultra ince taneli WC-Co kompozit toz. Çözelti yöntemi ile elde edilen öncü tozda, her faz eşit olarak dağıtılır ve moleküler ve atomik seviyede bulunur ve indirgeme ve karbonizasyon sıcaklığını etkili bir şekilde azaltabilen, hazırlama süresini kısaltabilen ve nanoyu destekleyebilen yüksek bir kimyasal aktiviteye sahiptir. / ultra ince kristal. WC-Co Kompozit Tozlarının Hazırlanması. Çözelti yöntemi, sol-jel yöntemi, birlikte çökeltme yöntemi ve öncü toz elde etmek için farklı yöntemlere göre püskürtmeyle kurutma dönüştürme yöntemine ayrılabilir. Sol-jel yöntemi, çözünür tuzların hidroliz ve polikondansasyon işlemiyle yavaş yavaş yapışkan bir koloit öncüsü oluşturma ve daha sonra bir nano / ultra ince kristal kompozit toz elde etmek için kurutma ve sinterleme yöntemidir. HOLGATE MWR, çözeltinin pH değeri gibi sentez koşullarını kontrol ederek jel benzeri bir öncü elde etmek için hammadde olarak tungsten tuzu, kobalt tuzu ve çözünür organik karbon kullanır ve ardından kurutma yoluyla nano-WC-Co kompozit tozu elde eder, Ko-çökeltme yöntemi, tungsten tuzu ve kobalt tuzunun sıvı fazda ko-çökeltilmesiyle tungsten-kobalt kompozit öncülünün iyi bir dispersiyonunu hazırlamak ve daha sonra bir nano / ultra ince WC-Co kompoziti hazırlamaktır. indirgeme-karbonizasyon yoluyla toz. MAJH vb., 66% W (kütle fraksiyonu, aşağıda aynı) tungsten tuzu içerir ve 14 içerir. 42% Co'nun kobalt tuzu, hammadde olarak kullanıldı ve bir tungsten / kobalt kompozit öncü tozu, kimyasal bir ko-çökeltme yöntemi ile hazırlandı. daha sonra H2'de azalma ve yaklaşık 50 nm / Ultra ince WC-Co kompozit toz parçacık boyutuna sahip bir nanoparçacık elde etmek için bir CO / C02 atmosferinde karbonizasyon. Spreyle kurutma dönüşüm yönteminde, çözünür tungsten tuzu, kobalt tuzu, vb., bir tungsten-kobalt kompozit öncü tozu elde etmek üzere püskürtülerek kurutulacak bir çözelti içinde çözündürülür ve daha sonra indirgeme ve karbonizasyon aşamaları ile nano ölçekli bir WC-Co kompozit tozu elde edilir. Püskürtme dönüştürme yöntemi ilk olarak Rutgers Üniversitesi tarafından önerildi ve spesifik işlemi üç aşama içerir: 1) Çözülebilir tungsten tuzunu ve kobalt tuzunu yüksek saflıkta suda çözündürerek düzgün bir sulu çözelti elde edin; 2) Sulu çözeltiyi püskürtülerek kurutun. Çözücü içindeki çözünen, moleküler düzeyde eşit olarak dağıtılan bir öncü toz oluşturmak üzere hızla kristalleştirilir; 3) Prekürsör tozu H2 atmosferi altında indirgenir, ardından bir CO / C02 atmosferi altında akışkanlaştırılmış bir yatakta karbonizasyon reaksiyonu gelir. Bir nano / ultra ince WC-Co kompozit tozu elde edildi. Sprey kurutma teknolojisi ve akışkan yataklı ısıl işlem teknolojisi endüstriyel üretim teknolojileri olduğundan endüstriyel uygulama beklentileri olan bir teknolojidir. Yang Jiangao ekibi, geleneksel sprey kurutma dönüşüm yöntemini entegre etti ve yeniden icat etti, karmaşık akışkan yatak ekipmanını terk etti ve sabit bir yatağa geçti ve “iyon katmanı karıştırma, hızlı yağış ve düşük sıcaklık sentezi ile kompozit tozlar için yeni bir hazırlık teknolojisi geliştirdi. ”. Buna ek olarak, nano / ultra ince WC-Co kompozit tozların hazırlama işlemine yüksek aktiviteli yerinde karbon ve karbon termal reaksiyonunun tek aşamalı bir yöntemi eklenmiştir. Düzgün dağıtılmış yüksek aktiviteli yerinde karbon, reaksiyon sıcaklığını etkili bir şekilde azalttı ve kısaldı kristal taneleri bastırmak için reaksiyon süresi. Büyümüş, kontrollü bir yapıya ve performansa ve 100 nm'den daha az bir WC kristal tane boyutuna sahip bir nano / ultra ince WC-Co kompozit tozu hazırlamak için basit, hızlı, düşük maliyetli, endüstriyel olarak üretilebilen bir toz hazırlama yöntemi önerilmiştir. Geleneksel 8 adımdan 3 adıma kadar, karbonizasyon sıcaklığı geleneksel 1300 ° C'den 1000 ° C'ye düşürülür. Gaz fazı reaksiyon sentezi Gaz fazı reaksiyon sentezi yöntemi, termodinamik olarak dengesiz süper doymuş bir prekürsör gazının bir gaz durumunda fiziksel bir reaksiyona veya kimyasal reaksiyona maruz kaldığı ve topaklaştığı ve mikro partiküller oluşturmak için toplandığı ve soğuduğu süper ince bir toz hazırlamak için bir yöntemdir. . Termodinamik olarak dengesiz doymuş öncü yönteme göre, kimyasal buhar sentez yöntemi bir lazer ablasyon yöntemi, bir kıvılcım deşarj dönüştürme yöntemi, bir iyon püskürtme yöntemi, bir alev sentezi yöntemi, bir kimyasal buhar yöntemi ve bir termal plazma dönüştürme yöntemine ayrılabilir . Günümüzde, nano-WC-Co kompozit tozlarının hazırlanması için yaygın olarak kullanılan yöntemler arasında kimyasal buhar biriktirme ve termal plazma dönüşümü bulunmaktadır. sıcak duvar reaktörüne gaz. Metal klorürler, düşük buharlaşma sıcaklıkları nedeniyle ideal öncü malzemelerdir. RYUT ve diğ. öncül olarak WCl 6 ve CoCl2, indirgeyici ve karbonize edici gazlar olarak H2 ve CH4 ve partikül büyüklüğü (24 ± 1) nm olan nano-WC-Co kompozit tozlarını başarıyla elde etmek için taşıyıcı gaz olarak Ar gazı kullandı. Hazırlama işleminde, Co3W3C, WCl6 ve CoCl2 gibi karbon eksik fazların oluşumunu önlemek için, sırasıyla 440 ve 1400 ° C reaktör sıcaklıklarında beslendi ve ortaya çıkan kompozitte neredeyse hiç karbon eksikliği fazı yoktu Sıcak plazma dönüştürme yöntemi, bir plazmanın bir ısı kaynağı olarak kullanıldığı ve gazlaştırılmış öncünün ve indirgenmiş karbonize gazın, birleşik bir toz elde etmek üzere karşılıklı indirgenmelerini ve karbonizasyonlarını teşvik etmek için atom seviyelerine dönüştürüldüğü bir yöntemdir. SOHN HY ve diğ. 30 nm WC1-x tozu hazırlamak için bir indüksiyon plazma aparatında termal plazma dönüşümünü gerçekleştirmek için hammadde olarak WCl 6, AMT ve C2H4 kullandı, bunu 900 sıcaklıkta bir H2 / CH4 atmosferi izledi ° C. 100 nm saf WC tozu elde etmek için ısıl işlem gerçekleştirilmiştir.2 Nano / Ultrafine WC-Co Çimentolu Karbür Sinterleme Teknolojisi Sinterleme, çimentolu karbürün hazırlanmasında son adımdır. Sinterleme, ürün performansı üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir ve bu değişiklik geri döndürülemez ve bu nedenle çimentolu karbür üretimi sürecinde belirleyici bir rol oynar. aynı zamanda sinterleme işlemi sırasında tanelerin büyüme davranışını da kontrol eder. Geleneksel boyuttaki tozlarla karşılaştırıldığında, nano / ultra ince WC-Co kompozit tozlar, küçük boyut efektleri, yüzey ve arayüz etkileri ve diğer faktörler nedeniyle özel sinterleme davranışı sergiler. Sinterleme işleminin termodinamik itici kuvveti esas olarak yüzey enerjisinin azaltılmasıdır, ancak nano / ultra ince WC-Co kompozit tozu sinterleme için büyük bir yüzey enerjisine ve büyük bir itici güce sahiptir ve yoğunlaştırma işlemi daha düşük bir seviyede gerçekleştirilebilir. sıcaklık. Aynı zamanda, nano / ultra ince WC-Co kompozit tozları yüksek aktiviteye sahiptir ve sinterleme işlemi ve çözünme-çözünme süreçleri sırasında kristal tanelerinin toplanmasına eğilimli olup, tanelerin büyümesini çok kolaylaştırır. MA-HESHWARIP ve diğ. sinterleme işlemi sırasında farklı partikül boyutlarına sahip nano / ultra ince WC-Co kompozit tozların yoğunlaştırma davranışını incelemiştir. WANG X ve diğ. Hammadde olarak 10 nm'lik bir parçacık boyutuna sahip WC-10Co (kütle fraksiyonu) kullandı ve sıcaklığın tane büyümesi üzerindeki etkisini incelemek için vakumlu bir fırında sinterledi. Sonuçlar sıcaklıktaki artışın tane uzunluğunda önemli bir artışa neden olduğunu göstermiştir. Sıcaklık ne kadar büyük olursa, artış o kadar yüksek olur. Sinterleme sıcaklığı 1300 ° C olduğunda, tane boyutu 10 nm'den yaklaşık 380 nm'ye büyür, bu 38 kat artar. FANGZG ve diğ. sinterlemenin ilk 5 dakikası boyunca nanopowder'ın hızla geliştiğini bulmuştur. Son yıllarda, sinterleme işleminde nano / ultra ince WC-Co kompozit tozlarının büyüme davranışını etkili bir şekilde kontrol etmek için, gaz basıncı sinterleme, sıcak pres sinterleme, mikrodalga sinterleme ve kıvılcım plazma sinterleme gibi bazı yeni sinterleme işlemleri geliştirilmiştir. 2. Gaz basıncı sinterleme Gaz giderme işleminin sonunda, gaz basıncı sinterlemesi, kompakt yüzeydeki gözeneklerin kapalı olması ve kobalt fazının sıvı fazda mevcut olduğu koşullar altında gerçekleştirilir. Basınç ortamı olarak inert gaz kullanılarak, alaşımın yoğunlaşmasını desteklemek için alaşıma sıcak izostatik presleme uygulanır. Gaz basıncı sinterleme, kobalt fazının akışını teşvik etmek ve ürünün gözeneklerini ve kobalt havuzlarını ortadan kaldırmaya yardımcı olan Co'nun yüksek sıcaklık uçuculuğunu bastırmak için vakum sinterleme ve sıcak izostatik preslemeyi etkili bir şekilde birleştirir, böylece alaşım ince ve düzgün bir yapıya sahiptir. ve performans büyük ölçüde artırıldı. Geleneksel sıcak izostatik presleme ile karşılaştırıldığında, gaz basıncı sinterleme basıncı, sıcaklığın izostatik basıncının sadece 1/10 veya daha azına eşdeğerdir, bu da ekipman üretim maliyetlerini ve bakım maliyetlerini büyük ölçüde azaltır. Du Wei ve arkadaşları, vakum sinterleme ve gaz basınç sinterlemesinin WC-2.5% Co çimentolu karbürün performansı üzerindeki etkilerini karşılaştırmak için, 0.53 μm parçacık boyutuna sahip bir nano / ultra ince WC tozu ve hammadde olarak küresel bir Co tozu kullandılar. Deneysel sonuçlar, gaz basıncı sinterlemesinin alaşımın gözenekliliğini azaltabildiğini ve anormal tane büyümesini baskılayabildiğini göstermektedir. Alaşımın eğilme mukavemeti 1800 MPa'dan 2250 MPa'ya yükselir. Wei Chongbin ve diğerleri, nano / ultra ince WC-10Co kompozit tozunun yerinde indirgeme / karbonizasyon yöntemini, 1420 ° C'de alaşımın mikro yapısı ve özellikleri üzerindeki vakum sinterleme ve gaz basıncı sinterlemesinin etkilerini karşılaştırmak için hammadde olarak kullandılar. h. Sinterleme basıncı 2 MPa'dır. Sonuçlar, gaz basıncı sinterlemesinin alaşımın performansını büyük ölçüde artırabildiğini ve kırılma tokluğunu 10.2MPa • m1 / 2'den 13'e yükseltebildiğini göstermektedir. 6MPa • m1 / 2 Shi Xiaoliang ve diğerleri, sprey dönüştürme yöntemiyle hazırlanan WC-10Co kompozit tozlarını kullandı hammadde olarak ve 48 saat boyunca öğütmeden sonra WC-10Co-0.4VC-0 üretti. 4Cr3C2 kompozit toz; akabinde gaz basıncı sinterleme, 320 ° C'de 1 saat sinterleme işlemi, basınç 5'tir. 5 MPa'da elde edilen alaşım yüksek mekanik özelliklere sahiptir ve HRA sertliği 92.8'dir, yoğunluk 3780 MPa'dır. Önceki araştırma sonuçlarından, gaz basıncı sinterlemesi ile elde edilen nano / ultra ince taneli sert alaşımın tane boyutunun küçük olduğu, yapının eşit olduğu ve tokluğun da çok iyi olduğu görülebilir. Günümüzde endüstriyel olarak üretilen bir nano / ultra ince kristal sert alaşım haline gelmiştir. Ana sinterleme yöntemlerinden biri. 2 sıcak pres sinterleme Sıcak pres sinterleme, presleme ve sinterleme işlemlerini etkili bir şekilde birleştiren ve basıncı ve sıcaklığın birleşik etkisi altında alaşımı hızla yoğunlaştıran bir yöntemdir. Geleneksel presleme ve sinterleme işlemleriyle karşılaştırıldığında, sıcak pres sinterleme şekillendirme ajanları ekleme ihtiyacını ortadan kaldırabilir ve safsızlıkların girişini azaltabilir; tozların plastisitesi ve akışkanlığı, ısı presleme koşulları altında büyük ölçüde geliştirilir ve alaşımların yoğunlaştırılması teşvik edilir ve sinterleme sıcaklığı, nispeten düşük bir sıcaklıkta azaltılabilir. Kısa bir sinterleme süresi içinde tamamen yoğun bir alaşım elde edilir. Li Zhixi et al. hammadde olarak nano / ultra ince WC tozu (0.81 μm) ve Co tozu (1.35 μm) ve gezegensel yüksek enerjili bilyalı öğütme yoluyla tahıl büyüme inhibitörleri olarak Cr3C2 ve VC kullandı. Hazırlanan parçacık boyutu 0'dan küçüktür. 3 um WC-Co kompozit tozu daha sonra sıcak preslendi ve sıcak pres sinterlemesinin numune performansı üzerindeki etkisini incelemek için sinterlendi. Sonuçlar, düzgün bir mikroyapıya ve 0.8 μm'den küçük ortalama tane boyutuna sahip WC-10Co çimentolu karbürün, 1 400 ° C'de, 2 saat sıcaklıkta ve 30 MPa basınçta sıcak pres sinterleme ile elde edildiğini gösterdi. Tane büyüklüğü arttırıldı. İnhibitör Cr3C2 +0. 4VC mikro sertlik değeri 56GPa. Zhu Qikou ve diğ. hammadde olarak yüksek sıcaklık altında yerinde indirgeme ile hazırlanan 300 nm çapında WC - 6Co kompozit tozları kullandı ve bunları 20 MPa için 1200 ° C'de sıcak pres sinterleme ile uyguladı ve sıcak tuttu. Nano / Ultrafine WC-6Co Çimentolu Karbürün Hazırlanması. Sonuçlar, sıcak pres sinterlemesinin alaşım gözeneklerini etkili bir şekilde azaltabildiğini ve tahıl büyümesini engelleyebildiğini göstermektedir. Alaşımdaki WC'nin ortalama tane büyüklüğü 600 nm'dir ve dağılım eşittir. HRA sertliği 93 ve enine kırılma mukavemeti 1530 MPa'dır. Liu Xuemei ve diğerleri hammadde olarak WO 3 tozu, Co3O4 tozu ve karbon siyahı tozunu kullandılar, önce bir vakumlu ısıl işlem fırında ön işleme tabi tutuldular ve daha sonra 20 MPa'lık bir basınç altında 1 370 ° C'lik bir sıcaklıkta nano kompozit kullandılar. 1,5 h. İnce taneli WC - Co tipi karbür. Sonuçlar, hazırlanan çimentolu karbürün ortalama tane büyüklüğü 0.813 μm, HRA sertliği ve kırılma tokluğu sırasıyla 92.5 ve 8.44 MPa • m1 / 2 olan yüksek yoğunluklu ve saf WC ve Co fazlarına sahip olduğunu göstermektedir. Yukarıdaki araştırma sonuçlarından, sıcak pres sinterlemesinden sonra alaşımın tokluğunun genellikle düşük olduğu görülebilir, çünkü esas olarak eksenel basınç sadece sıcak pres sinterleme işlemi sırasında uygulanabilir, böylece çeşitli parçaların yapısı Anizotropi, alaşımın daha düşük bir tokluğuna yol açar ve alaşımın servis ömrünü etkiler. Mikrodalga sinterleme, sinterleme ve yoğunlaştırma elde etmek için tüm sinterlenmiş gövdeyi sinterleme sıcaklığına ısıtmak için mikrodalga elektromanyetik alanındaki malzemenin dielektrik kaybını kullanan yeni bir hızlı sinterleme teknolojisidir. Mikrodalga enerjisi, sinterlenmiş malzemenin içindeki atomların, moleküllerin veya iyonların kinetik enerjisini arttırdığından, malzemenin sinterleme aktivasyon enerjisi azalır, bu da sinterleme sıcaklığının düşürülmesinde ve sinterleme süresinin kısaltılmasında avantajlıdır. Aynı zamanda, mikrodalga ısıtma hızlı ısıtma ve hızlı sıcaklık azaltma özelliklerine sahiptir, böylece mikrodalga sinterleme ile hazırlanan malzemeler düzgün mikroyapı ve incelik, iyi tokluk ve benzeri özelliklere sahiptir. Yüksek tarafından hazırlanan WC-10Co kompozit toz -enerji topu öğütme tüm pik için hammadde olarak kullanıldı ve sert alaşım hazırlamak için mikrodalga sinterleme işlemi kullanıldı. Deneysel sonuçlar, mumlama süresinin ve sinterleme sıcaklığının alaşımın özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu, bekletme süresi ve ısıtma hızının alaşımın özellikleri üzerinde çok az etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Sonuçlar, 20 dakikalık bir mum alma süresinde ve 1320 ° C'lik bir sinterleme sıcaklığında elde edilir. Alaşımlı taneler, 14 ve 32 g / cm3 yoğunluğa, HV30 16 sertliğine sahip, ince ve homojendir. 11GPa, 9'a kadar kırılma tokluğu. 78MPa • m1 / 2 Lu ve diğ. tutma süresinin mikrodalga sinterlenmiş WC-8Co çimentolu karbürün tane büyümesi üzerinde çok az etkisi olduğunu buldu. BAO R ve diğ. WC ve Co tozunu 0,15 μm partikül büyüklüğünde karıştırmak ve sıkıştırmak için bir planet bilyalı öğütme yöntemi, ardından mikrodalga sinterlemesi kullanmıştır. Sonuçlar, mikrodalga sinterlemesinin hızlı yoğunlaştırma özelliklerine sahip olduğunu göstermektedir. Sinterlemeden sonra, alaşımın yüzeyinde dekarburize faz oluşur. Karıştırma sırasında belirli bir miktarda karbon karası eklenmesi, alaşım yüzeyinin karbonsuzlaşmasını önleyebilir ve alaşımın performansını etkili bir şekilde artırabilir. Alaşımın HRA sertliği, toplam 6.08% karbon içeriğine sahip bir kompozit toz kullanılarak mikrodalga sinterlemesinden sonra 93.2'ye ulaştı. Mikrodalga sinterleme, kısa sinterleme süresi, hızlı ısıtma hızı, ince ve düzgün tane boyutu ve mükemmel mekanik özellikler avantajlarına sahip olmasına rağmen, mikrodalga sinterleme, malzemeler için güçlü bir seçiciliğe sahiptir ve termal kaçak ve düzensiz ısıtmaya eğilimlidir. Malzeme özellikleri. Aynı zamanda, yüksek güçlü mikrodalga fırınların hazırlanması hala endüstriyel bir sorundur. Şu anda, ana araştırma hala okullarda ve araştırma enstitülerinde yoğunlaşmıştır ve henüz büyük ölçekli endüstriyel üretim oluşmamıştır.2. Deşarj plazma sinterlemesi Deşarj plazma sinterlemesi, toz parçacıkları arasında doğrudan basınç ve DC darbe akımının uygulanmasıdır. Mekanik basınç, deşarj nabız basıncı ve anlık yüksek sıcaklık alanının kombine etkisi altında, sinterlenmiş vücut parçacıkları kendiliğinden ısı üretir ve hızlı yoğunlaştırma elde etmek için parçacıkların yüzeyini aktive eder. Yeni bir tür sinterleme işlemi. Kıvılcım plazma sinterleme, hızlı ısıtma hızı, kısa sinterleme süresi ve düşük sinterleme sıcaklığı avantajlarına sahiptir, bu da hazırlık döngüsünü kısaltmaya ve kristal tanelerinin büyümesini bastırmaya yardımcı olur. Elde edilen sinterlenmiş gövde ince mikroyapı kontrol edilebilir, ince tane boyutu ve düzgün dağılım ve mükemmel genel performansa sahiptir. . Yerinde indirgeme-karbonizasyon işlemi ile hazırlanan GAO Y ve diğer nano-WC-10Co kompozit tozları hammadde olarak kullanıldı, tahıl büyüme inhibitörü olarak VC kullanıldı ve bir sinterlemede karbon dağılımını incelemek için kıvılcım plazma sinterlemesi kullanıldı 1 130 ° C sıcaklık ve 60 MPa'lık bir basınç. Sinterlenmiş plazma semente karbür performansının hacminin etkisi. Sonuçlar, karbon miktarının alaşımın fazı, yapısı ve özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Optimum karbon tahsisi altında, alaşım 20.50GPa ve 14'e ulaşan sertlik ve kırılma tokluğu ile düzgün yapı ve saf faz özelliklerine sahiptir. 5MPa • m1 / 2 Hao Quan et al. deşarj plazma sinterlemesi için hammadde olarak sprey dönüştürme işlemi ile hazırlanan 250 nm tane büyüklüğüne sahip WC-10Co kompozit tozunu kullandı ve sinterleme sıcaklığı ve atmosferinin etkisini inceledi. Sonuçlar, sinterleme sıcaklığının arttığını, fırındaki basıncın düştüğünü, kobalt fazının buharlaştığını ve alaşımın denge fazından saptığını göstermektedir. 5 dakika boyunca 1 250 ° C'de sinterlenen WC-10.10Co kompozit tozunun Co içeriği 10.02% olur. LIU WB ve diğ. deşarj plazma proses parametrelerinin alaşımın mikro yapısı ve özellikleri üzerindeki etkisini tam olarak incelemiştir. Sonuçlar kıvılcım plazma sinterleme işlemi sırasında nano / ultra ince WC-Co kompozit tozunun yoğunlaşma başlangıç sıcaklığının yaklaşık 804 ° C olduğunu göstermektedir. 92.6, 12 MPa • m1 / 2 ve 2280 MPa yüksek performanslı sert malzemelerin HRA sertliği, kırılma tokluğu ve enine kopma mukavemeti, 1 325 ° C sinterleme sıcaklığı, 50 MPa basınç, ve tutma süresi 6 ila 8 dakikadır. alaşım. Kıvılcım plazma sinterlemesi, sinterleme işleminde partiküllerin plastik akışına ve yüzey difüzyonuna elverişli özel bir DC darbe voltajına sahiptir ve malzeme nispeten düşük bir sıcaklıkta ve kısa sürede hızla yoğunlaştırılır. Gelecek vaat eden yeni bir teknolojidir. , dünyada yaygın olarak incelenmiştir. Bununla birlikte, kıvılcım plazma sinterlemesi karmaşık yapıların sinterlenmesi için zordur ve büyük ölçekli endüstriyel uygulama hala keşif aşamasındadır. 3 Nano WC-7Co tırmık yüzünün aşındırıcı aşınma izleri 4 Farklı yükler altında nano karbür ve sıradan semente karbürün sürtünme katsayısı 3 Sonuç Nano / ultra ince kristal semente karbür, yüksek performanslı, katma değeri yüksek semente karbür ürünüdür. Sanayileştirilebilen nano / ultra ince taneli karbür ürünlerinin geliştirilmesi, Çin'deki çimentolu karbür endüstrisinde çözülmesi gereken sorunlardan biri haline gelmiştir. Çin'in sert alaşım endüstrisinin sağlıklı gelişimini teşvik etmek büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda, ulusal politikanın güçlü desteği altında, Çin'de nano / ultra ince WC-Co kompozit tozlarının hazırlanması bir atılım yaptı ve yüksek performanslı nano / ultra ince WC-Co kompozit tozları yavaş yavaş sanayileşti. Bununla birlikte, özellikle 0,2 μm'den daha küçük bir parçacık boyutuna sahip nano / ultra ince kristalli çimentolu karbürlerin büyük ölçekli üretimi için, istikrarlı kalitede ve güvenilir ürünlerle yüksek performanslı nano / ultra ince kristalli çimentolu karbürler üretmek için, hala alaşımla ilgili hazırlama işlemlerinin araştırma ve geliştirmesini arttırmak için gereklidir.
Kaynak: Meeyou Carbide

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

tr_TRTürkçe