Mitä et tiedä kovametallisintrausprosessista

Sementoitu kovametalli koostuu erilaisista karbideista ja rautaelementeistä. Näiden materiaalien tyypilliset ominaisuudet ovat, että ne voivat saavuttaa lähes 100 % teoreettisen tiheyden nestefaasisintrauksella. Sintrauksen jälkeen alhainen jäännöshuokoisuus on avain kovametallin onnistuneeseen levittämiseen kovassa rasituksessa, kuten metallin leikkaamisessa, öljynporausterissä tai metallin muovausmuoteissa.

Sementtikarbidin sintrausta on valvottava huolellisesti halutun mikrorakenteen ja kemiallisen koostumuksen saavuttamiseksi. Monissa sovelluksissa sementoitua kovametallia käytetään sintratussa tilassa. Sintrattujen metalliseosten pintaan kohdistuu usein kovaa kitkaa ja rasitusta. Useimmissa metallinleikkaussovelluksissa työkalun pään pinnan kulumissyvyys ylittää {{0}},2–0,4 mm, ja työkalu katsotaan romuttavaksi. Siksi on erittäin tärkeää parantaa sementoidun kovametallin pintaominaisuuksia. Sementoidun karbidin sintraamiseen on kaksi perusmenetelmää: toinen on vetysintraus - osien koostumuksen säätely faasireaktiokinetiikan avulla vedyssä ja normaalipaineessa, ja toinen on tyhjiösintraus - tyhjiöympäristön avulla tai ympäröivän kaasun paineen alentaminen. sementoidun karbidin koostumus hidastamalla reaktion kinetiikkaa.

Tyhjiösintrauksella on laajempi valikoima teollisia sovelluksia. Joskus sintraamiseen käytetään myös kuumaisostaattista puristusta ja kuumaisostaattista puristusta. Näillä tekniikoilla on tärkeä vaikutus sementoidun kovametallin tuotantoon. Vetysintraus: Vety on pelkistävä ilmakehä, mutta kun vety reagoi sintrausuunin seinämän tai kantoaineen kanssa, se muuttaa muita komponentteja ja tarjoaa sopivan hiiletyspotentiaalin ylläpitämään termodynaamista tasapainoa sementoidun karbidin kanssa. Vetysintraukseen verrattuna tyhjiösintrauksella on seuraavat edut:

Ensinnäkin tyhjiösintrauksella voidaan hallita tuotteen koostumusta erittäin hyvin. Paineessa 1,3-133pa hiilen ja hapen vaihtonopeus ilmakehän ja lejeeringin välillä on hyvin alhainen. Pääasiallinen koostumuksen muutokseen vaikuttava tekijä on karbidihiukkasten happipitoisuus. Siksi tyhjiösintrauksella on etu sintratun sementoidun karbidin teollisessa tuotannossa. Vetysintrauksen aikana ilmakehäkaasun hapetuspotentiaali uunissa kasvaa vedyn tunkeutumisesta ja vedyn reaktiosta uunin keraamisten komponenttien kanssa. Tyhjiösintrauksessa näitä ongelmia ei ole. Hapettumispotentiaali uunissa on pienempi kuin vetysintrauksessa. Siksi tyhjiösintraus sopii paremmin seoksille, jotka sisältävät titaanikarbidia, tantaalikarbidia ja niobiumkarbidia, jotka ovat erittäin herkkiä hapettumiselle.

Toiseksi tyhjiösintrauksella voidaan joustavasti ohjata sintrausjärjestelmää, erityisesti kuumennusnopeutta lämmitysvaiheessa, tuotannon tarpeiden mukaisesti. Tyhjiösintraus on jaksoittainen toiminta, jolla voidaan joustavasti säätää tarvittavaa sintrausjärjestelmää, kun taas vetysintraus on enimmäkseen jatkuvaa sintrausprosessia, jolla voidaan tarkasti ohjata kunkin sintrausvaiheen lämpötilaa.

Sintraus kuumaisostaattinen puristus: Sintraavaa kuumaisostaattista puristusta kutsutaan joskus myös ylipainesintraukseksi ja painesintraukseksi. Sintrausuuni on itse asiassa tyhjiösintrausuuni, joka voidaan paineistaa. Jäännöstyhjiöiden vähentämiseksi tai eliminoimiseksi, kun osiin muodostuu suljettuja huokosia sintrauslämpötilassa, uuni täytetään inertillä kaasulla isostaattisen paineen kohdistamiseksi siihen. Argonpaine on 1,5 ~ 10 Mpa, mikä on paljon alhaisempi kuin kuuma isostaattinen paine tavallisessa mielessä. Erityinen sintrausprosessi sisältää voiteluaineen poiston, oksidin pelkistyksen ja karbidiseoksen sintrauksen. Kun karbidien sintrauksessa ilmaantuu suljettuja huokosia, matalapaineinen kuuma staattinen paine uunissa nousee korkeammalle tasolle. Kuumaisostaattinen puristus suoritetaan erityisesti suunnitellussa korkeapainesäiliössä, joka on paineistettu 100 Mpa:iin argonilla ja lämpötila on suunnilleen sama kuin perinteinen sintrauslämpötila. Yleensä sintraus tehdään ensin ja sen jälkeen suoritetaan isostaattinen puristus, jolla poistetaan pieni määrä jäämiä, joita ei voida poistaa normaaleissa sintrausprosesseissa. Kuuma isostaattipuristin on tärkein investointi. Sintrauksen jälkikäsittelyvaiheena se lisää käyttökustannuksia, energian ja kaasun kulutusta sekä tuotantosyklejä. Kuumaisostaattisella puristimella valmistetulla sementoidulla karbidilla on hienojakoisuus ja alhainen pitoisuus, joten sillä on suurempi lujuus. Kuitenkin riippumatta siitä, käytetäänkö sintraavaa kuumaisostaattista puristusta tai jälkikuumaisostaattista puristusta, vain luomalla sopiva suhde ajan, lämpötilan ja paineen välille voidaan saada suurempi lujuus kuin vetysintraus- ja tyhjiösintraustuotteet.