钢材知识

 钢材知识     |      2021-08-27

简单了解碳化钨(WC)硬质合金制粉工艺特性及参数


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硬质合金碳化钨(WC)粉末末是通过对钨(W)粉进行渗碳处理而获得的。硬质合金碳化钨(WC)粉末的特性(尤其是其粒度)主要取决于原料钨粉的粒度和渗碳的温度和时间。
其中化学控制至关重要,碳含量必须保持恒定(接近重量比为 6.13%的理论配比值)。为了通过后续工序来控制这些粉体粒度在渗碳处理之前添加少量的钒或铬。不同下游工艺条件和不同***终加工用途会采用特定的碳化钨(WC)粒度、碳含量、钒含量和铬含量的组合,通过这些组合的变化,产生各种不同的硬质合金碳化钨(WC)粉末。例如硬质合金碳化钨(WC)粉末生产商 ATI Alldyne 公司共生产 23 种标准牌号的硬质合金碳化钨(WC)粉末,而根据用户要求定制的硬质合金碳化钨(WC)粉末品种可达标准牌号硬质合金碳化钨(WC)粉末的 5 倍以上。
在将硬质合金碳化钨(WC)粉末与金属结合剂一起进行混合碾磨以生产某种牌号硬质合金粉料时,采用各种不同的组合方式。***常用的钴含量为 3%-25%(重量比),而在增强刀具抗腐蚀性的情况下,则加入镍和铬。此外还通过添加其他合金成分,达到进一步改良金属结合剂。例如在 WC-Co 硬质合金中添加钌从而使其可在不降低其硬度的前提下显著提高其韧性。增加结合剂的含量提高硬质合金的韧性但是却会降低其硬度。减小碳化钨(WC)颗粒的尺寸提高材料的硬度,这样可以在烧结工艺中的碳化钨(WC)的粒度必须保持不变。烧结时碳化钨(WC)颗粒通过溶解再析出的过程结合和长大。在实际烧结过程中,为了形成一种完全密实的材料,金属结合剂要变成液态(称为液相烧结)。通过添加其他过渡金属碳化物,包括碳化钒(VC)、碳化铬(Cr3C2)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和碳化铌(NbC),控制碳化钨(WC)颗粒的长大速度。这些金属碳化物通常是在将硬质合金碳化钨(WC)粉末与金属结合剂一起进行混合碾磨时加入,尽管碳化钒和碳化铬在对硬质合金碳化钨(WC)粉末进行渗碳时形成。利用回收的废旧硬质合金材料生产牌号硬质合金碳化钨(WC)粉末料。废旧硬质合金的回收和再利用在硬质合金行业已有很长历史,是该行业整个经济链的一个重要组成部分,它有助于降低材料成本、节约自然资源和避免对废弃材料进行无害化处置。废旧硬质合金一般可通过 APT(仲钨酸铵)工艺、锌回收工艺或通过粉碎后进行再利用。这些“再生”硬质合金碳化钨(WC)粉末通常具有更好的、可预测的致密性,因为其表面积比直接通过钨渗碳工艺制成的硬质合金碳化钨(WC)粉末更小。
硬质合金碳化钨(WC)粉末与金属结合剂混合碾磨的加工条件是至关重要的工艺参数。两种***常用的碾磨技术是球磨和超微碾磨。这两种工艺都能使碾磨的粉料均匀混合,并能减小颗粒尺寸。为使以后压制的工件具有足够的强度,能保持工件形状,并使操作者或机械手能拿起工件进行操作,在碾磨时通常还添加一种有机结合剂。这种结合剂的化学成分影响压制成工件的密度和强度。为了有利于操作再添加高强度的结合剂,防止这样会导致并可能会产生硬块,从而造成在***后成品中存在缺陷。完成碾磨后。通过有机结合剂的成分调节,以根据定制这些团块的流动性和装料密度。通过渗透技术筛选出较粗或较细的颗粒,还可以定制团块的粒度情况以确保其在装入模腔时具有良好的流动性。