Pulvermetallurgie und Wolframcarbid

In der modernen Industrie werden Hartmetallprodukte hauptsächlich durch Pulvermetallurgie hergestellt. Möglicherweise haben Sie viele Fragen zu Pulvermetallurgie und Wolframcarbid. Was ist Pulvermetallurgie? Was ist Wolframcarbid? Und wie wird Wolframcarbid pulvermetallurgisch hergestellt? In diesem langen Artikel erhalten Sie die Antwort.

Der Hauptinhalt dieses Artikels ist wie folgt:

1. Pulvermetallurgie

1.1 Kurze Einführung in die Pulvermetallurgie

1.2 Geschichte der Pulvermetallurgie

1.3 Pulvermetallurgisch herzustellender Werkstoff

1.4Herstellungsverfahren durch Pulvermetallurgie

2.Wolframcarbid

2.1Kurze Einführung von Wolframcarbid

2.2 Gründe für die Anwendung der Pulvermetallurgie

2.3 Herstellungsprozess von Wolframcarbid

3.Summary

1. Pulvermetallurgie

1.1 Kurze Einführung in die Pulvermetallurgie

Pulvermetallurgie ist ein Herstellungsverfahren zur Herstellung von Materialien oder Komponenten durch Verdichten des Pulvers in eine bestimmte Form und Sintern bei einer Temperatur unterhalb der Schmelzpunkte. Diese Methode wurde bis vor einem Vierteljahrhundert nicht als überlegener Weg zur Herstellung hochwertiger Teile anerkannt. Der Prozess von Wolframcarbid umfasst hauptsächlich zwei Teile: Einer verdichtet das Pulver in einer Form und der andere erhitzt den Pressling in einer schützenden Umgebung. Dieses Verfahren kann zur Herstellung zahlreicher pulvermetallurgischer Strukturbauteile, selbstschmierender Lager und Schneidwerkzeuge verwendet werden. Während dieses Prozesses kann die Pulvermetallurgie dazu beitragen, Materialverluste zu verringern und die Kosten der Endprodukte zu senken. Im Allgemeinen eignet sich die Pulvermetallurgie zur Herstellung von Produkten, die durch alternative Verfahren viel kosten oder einzigartig sind und nur durch Pulvermetallurgie hergestellt werden können. Einer der größten Vorteile der Pulvermetallurgie besteht darin, dass der Pulvermetallurgieprozess flexibel genug ist, um die Anpassung der physikalischen Eigenschaften eines Produkts an Ihre spezifischen Eigenschaften und Leistungsanforderungen zu ermöglichen. Zu diesen physikalischen Eigenschaften gehören die komplexe Struktur und Form, Porosität, Leistung, Verhalten bei Belastung, Absorption von Vibrationen, hohe Präzision, gute Oberflächenbeschaffenheit, große Serien von Stücken mit engen Toleranzen und besondere Eigenschaften wie Härte und Verschleißfestigkeit.

1.2 Geschichte der Pulvermetallurgie

Die Geschichte der Pulvermetallurgie beginnt mit Metallpulver. Einige Pulverprodukte wurden im dritten Jahrhundert v. Chr. In den ägyptischen Gräbern gefunden, und Nichteisen- und Eisenmetalle wurden im Nahen Osten gefunden und dann nach Europa und Asien verbreitet. Die wissenschaftlichen Grundlagen der Pulvermetallurgie wurden im 16. Jahrhundert von dem russischen Wissenschaftler Mikhail Lomonosov gefunden. Er ist der erste, der den Prozess der Umwandlung verschiedener Metalle wie Blei in pulverförmige Situationen untersucht hat.

Im Jahr 1827 stellte jedoch ein anderer russischer Wissenschaftler, Peter G. Sobolevsky, eine neue Methode zur Herstellung von Schmuck und anderen Gegenständen mit Pulvern vor. Zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts veränderte sich die Welt. Pulvermetallurgie-Technologien werden verwendet, und mit der Entwicklung der Elektronik stieg das Interesse. Nach der Mitte des 21. Jahrhunderts nahmen die pulvermetallurgisch hergestellten Produkte stark zu.

1.3 Pulvermetallurgisch herzustellende Werkstoffe

Wie wir bereits erwähnt haben, eignet sich die Pulvermetallurgie zur Herstellung von Produkten, die durch alternative Verfahren viel kosten oder einzigartig sind und nur durch Pulvermetallurgie hergestellt werden können. In diesem Teil werden wir ausführlich über diese Materialien sprechen.

A. Materialien, die durch einen alternativen Prozess viel kosten

Strukturteile und poröse Materialien sind Materialien, die bei anderen Methoden viel kosten. Strukturteile umfassen einige Metalle wie Kupfer, Messing, Bronze, Aluminium und so weiter. Sie können durch andere Verfahren hergestellt werden. Aufgrund der geringeren Kosten wird jedoch gerne pulvermetallurgisch gearbeitet. Poröse Materialien wie Öl zurückhaltenLager werden oft durch Pulvermetallurgie hergestellt. Auf diese Weise kann der Einsatz von Pulvermetallurgie die Anschaffungskosten reduzieren.

B. Einzigartige Materialien, die nur durch Pulvermetallurgie hergestellt werden können

Es gibt zwei Arten von einzigartigen Materialien, die nicht mit alternativen Methoden hergestellt werden können. Sie sind hochschmelzende Metalle und Verbundwerkstoffe.

Refraktäre Metalle haben hohe Schmelzpunkte und sind durch Schmelzen und Gießen schwierig herzustellen. Die meisten dieser Metalle sind auch spröde. Zu diesen Metallen gehören Wolfram, Molybdän, Niob, Tantal und Rhenium.

Was die Verbundmaterialien betrifft, gibt es verschiedene Materialien, wie z. B. elektrische Kontaktmaterialien, Hartmetalle, Reibungsmaterialien, Diamantschneidwerkzeuge, mehrere Schmiedeprodukte, weichmagnetische Verbundstoffe und so weiter. Diese Verbundstoffe aus zwei oder mehr Metallen sind unlöslich, und einige Metalle haben hohe Schmelzpunkte.

1.4Herstellungsverfahren durch Pulvermetallurgie

Der Hauptherstellungsprozess in der Pulvermetallurgie ist das Mischen, Kompaktieren und Sintern.

1.4.1 Mischung

Mischen Sie das Metallpulver oder die Metallpulver. Dieser Prozess wird in einer Kugelmühle mit Bindemetall durchgeführt.

1.4.2 Kompakt

Laden Sie die Mischung in eine Matrize oder Form und wenden Sie Druck an. Bei diesem Verfahren werden die Presslinge als grünes Wolframcarbid bezeichnet, was ungesintertes Wolframcarbid bedeutet.

1.4.3 Sintern

Erhitzen Sie das grüne Wolframcarbid in einer Schutzatmosphäre bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts der Hauptkomponenten, so dass die Pulverpartikel miteinander verschweißen und dem Objekt eine ausreichende Festigkeit für den vorgesehenen Verwendungszweck verleihen. Dies wird als Sintern bezeichnet.

2.Wolframcarbid

2.1Kurze Einführung von Wolframcarbid

Wolframcarbid, auch Wolframlegierung, Hartlegierung, Hartmetall oder Sintercarbid genannt, ist nach Diamant eines der härtesten Werkzeugmaterialien der Welt. Als Verbundstoff aus Wolfram und Kohlenstoff erbt Wolframcarbid die Vorteile der beiden Rohstoffe. Es hat viele gute Eigenschaften wie hohe Härte, gute Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit, Stoßfestigkeit, Haltbarkeit und so weiter. Sorten können auch dazu beitragen, die Leistung von Wolframcarbid selbst zu beeinflussen. Es gibt viele Absolventenserien wie YG, YW, YK und so weiter. Diese Sortenreihen unterscheiden sich von dem dem Wolframcarbid zugesetzten Bindepulver. Wolframcarbid der YG-Serie wählt Kobalt als Bindemittel, während Wolframcarbid der YK-Serie Nickel als Bindemittel verwendet.

Mit so vielen Vorteilen, die auf diese Art von Werkzeugmaterial konzentriert sind, hat Wolframcarbid breite Anwendungsmöglichkeiten. Wolframcarbid kann in vielen Arten von Produkten hergestellt werden, einschließlich Wolframcarbid-Knöpfen, Wolframcarbid-Stäben, Wolframcarbid-Platten, Wolframcarbid-Schaftfräsern, Wolframcarbid-Fräsern, Wolframcarbid-Klingen, Wolframcarbid-Stanzstiften, Wolframcarbid-Schweißverbundstäben und so weiter an. Sie können in großem Umfang als Teil von Bohrern für Tunnelbau, Graben und Bergbau verwendet werden. Und sie können als Schneidwerkzeug zum Schneiden, Fräsen, Drehen, Nuten usw. eingesetzt werden. Abgesehen von der industriellen Anwendung findet Wolframcarbid auch im täglichen Leben Verwendung, wie zum Beispiel die kleine Kugel in der Spitze des Gelschreibers.

2.2 Gründe für die Anwendung der Pulvermetallurgie

Wolframcarbid ist ein hochschmelzendes Metall, daher ist es mit gewöhnlichen Herstellungsverfahren schwierig zu verarbeiten. Wolframcarbid ist ein Werkstoff, der nur pulvermetallurgisch hergestellt werden kann. Außer Wolframcarbid enthalten Wolframcarbid-Produkte auch andere Metalle wie Kobalt, Nickel, Titan oder Tantal. Sie werden gemischt, in Formen gepresst und dann bei hohen Temperaturen gesintert. Wolframcarbid hat einen hohen Schmelzpunkt und sollte bei einer hohen Temperatur von 2000 °C gesintert werden, um die gewünschte Größe und Form zu bilden und eine hohe Härte zu erhalten.

2.3 Herstellungsprozess von Wolframcarbid

In der Fabrik wenden wir Pulvermetallurgie an, um Wolframkarbidprodukte herzustellen.Der Hauptprozess der Pulvermetallurgie besteht darin, die Pulver, Kompaktpulver und Sintergrünlinge zu mischen. In Anbetracht der besonderen Eigenschaften von Wolframcarbid, über die wir in 2.1 Kurze Einführung zu Wolframcarbid gesprochen haben, ist der Herstellungsprozess von Wolframcarbid komplexer. Die Einzelheiten sind wie folgt:

2.3.1 Mischen

Während des Mischens mischen die Arbeiter das hochwertige Wolframkarbidpulver und das Bindemittelpulver, bei dem es sich hauptsächlich um Kobalt- oder Nickelpulver handelt, zu einem bestimmten Anteil. Der Anteil wird durch die Qualität bestimmt, die die Kunden benötigen. Zum Beispiel gibt es 8 % Kobaltpulver im Wolframcarbid YG8. Unterschiedliche Bindepulver haben unterschiedliche Vorteile. Als häufigstes kann Kobalt die Wolframcarbidpartikel benetzen und sehr fest binden. Allerdings steigt der Kobaltpreis und Kobaltmetall wird immer seltener. Die anderen beiden Bindungsmetalle sind Nickel und Eisen. Wolframkarbidprodukte mit Eisenpulver als Bindemittel haben eine geringere mechanische Festigkeit als solche mit Kobaltpulver. Manchmal verwenden Fabriken Nickel als Ersatz für Kobalt, aber die Eigenschaften von Wolframkarbid-Nickel-Produkten sind geringer als die von Wolframkarbid-Kobalt-Produkten.

2.3.2 Nassmahlen

Die Mischungen werden in eine Kugelmühle gegeben, in der sich Wolframcarbid-Auskleidungen oder Edelstahlauskleidungen befinden. Während des Nassmahlens werden Ethanol und Wasser zugegeben. Die Korngröße der Wolframkarbidpartikel beeinflusst die Eigenschaften der Endprodukte. Im Allgemeinen hat Wolframcarbid mit einer größeren Korngröße eine geringere Härte.

Nach dem Nassmahlen wird die Aufschlämmungsmischung nach dem Sieben in den Behälter gegossen, was eine wichtige Maßnahme ist, um eine Kontamination mit Wolframcarbid zu verhindern. Die Aufschlämmung aus Wolframcarbid wird in dem Behälter aufbewahrt, um auf die nächsten Schritte zu warten.

2.3.3 Trockenspritzen

Dieser Prozess besteht darin, das Wasser und Ethanol im Wolframcarbid zu verdampfen und das Wolframcarbid-Mischpulver in einem Sprühtrocknungsturm zu trocknen. Dem Sprühturm werden Edelgase zugesetzt. Um die Qualität des endgültigen Wolframcarbids sicherzustellen, sollte die Flüssigkeit im Wolframcarbid vollständig getrocknet werden.

2.3.4 Sieben

Nach dem Trockensprühen sieben die Arbeiter das Wolframcarbidpulver, um mögliche Oxidationsklumpen zu entfernen, die das Verdichten und Sintern von Wolframcarbid beeinträchtigen.

2.3.5 Verdichten

Beim Kompaktieren stellt der Werker maschinell Grünlinge aus Wolframcarbid in verschiedenen Größen und Formen nach Zeichnung her. Grünlinge werden im Allgemeinen durch automatische Maschinen gepresst. Manche Produkte sind anders. Zum Beispiel werden Wolframcarbidstäbe durch Extrusionsmaschinen oder isostatische Trockenbeutelmaschinen hergestellt. Die Größe der Grünlinge ist größer als die der Wolframcarbid-Endprodukte, da die Presslinge beim Sintern schrumpfen. Während des Kompaktierens werden einige Formungsmittel wie Paraffinwachs hinzugefügt, um die erwarteten Kompaktate zu erhalten.

2.3.6 Sintern

Sintern scheint ein einfacher Prozess zu sein, da die Arbeiter die Grünlinge nur in den Sinterofen legen müssen. Tatsächlich ist das Sintern komplex und es gibt vier Stufen während des Sinterns. Sie sind die Entfernung des Formmittels und die Vorbrennstufe, die Festphasen-Sinterstufe, die Flüssigphasen-Sinterstufe und die Kühlstufe. Die Wolframcarbidprodukte schrumpfen stark während der Festphasen-Sinterstufe.

Beim Sintern sollte die Temperatur allmählich ansteigen, und die Temperatur erreicht ihren Höhepunkt in der dritten Stufe, der Flüssigphasen-Sinterstufe. Die Sinterumgebung sollte sehr sauber sein. Die Wolframkarbidprodukte werden während dieses Prozesses stark schrumpfen.

2.3.7 Endkontrolle

Bevor die Arbeiter die Wolframcarbid-Produkte verpacken und an die Kunden versenden, sollte jedes einzelne Stück Wolframcarbid-Produkt sorgfältig geprüft werden. Diverse Laborgerätewerden in diesem Prozess verwendet, wie z. B. ein Rockwell-Härteprüfgerät, ein metallurgisches Mikroskop, ein Dichteprüfgerät, ein Coercimeter und so weiter. Ihre Qualität und Eigenschaften wie Härte, Dichte, innere Struktur, Kobaltgehalt und andere Eigenschaften sollten überprüft und sichergestellt werden.

3.Summary

Als beliebtes und weit verbreitetes Werkzeugmaterial hat Hartmetall einen breiten Markt in der Fertigungsindustrie. Wie oben erwähnt, hat Wolframcarbid einen hohen Schmelzpunkt. Und es ist ein Verbundstoff aus Wolfram, Kohlenstoff und einigen anderen Metallen, sodass Wolframcarbid mit anderen traditionellen Methoden schwer herzustellen ist. Pulvermetallurgie spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Hartmetallprodukten. Durch die Pulvermetallurgie erhalten Hartmetallprodukte nach einer Reihe von Herstellungsprozessen eine Vielzahl von Eigenschaften. Diese Eigenschaften wie Härte, Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw. haben dazu geführt, dass Wolframcarbid in den Bereichen Bergbau, Schneiden, Bauwesen, Energie, Fertigung, Militär, Luft- und Raumfahrt usw. weit verbreitet ist.

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