Čo neviete o procese spekania slinutého karbidu

Slinutý karbid je zložený z rôznych karbidov a prvkov železa. Typickými vlastnosťami týchto materiálov je, že môžu dosiahnuť takmer 100% teoretickú hustotu spekaním v kvapalnej fáze. Nízka zvyšková pórovitosť je po spekaní kľúčom k úspešnej aplikácii slinutého karbidu vo vysoko namáhaných pracovných podmienkach, ako je rezanie kovov, olejové vŕtacie korunky alebo formy na tvárnenie kovov.

Spekanie slinutého karbidu sa musí starostlivo kontrolovať, aby sa získala požadovaná mikroštruktúra a chemické zloženie. V mnohých aplikáciách sa slinutý karbid používa v spekanom stave. Povrch spekaných zliatin je často vystavený silnému treniu a namáhaniu. Vo väčšine aplikácií na obrábanie kovov hĺbka opotrebovania povrchu hlavy nástroja presahuje {{0}},2~0,4 mm a nástroj sa považuje za vyradený. Preto je veľmi dôležité zlepšiť vlastnosti povrchu slinutého karbidu. Existujú dve základné metódy spekania slinutého karbidu: jednou je spekanie vodíkom – riadenie zloženia dielov prostredníctvom kinetiky fázovej reakcie vo vodíku a pri normálnom tlaku, a druhé je vákuové spekanie – využívajúce vákuové prostredie alebo zníženie tlaku okolitého plynu na kontrolu. zloženie slinutého karbidu spomalením kinetiky reakcie.

Vákuové spekanie má širší rozsah priemyselných aplikácií. Niekedy sa na spekanie používa aj izostatické lisovanie za tepla a izostatické lisovanie za tepla. Tieto technológie majú významný vplyv na výrobu slinutého karbidu. Spekanie vodíka: Vodík je redukčná atmosféra, ale keď vodík reaguje so stenou spekacej pece alebo nosičom, zmení ostatné zložky a poskytne vhodný karburačný potenciál na udržanie termodynamickej rovnováhy so slinutým karbidom. V porovnaní s vodíkovým spekaním má vákuové spekanie nasledujúce výhody:

Po prvé, vákuové spekanie môže veľmi dobre kontrolovať zloženie produktu. Pri tlaku 1,3~133pa je výmenný pomer uhlíka a kyslíka medzi atmosférou a zliatinou veľmi nízky. Hlavným faktorom ovplyvňujúcim zmenu zloženia je obsah kyslíka v karbidových časticiach. Preto má vákuové spekanie výhodu pri priemyselnej výrobe spekaných slinutých karbidov. Počas spekania vodíka sa oxidačný potenciál atmosférického plynu v peci zvyšuje v dôsledku infiltrácie vodíka a reakcie vodíka s keramickými komponentmi pece. Vákuové spekanie nemá tieto problémy. Oxidačný potenciál v peci je nižší ako pri spekaní vodíka. Preto je vákuové spekanie vhodnejšie pre zliatiny obsahujúce karbid titánu, karbid tantalu a karbid nióbu, ktoré sú veľmi citlivé na oxidáciu.

Po druhé, vákuové spekanie môže flexibilne riadiť spekací systém, najmä rýchlosť ohrevu v štádiu ohrevu, aby vyhovoval potrebám výroby. Vákuové spekanie je prerušovaná operácia, ktorou je možné flexibilne upraviť požadovaný spekací systém, zatiaľ čo vodíkové spekanie je väčšinou kontinuálny proces spekania, ktorý dokáže presne regulovať teplotu každého spekacieho stupňa.

Izostatické spekanie za tepla: Izostatické spekanie za tepla sa niekedy nazýva aj pretlakové spekanie a tlakové spekanie. Spekacia pec je vlastne vákuová spekacia pec, ktorá môže byť natlakovaná. Aby sa zmenšili alebo odstránili zvyškové dutiny, keď sa v častiach vytvoria uzavreté póry pri teplote spekania, pec sa naplní inertným plynom, aby sa na ňu vytvoril izostatický tlak. Tlak argónu je 1,5 ~ 10 MPa, čo je oveľa nižšie ako horúci izostatický tlak v obvyklom zmysle. Špecifický proces spekania zahŕňa odstránenie maziva, redukciu oxidov a spekanie karbidových zliatin. Keď sa pri spekaní karbidov objavia uzavreté póry, nízkotlakový horúci statický tlak v peci sa zvýši na vyššiu úroveň. Izostatické lisovanie za horúca sa vykonáva v špeciálne navrhnutej vysokotlakovej nádobe, natlakovanej na 100 MPa pomocou argónu a teplota je približne rovnaká ako tradičná teplota spekania. Zvyčajne sa najskôr vykoná spekanie a potom sa vykoná izostatické lisovanie, aby sa eliminovalo malé množstvo zvyškových dutín, ktoré nemožno odstrániť bežnými procesmi spekania. Horúci izostatický lis je hlavnou kľúčovou investíciou. Ako krok následného spracovania spekania zvyšuje prevádzkové náklady, spotrebu energie a plynu a výrobné cykly. Slinutý karbid vyrobený izostatickým lisovaním za tepla má vlastnosti jemnej zrnitosti a nízky obsah, takže má vyššiu pevnosť. Avšak bez ohľadu na to, či sa použije izostatické spekanie za tepla alebo izostatické lisovanie za tepla, iba stanovením vhodného vzťahu medzi časom, teplotou a tlakom možno získať vyššiu pevnosť ako produkty vodíkového spekania a vákuového spekania.