Volframimetallijauheen ominaisuudet

Volframijauheen suorituskyky vaikuttaa merkittävästi myöhempien tuotteiden käsittelyn suorituskykyyn ja laatuun. Siksi sekä kovametallikenttä että volframimateriaalin käsittelykenttä ovat esittäneet vastaavat vaatimukset raakavolframijauheen kemialliselle puhtaudelle ja fysikaalisille ominaisuuksille, erityisesti fysikaalisten ominaisuuksien vaatimukset ovat yhä korkeammat. 

Kemiallinen puhtaus

Sementoituja kovametalli- ja volframituotteita valmistettaessa volframijauheen kemiallisen puhtauden on oltava suhteellisen korkea. Volframijauheen jäännösepäpuhtaudet vaikuttavat tuotteiden käsittely- ja palvelusuorituskykyyn. Vaikutus on hyvin monimutkainen, ja jotkut ovat haitallisia ja jotkut hyödyllisiä. Nykyiset tutkimukset viittaavat siihen, että Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al ja Mo voivat vähentää lejeeringin lujuutta, kun taas K ja Na edistävät WC-jyvien kasvua. V ja Cr puolestaan ​​estävät jyvien kasvua. Jos WO:n Mo-pitoisuus ylittää 0,5 %, se heikentää lejeeringin taivutuslujuutta. Useimmissa tällä hetkellä valmistetuissa volframijauhelajikkeissa metallisten jäännösepäpuhtauksien pitoisuus (pois lukien lisäaineina lisätyt) on muutamasta osasta kymmenelle tuhannelle osalle muutamasta tuhannesta osasta. 

Volframijauheessa oleva happi voi reagoida karbidien kanssa, absorboimalla hiiltä karbidista ja aiheuttaen sementoidun karbidin hiilenpoistoa. Kun metalliseoksesta on poistettu hiilen, ilmaantuu γ-faasi, mikä tekee seoksesta hauraan. Reaktiosta vapautuva kaasu lisää lejeeringin huokoisuutta ja vähentää sen lujuutta. Riippuen erilaisista pelkistysprosesseista ja laitteista, volframijauheen happipitoisuus on yleensä 0,05-0,5 % ja se kasvaa volframijauheen hiukkaskoon pienentyessä ja ominaispinta-alan kasvaessa. Siksi hienojakoisen volframijauheen happipitoisuutta koskevaa vaatimusta on lievennettävä asianmukaisesti. Volframijauheen kemialliset puhtausvaatimukset on esitetty taulukossa 4-1 ja happipitoisuusvaatimukset taulukossa 4-2.

Volframijauheen epäpuhtaudet voivat olla peräisin raaka-aineista tai ne voivat joutua tuotantoprosessin aikana. Siksi materiaalien saastumisen estäminen prosessin aikana on erittäin tärkeää. Esimerkiksi volframijauheen tuotannossa, jossa käytetään APT:tä raaka-aineena, materiaalit joutuvat suoraan kosketukseen kalsinointiuunin, pelkistysuunin putkien ja upokkaiden kanssa, mikä johtaa epäpuhtauksien, kuten Fe, Ni, Cr ja Si, pitoisuuden lisääntymiseen ja kemiallisen puhtauden heikkenemiseen. Kun niiden sisältö saavuttaa tietyn tason tai ne aggregoituvat riittävän kokoisiksi, niistä voi tulla virhelähteitä myöhempää käsittelyä tai käyttöä varten. Siksi volframijauheen puhtauden varmistamiseksi raaka-aineen APT laadun tiukan valvonnan lisäksi on myös erittäin tärkeää estää kontaminaatio prosessin aikana. 

2. Fyysiset ominaisuudet

Metallisen volframijauheen fysikaalisiin ominaisuuksiin kuuluvat pääasiassa keskimääräinen hiukkaskoko, hiukkaskokojakauma, hiukkasten aggregaatioaste, hiukkasten morfologia, ominaispinta-ala, irtotiheys, tiivistetty tiheys ja Hall-virtausnopeus jne. 

(Keskimääräinen hiukkaskoko ja hiukkaskokojakauma)

Olipa kyseessä kovametalli- tai volframituotteet, volframijauheen keskimääräiselle hiukkaskoolle ja hiukkaskokojakaumaksi on asetettu tiukat vaatimukset. Sementoidun karbidin alalla W-jauheen hiukkaskoko ja hiukkaskokojakauma vaikuttavat suoraan tuotetun WC-jauheen hiukkaskokoon ja hiukkaskokojakaumaan. WC-jauheen hiukkaskoko vaikuttaa edelleen sementoitujen kovametallituotteiden suorituskykyyn. 

Tutkimuksessa on havaittu, että wc-jauheen ominaisuuksia rajoittavat W-jauheen ominaisuudet. Sen jälkeen kun W-jauhe on hiiltynyt WC:ksi, hiukkaskoko muuttuu hieman. Karkean, keskikokoisen ja hienon hiukkaskoon WC-jauheen valmistukseen on käytettävä karkeaa, keskikokoista ja hienojakoista W-jauhetta. Epätasainen W-jauheen hiiltyminen johtaa epätasaiseen WC-jauheeseen. Jauheen hiukkaskoon muutokset karkean, keskikokoisen ja hienojakoisen W-jauheen hiiltymisen jälkeen on esitetty taulukossa 4-3.

Vaatimukset volframijauheen hiukkaskoolle vaihtelevat eri käyttäjien välillä. Kovien metalliseosten alalla erityyppisille koville seoksille, joita käytetään eri tarkoituksiin, käytetyn WC-jauheen eri hiukkaskokojen vuoksi on erilaisia ​​​​vaatimuksia raaka-aineen W-jauheen keskimääräiselle hiukkaskoolle ja hiukkaskokokoostumukselle. Kaikki leikkuutyökalut vaativat W-jauheen ja WC-jauheen olevan hienojakoinen ja kapea hiukkaskokojakauma. Iskutyökalut vaativat W-jauheen ja WC-jauheen olevan karkeaa ja leveämmällä hiukkaskokojakaumalla. Karkearakeisen WC:n valmistukseen käytetty keskimääräinen hiukkaskoko on 25,8 μm. W-jauheen edustava hiukkaskokojakauma on esitetty kuvassa 4-1.

Volframimateriaalin käsittelyssä volframijauheen keskimääräinen hiukkaskoko ja hiukkaskokojakauma vaikuttavat seuraavien tuotteiden puristuskykyyn, raakakappaleen (tunnetaan myös nimellä puristettu kappale) tiheyteen ja sintrauskykyyn. Pienempi jauheen hiukkaskoko ja monimutkaisemmat muodot johtavat suurempaan kitkaan hiukkasten välillä, mikä johtaa vihreän kappaleen tiheyden vähenemiseen. Mitä kapeampi partikkelikokojakauma on, sitä löysemmin hiukkaset ovat sijoittuneet. Laajempi hiukkaskokojakautuma tai jopa eri keskimääräisten hiukkaskokojen jauheiden sekoittaminen voi saavuttaa paremman hiukkasjärjestyksen ja korkeamman viherkappaleen lujuuden. Volframimateriaalin käsittelyalalla volframijauheen keskimääräisen hiukkaskoon vaaditaan yleensä olevan 2-6 μm. 

On olemassa monia menetelmiä jauheen hiukkaskoon ja hiukkaskokojakauman määrittämiseksi. Fischersin laitteistoa ja laserhiukkaskokoanalysaattoria käytetään laajalti volframijauheessa. Kuitenkin näiden kahden mittausmenetelmän eri periaatteiden vuoksi samasta jauheesta saadut mittausarvot voivat vaihdella. Siksi volframijauheen hiukkaskoko tulisi yleensä ilmoittaa Fischersin keskimääräisenä hiukkaskokona tai laserin keskimääräisenä hiukkaskokona. Lisäksi on huomattava, että "toimitetussa tilassa" olevalla volframijauheella on tavallisesti vaihteleva agglomeroitumisaste, mikä liittyy tuotanto-olosuhteisiin. Tällaisten näytteiden avulla mitattu volframijauheen keskimääräinen hiukkaskoko voi poiketa jauheen todellisesta hiukkaskoosta. Esimerkiksi jonkin tylsän hienon volframijauheen hiukkaskoko "toimitetussa tilassa" on 1-2 μm, ja depolymeroinnin ja dispergoinnin jälkeen arvo putoaa 0,4-0,5 μm:iin. Volframijauheelle, jonka hiukkaskoot ovat 1-10 μm, useimmissa tapauksissa "toimitetun tilan" hiukkaskoon mittaaminen voi täyttää tuotantovaatimukset. Submikronisen volframijauheen ja karkeamman volframijauheen osalta hiukkasten koon karakterisoimiseksi tarkemmin on käytettävä "jauhatustilan" näytteitä keskimääräisiin hiukkaskoon ja hiukkaskokojakauman testeihin. 

Tvolframijauheen hiukkaskokojakauma liittyy sen hiukkaskokoon. Yleensä mitä suurempi volframijauheen keskimääräinen hiukkaskoko on, sitä laajempi hiukkaskokojakauma. Tietylle hiukkaskoolle tuotannossa menetelmät, kuten käyttämällä kosteaa vetyä tai lisäämällä alkalimetalliyhdisteitä volframioksidiin, voivat suurentaa hiukkaskokoa ja hallita hiukkaskokojakautuma-aluetta kapeammin. Hiukkaskokojakauman määritys suoritetaan usein käyttämällä "perustilanäytteitä". 

Volframijauheen keskimääräinen hiukkaskoko ilmaistaan yleensä sen halkaisijalla (mikrometreinä). Tuotantokäytännössä käytetään kuitenkin usein joitain puolikvantitatiivisia käsitteitä. Yleisiä luokituksia ovat: 

Erittäin karkeat hiukkaset: Keskimääräinen hiukkaskoko > 30 μm; 

30 μm; 

Karkeat hiukkaset: Keskimääräinen hiukkaskoko 10 - 30 μm; 

Keskikokoiset hiukkaset: Keskimääräinen hiukkaskoko 3 - 10 μm; 

Hienot hiukkaset: Keskimääräinen hiukkaskoko 0,5 - 3 μm; 

Ultrahienot hiukkaset: keskimääräinen hiukkaskoko

(2) Aggregointiaste

Jauheiden aggregaatioasteelle on yleensä tunnusomaista "toimitettujen" jauheiden ja "perustilan" jauheiden hiukkaskokojen ero. Hienon volframijauheen aggregaatioaste on yleensä korkeampi kuin karkean volframijauheen. Volframimateriaalituotannossa aggregaatioaste vaikuttaa suoraan vihreän kappaleen lujuuteen. WC:n valmistusprosessissa w-jauheen aggregaatioaste vaikuttaa hiilen jakautumisen tasaisuuteen. 

(3) Partikkelimorfologia

Volframijauheen hiukkasten morfologialla on vaikutusta sen puristuskykyyn ja vihreän kappaleen lujuuteen. Epäsäännöllinen hiukkasten morfologia johtaa hiukkasten väliseen lukittumiseen, mikä lisää vihreän kappaleen lujuutta. Pallomaisella volframijauheella on hyvä juoksevuus ja se soveltuu erityisen hyvin materiaalien ruiskutukseen. Samoin WC:tä valmistettaessa volframijauheen morfologia vaikuttaa myös WC-jauheen morfologiaan. 

(4) Ominaispinta-ala

Volframijauheen yksikkömassan kokonaispinta-alaa kutsutaan volframijauheen ominaispinta-alaksi, joka yleensä ilmaistaan yksiköissä m2·g-1. Volframijauheen ominaispinta-ala on tyypillisesti 0,01 - 12 m2·g-1. Se heijastaa epäsuorasti volframijauheen hiukkaskokoa ja morfologiaa ja on tärkeä indikaattori arvioitaessa sintrausaktiivisuutta, liukenemisominaisuuksia ja reaktiokykyä kaasumaisten ja kiinteiden aineiden kanssa volframijauheen hiiltymisprosessin aikana. 

(5) Löysä tiheys ja tiivistetty tiheys

Volframijauheen löysä tiheys ja tiivistetty tiheys kasvavat jauheen keskimääräisen hiukkaskoon kasvaessa. Tietyn tehtaan tuottaman volframijauheen irtonaisen tiheyden ja sen Fischersin keskimääräisen hiukkaskoon välinen suhde on esitetty taulukossa 4-4. Mitä kapeampi jauheen hiukkaskokojakauma, sitä monimutkaisempi hiukkasten morfologia ja mitä vakavampi aggregaatio, sitä pienempi löysä tiheys. Yleensä pelkistysprosessin prosessiparametreja voidaan säätää ohjaamaan sitä.

(6) Sujuvuus

Volframijauheen juoksevuuteen vaikuttavat hiukkaskoko, hiukkaskokojakautuma ja hiukkasten morfologia. Mitä karkeammat jauhehiukkaset ovat, sitä pyöreämpiä hiukkasia ja mitä sileämpi pinta, sitä parempi juoksevuus. Volframijauheen juoksevuus mitataan tavallisesti Hall-virtausnopeudella, joka ilmaistaan ​​aikana, joka kuluu 50 g:n volframijauheen virtaamiseen Hall-virtausmittarissa olevan tietyn pienen reiän läpi. Jauheen juoksevuus vaikuttaa suoraan tilavuuskuormitukseen puristusprosessin aikana ja painevalutiheyden tasaisuuteen. 

(7)Kokoonpuristuvuus

Kokoonpuristuvuus viittaa volframijauheen kykyyn puristaa tietyissä puristusolosuhteissa. Se mitataan tavallisesti vakiomuoteissa määritellyissä voiteluolosuhteissa, ja se ilmaistaan ​​puristetun tuotteen jauheen tiheydellä määritellyssä paineessa. Se voidaan esittää myös käyräkaaviona, joka esittää puristetun tuotteen tiheyden muutosta puristuspaineen vaikutuksesta. 

(8) Muovattavuus