Metalurgia do pó e carboneto de tungstênio

Na indústria moderna, os produtos de carboneto de tungstênio são feitos principalmente por metalurgia do pó. Você pode ter muitas perguntas sobre metalurgia do pó e carboneto de tungstênio. O que é metalurgia do pó? O que é carboneto de tungstênio? E como o carboneto de tungstênio é feito pela metalurgia do pó? Neste longo artigo, você obterá a resposta.

O conteúdo principal deste artigo é o seguinte:

1. Metalurgia do pó

1.1 Breve introdução da metalurgia do pó

1.2 História da metalurgia do pó

1.3Material a ser fabricado por metalurgia do pó

1.4 Processo de fabricação por metalurgia do pó

2. Carboneto de tungstênio

2.1 Breve introdução de carboneto de tungstênio

2.2 Motivos para aplicar metalurgia do pó

2.3 Processo de fabricação de carboneto de tungstênio

3.Summary

1. Metalurgia do pó

1.1 breve introdução da metalurgia do pó

A metalurgia do pó é um processo de fabricação para fabricar materiais ou componentes compactando o pó em uma determinada forma e sinterizando-o sob uma temperatura abaixo dos pontos de fusão. Este método não é reconhecido como uma forma superior de produzir peças de alta qualidade até um quarto de século atrás. O processo de carboneto de tungstênio inclui principalmente duas partes: uma é a compactação do pó em uma matriz e a outra é o aquecimento do compacto em um ambiente protetor. Este método pode ser usado para produzir muitos componentes estruturais de metalurgia do pó, rolamentos autolubrificantes e ferramentas de corte. Durante este processo, a metalurgia do pó pode ajudar a diminuir as perdas de material e reduzir o custo dos produtos finais. Geralmente, a metalurgia do pó é adequada para a fabricação daqueles produtos que custarão muito por processos alternativos ou que são únicos e só podem ser feitos por metalurgia do pó. Uma das maiores vantagens da metalurgia do pó é que o processo de metalurgia do pó é flexível o suficiente para permitir a adaptação das características físicas de um produto para atender às suas propriedades específicas e requisitos de desempenho. Essas características físicas incluem a estrutura e forma complexas, porosidade, desempenho, desempenho em tensões, absorção de vibrações, grande precisão, bom acabamento superficial, grande série de peças com tolerâncias estreitas e propriedades especiais como dureza e resistência ao desgaste.

1.2 História da metalurgia do pó

A história da metalurgia do pó começa com o pó de metal. Alguns produtos em pó foram encontrados nas tumbas egípcias no século III aC, e metais não ferrosos e ferrosos foram encontrados no Oriente Médio e depois se espalharam pela Europa e Ásia. Os fundamentos científicos da metalurgia do pó foram encontrados pelo cientista russo Mikhail Lomonosov no século XVI. Ele é o primeiro a estudar o processo de conversão de diversos metais, como o chumbo, em situações pulverulentas.

No entanto, em 1827, outro cientista russo Peter G. Sobolevsky apresentou um novo método de fazer jóias e outros itens com pós. No início do século XX, o mundo mudou. As tecnologias de metalurgia do pó são usadas e, com o desenvolvimento da eletrônica, o interesse aumentou. A partir de meados do século 21, os produtos produzidos pela metalurgia do pó aumentaram muito.

1.3Materiais a serem fabricados por metalurgia do pó

Como mencionamos anteriormente, a metalurgia do pó é adequada para fabricar aqueles produtos que custarão muito por processos alternativos ou são únicos e só podem ser feitos pela metalurgia do pó. Nesta parte, falaremos sobre esses materiais em detalhes.

A. Materiais que custam muito por um processo alternativo

Peças estruturais e materiais porosos são materiais que custam muito por outros métodos. As peças estruturais incluem alguns metais, como cobre, latão, bronze, alumínio e assim por diante. Eles podem ser fabricados por outros métodos. No entanto, as pessoas gostam de metalurgia do pó por causa do custo mais baixo. Materiais porosos, como retenção de óleorolamentos são muitas vezes feitos por metalurgia do pó. Desta forma, a aplicação da metalurgia do pó pode reduzir os custos iniciais.

B. Materiais exclusivos que só podem ser feitos por metalurgia do pó

Existem dois tipos de materiais únicos que não podem ser produzidos por métodos alternativos. São metais refratários e materiais compósitos.

Metais refratários têm altos pontos de fusão e são difíceis de produzir por fusão e fundição. A maioria desses metais também são frágeis. Tungstênio, molibdênio, nióbio, tântalo e rênio pertencem a esses metais.

Quanto aos materiais compósitos, existem vários materiais, como material de contato elétrico, metais duros, materiais de fricção, ferramentas de corte de diamante, vários produtos forjados, compostos magnéticos macios e assim por diante. Esses compósitos de dois ou mais metais são insolúveis e alguns metais possuem pontos de fusão elevados.

1.4 Processo de fabricação por metalurgia do pó

O principal processo de fabricação na metalurgia do pó é a mistura, compactação e sinterização.

1.4.1 Misturar

Misture o pó de metal ou pós. Este processo é realizado em uma fresadora de bolas com ligante de metal.

1.4.2 Compacto

Carregue a mistura em uma matriz ou molde e aplique pressão. Neste processo, os compactos são chamados de carboneto de tungstênio verde, o que significa carboneto de tungstênio não sinterizado.

1.4.3 Sinterização

Aqueça o carboneto de tungstênio verde em uma atmosfera protetora a uma temperatura abaixo do ponto de fusão dos componentes principais para que as partículas de pó se unam e confiram resistência suficiente ao objeto para o uso pretendido. Isso é chamado de sinterização.

2. Carboneto de tungstênio

2.1 Breve introdução de carboneto de tungstênio

O carboneto de tungstênio, também chamado de liga de tungstênio, liga dura, metal duro ou carboneto cimentado, é um dos materiais de ferramenta mais duros do mundo, apenas depois do diamante. Como um composto de tungstênio e carbono, o carboneto de tungstênio herda as vantagens das duas matérias-primas. Tem muitas boas propriedades, como alta dureza, boa resistência, resistência ao desgaste, resistência ao impacto, resistência ao choque, durabilidade e assim por diante. As classes também podem influenciar o desempenho do próprio carboneto de tungstênio. Existem muitas séries de graduados, como YG, YW, YK e assim por diante. Essas séries de graus são diferentes do pó aglutinante adicionado ao carboneto de tungstênio. O carboneto de tungstênio da série YG seleciona o cobalto como seu aglutinante, enquanto o carboneto de tungstênio da série YK usa o níquel como aglutinante.

Com tantas vantagens concentradas neste tipo de material de ferramenta, o carboneto de tungstênio tem amplas aplicações. O carboneto de tungstênio pode ser feito em muitos tipos de produtos, incluindo botões de carboneto de tungstênio, hastes de carboneto de tungstênio, placas de carboneto de tungstênio, fresas de carboneto de tungstênio, rebarbas de carboneto de tungstênio, lâminas de carboneto de tungstênio, pinos de perfuração de carboneto de tungstênio, hastes compostas de soldagem de carboneto de tungstênio e assim sobre. Eles podem ser amplamente utilizados como parte de brocas para escavação de túneis, escavação e mineração. E eles podem ser aplicados como uma ferramenta de corte para fazer corte, fresamento, torneamento, ranhuramento e assim por diante. Exceto para a aplicação industrial, o carboneto de tungstênio também pode ser usado na vida cotidiana, como a pequena bola na ponta da caneta gel.

2.2 Motivos para aplicar metalurgia do pó

O carboneto de tungstênio é um metal refratário, por isso é difícil de processar por métodos de fabricação comuns. O carboneto de tungstênio é um material que só pode ser fabricado pela metalurgia do pó. Exceto pelo carboneto de tungstênio, os produtos de carboneto de tungstênio também contêm outros metais, como cobalto, níquel, titânio ou tântalo. Eles são misturados, prensados ​​por moldes e depois sinterizados em altas temperaturas. O carboneto de tungstênio tem um alto ponto de fusão e deve ser sinterizado a uma alta temperatura de 2000°C para formar o tamanho e a forma desejados e obter alta dureza.

2.3 Processo de fabricação de carboneto de tungstênio

Na fábrica, aplicamos metalurgia do pó para fabricar produtos de carboneto de tungstênio.O principal processo da metalurgia do pó é misturar os pós, pós compactos e compactos verdes sinterizados. Considerando as propriedades especiais do carboneto de tungstênio sobre as quais falamos em 2.1 Breves introduções ao carboneto de tungstênio, o processo de fabricação do carboneto de tungstênio é mais complexo. Os detalhes são os seguintes:

2.3.1 Mistura

Durante a mistura, os trabalhadores misturam o pó de carboneto de tungstênio de alta qualidade e o pó aglutinante, que é principalmente pó de cobalto ou níquel, em uma certa proporção. A proporção é determinada pelo grau que os clientes estão solicitando. Por exemplo, há 8% de pó de cobalto no carboneto de tungstênio YG8. Diferentes pós aglutinantes têm vantagens diferentes. Como o mais comum, o cobalto é capaz de molhar as partículas de carboneto de tungstênio e ligá-las com muita força. No entanto, o preço do cobalto está aumentando e o metal cobalto é cada vez mais raro. Os outros dois metais de ligação são o níquel e o ferro. Produtos de carboneto de tungstênio com pó de ferro como aglutinante têm resistência mecânica menor do que com pó de cobalto. Às vezes, as fábricas usarão o níquel como substituto do cobalto, mas as propriedades dos produtos de carboneto de tungstênio-níquel serão menores do que os produtos de carboneto de tungstênio-cobalto.

2.3.2 Fresagem úmida

As misturas são colocadas em uma fresadora de bolas, na qual existem revestimentos de carboneto de tungstênio ou revestimentos de aço inoxidável. Durante a moagem úmida, etanol e água são adicionados. O tamanho do grão das partículas de carboneto de tungstênio afetará as propriedades dos produtos finais. De um modo geral, o carboneto de tungstênio com um tamanho de grão maior terá uma dureza menor.

Após a moagem úmida, a mistura de lama será despejada no recipiente após a peneiração, o que é uma medida importante para evitar a contaminação do carboneto de tungstênio. A pasta de carboneto de tungstênio é mantida no recipiente para aguardar as próximas etapas.

2.3.3 Pulverização a seco

Este processo consiste em evaporar a água e o etanol no carboneto de tungstênio e secar o pó da mistura de carboneto de tungstênio em uma torre de secagem por pulverização. Gases nobres são adicionados à torre de pulverização. Para garantir a qualidade do carboneto de tungstênio final, o líquido no carboneto de tungstênio deve ser completamente seco.

2.3.4 Peneiramento

Após a pulverização a seco, os trabalhadores peneiram o pó de carboneto de tungstênio para remover os possíveis grumos de oxidação, o que afetará a compactação e a sinterização do carboneto de tungstênio.

2.3.5 Compactação

Durante a compactação, o trabalhador usará máquinas para produzir compactos verdes de carboneto de tungstênio em diferentes tamanhos e formas de acordo com os desenhos. De um modo geral, os compactos verdes são prensados ​​por máquinas automáticas. Alguns produtos são diferentes. Por exemplo, hastes de carboneto de tungstênio são feitas por máquinas de extrusão ou máquinas isostáticas de saco seco. O tamanho dos compactos verdes é maior do que os produtos finais de carboneto de tungstênio, pois os compactos encolherão na sinterização. Durante a compactação, alguns agentes formadores, como cera de parafina, serão adicionados para obter os compactos esperados.

2.3.6 Sinterização

Parece que a sinterização é um processo simples porque os trabalhadores só precisam colocar os compactos verdes no forno de sinterização. Na verdade, a sinterização é complexa e há quatro estágios durante a sinterização. São eles a remoção do agente de moldagem e estágio de pré-queima, estágio de sinterização em fase sólida, estágio de sinterização em fase líquida e estágio de resfriamento. Os produtos de carboneto de tungstênio encolhem muito durante o estágio de sinterização em fase sólida.

Na sinterização, a temperatura deve aumentar gradativamente, e a temperatura atingirá seu pico na terceira etapa, a etapa de sinterização em fase líquida. O ambiente de sinterização deve ser muito limpo. Os produtos de carboneto de tungstênio encolherão muito durante este processo.

2.3.7 Verificação Final

Antes que os trabalhadores embalem os produtos de carboneto de tungstênio e os enviem aos clientes, cada peça de produto de carboneto de tungstênio deve ser inspecionada cuidadosamente. Vários equipamentos em laboratóriosserá usado neste processo, como um testador de dureza Rockwell, microscópio metalúrgico, testador de densidade, coercímetro e assim por diante. Sua qualidade e propriedades, como dureza, densidade, estrutura interna, quantidade de cobalto e outras propriedades, devem ser inspecionadas e asseguradas.

3.Summary

Como um material de ferramenta popular e amplamente utilizado, o carboneto de tungstênio tem um amplo mercado na indústria de manufatura. Como falamos acima, o carboneto de tungstênio tem um alto ponto de fusão. E é um composto de tungstênio, carbono e alguns outros metais, então o carboneto de tungstênio é difícil de fabricar por outros métodos tradicionais. Os machos da metalurgia do pó desempenham um papel importante na fabricação de produtos de carboneto de tungstênio. Por metalurgia do pó, os produtos de carboneto de tungstênio obtêm uma variedade de propriedades após uma série de processos de fabricação. Essas propriedades, como dureza, resistência, resistência ao desgaste, resistência à corrosão e assim por diante, tornaram o carboneto de tungstênio amplamente utilizado em mineração, corte, construção, energia, manufatura, militar, aeroespacial e assim por diante.

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