Propiedades do po metálico de volframio

O rendemento do po de wolframio ten un impacto significativo no rendemento de procesamento e na calidade dos produtos posteriores. Polo tanto, tanto o campo da aliaxe dura como o campo de procesamento de material de wolframio presentaron os requisitos correspondentes para a pureza química e as propiedades físicas do po de wolframio en bruto, especialmente os requisitos para as propiedades físicas son cada vez máis altos. 

Pureza química

Cando se fabrican produtos de carburo cementado e volframio, é necesario que a pureza química do po de wolframio sexa relativamente alta. Os elementos de impurezas residuais no po de wolframio teñen un impacto no rendemento do procesamento e no rendemento do servizo dos produtos. A influencia é moi complexa, algúns son prexudiciais e outros beneficiosos. A investigación actual suxire que Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al e Mo poden reducir a resistencia da aliaxe, mentres que K e Na promoven o crecemento dos grans de WC. V e Cr, pola súa banda, inhiben o crecemento dos grans. Se o contido de Mo en WO supera o 0,5%, provocará unha diminución da resistencia á flexión da aliaxe. Na maioría das variedades de po de wolframio que se producen actualmente, o contido de impurezas metálicas residuais (excluídas as engadidas como aditivos) está no intervalo dunhas poucas partes por dez mil a algunhas partes por cen mil. 

O osíxeno do po de wolframio pode reaccionar cos carburos, absorbendo o carbono dos carburos e provocando a descarburación do carburo cementado. Cando a aliaxe está severamente descarburada, aparece a fase γ, facendo que a aliaxe sexa fráxil. O gas liberado da reacción aumenta a porosidade da aliaxe e reduce a súa resistencia. Dependendo dos diferentes procesos e equipos de redución, o contido de osíxeno no po de wolframio é xeralmente entre o 0,05% e o 0,5%, e aumenta coa diminución do tamaño das partículas do po de wolframio e o aumento da superficie específica. Polo tanto, o requisito de contido de osíxeno no po de wolframio de gran fino debe relaxarse ​​adecuadamente. Os requisitos de pureza química para o po de wolframio móstranse na Táboa 4-1 e os requisitos de contido de osíxeno móstranse na Táboa 4-2.

Os elementos impurezas do po de wolframio poden proceder das materias primas ou introducirse durante o proceso de produción. Polo tanto, previr a contaminación dos materiais durante o proceso é de gran importancia. Por exemplo, na produción de po de wolframio usando APT como materia prima, os materiais entran en contacto directo co forno de calcinación, os tubos do forno de redución e os crisols, o que orixina un aumento do contido de impurezas como Fe, Ni, Cr e Si, e unha diminución da pureza química. Cando o seu contido alcanza un determinado nivel ou se agrega a un tamaño suficiente, poden converterse en fontes de defectos para o seu posterior procesamento ou uso. Polo tanto, para garantir a pureza do po de wolframio, ademais de controlar estrictamente a calidade da materia prima APT, tamén é moi importante evitar a contaminación durante o proceso. 

2. Propiedades físicas

As propiedades físicas do po de volframio metálico inclúen principalmente o tamaño medio de partícula, a distribución do tamaño de partícula, o grao de agregación de partículas, a morfoloxía das partículas, a superficie específica, a densidade aparente, a densidade compactada e o caudal Hall, etc. 

(Tamaño medio das partículas e distribución do tamaño das partículas)

Tanto se se trata de produtos de carburo cementado como de wolframio, existen requisitos estritos para o tamaño medio de partícula e a distribución do tamaño de partícula do po de wolframio. No campo do carburo cementado, o tamaño de partícula e a distribución do tamaño de partícula do po W afectan directamente o tamaño de partícula e a distribución do tamaño de partícula do po WC producido. O tamaño das partículas do po WC inflúe aínda máis no rendemento dos produtos de carburo cementado. 

A investigación descubriu que as propiedades do po WC están restrinxidas polas do po W. Despois de que o po de W se carbonice para formar WC, o tamaño das partículas sofre un lixeiro cambio. Para producir po WC de tamaños de partículas grosas, medias e finas, é necesario utilizar po W de partículas grosas, medias e finas. A carbonización desigual do po W dá como resultado un po WC desigual. Na Táboa 4-3 móstranse os cambios no tamaño das partículas do po despois da carbonización do po W de partículas grosas, medias e finas.

Os requisitos para o tamaño das partículas de po de wolframio varían entre os diferentes usuarios. Para o campo de aliaxes duras, para varios tipos de aliaxes duras utilizadas para diferentes fins, debido aos diferentes tamaños de partículas de po WC utilizados, existen diferentes requisitos para o tamaño medio de partícula e a composición do tamaño de partícula da materia prima W en po. Todas as ferramentas de corte requiren que o po W e o po WC teñan un tamaño de partícula fino e unha distribución de tamaño de partícula estreita. As ferramentas de impacto requiren que o po W e o po WC sexan grosos, cunha distribución de tamaño de partícula máis ampla. O tamaño medio de partícula utilizado para preparar WC de gran groso é de 25,8 μm. A distribución representativa do tamaño de partícula do po W móstrase na Figura 4-1.

Para o procesamento de material de wolframio, o tamaño medio de partícula e a distribución do tamaño de partícula do po de wolframio teñen un impacto no rendemento de prensado dos produtos posteriores, a densidade do corpo verde (tamén coñecido como corpo prensado) e o rendemento da sinterización. O tamaño de partículas de po máis pequeno e as formas máis complexas producirán unha maior fricción entre as partículas, o que provocará unha diminución da densidade do corpo verde. Canto máis estreita sexa a distribución do tamaño das partículas, máis laxos estarán dispostas. Unha distribución de tamaño de partícula máis ampla, ou mesmo mesturar po de diferentes tamaños de partículas medios, pode conseguir unha mellor disposición das partículas e obter unha maior forza do corpo verde. No campo de procesamento de material de wolframio, o tamaño medio das partículas do po de wolframio xeralmente debe estar dentro do intervalo de 2 a 6 μm. 

Existen moitos métodos para determinar o tamaño das partículas de po e a distribución do tamaño das partículas. O aparello de Fischers e o analizador de tamaño de partículas láser son amplamente utilizados no po de wolframio. Non obstante, debido aos diferentes principios destes dous métodos de medición, os valores medidos obtidos a partir do mesmo po poden variar. Polo tanto, o tamaño de partícula do po de wolframio debería indicarse xeralmente como o tamaño medio de partícula de Fischer ou o tamaño medio de partícula do láser. Ademais, hai que ter en conta que o po de wolframio "estado subministrado" adoita ter diversos graos de aglomeración, que está relacionado coas condicións de produción. O tamaño medio de partícula do po de volframio medido usando tales mostras pode diferir do tamaño real de partícula do po. Por exemplo, o tamaño de partícula dalgún po de tungsteno fino mate no "estado subministrado" é de 1-2 μm, e despois da despolimerización e dispersión, o valor cae a 0,4-0,5 μm. Para o po de volframio con tamaños de partículas no rango de 1-10 μm, na maioría dos casos, a medición do tamaño de partícula do "estado subministrado" pode cumprir os requisitos de produción. Para o po de wolframio submicrónico e o po de wolframio máis groso, para caracterizar con máis precisión o tamaño das partículas, as mostras de "estado de moenda" deben usarse para as probas de tamaño medio e distribución de tamaño de partícula. 

TA distribución do tamaño de partícula do po de wolframio está relacionada co seu tamaño de partícula. Xeralmente, canto maior sexa o tamaño medio das partículas do po de wolframio, maior será a distribución do tamaño das partículas. Para un determinado tamaño de partícula, na produción, métodos como o uso de hidróxeno húmido ou a adición de compostos de metais alcalinos ao óxido de volframio poden facer que o tamaño das partículas sexa maior e controlar o intervalo de distribución do tamaño das partículas de forma máis estreita. A determinación da distribución do tamaño das partículas lévase a cabo a miúdo usando mostras de "estado fundamental". 

O tamaño medio de partícula do po de wolframio exprésase xeralmente polo seu diámetro (en micrómetros). Non obstante, na práctica de produción adoitan empregarse algúns conceptos semicuantitativos. As clasificacións comúns inclúen: 

Partículas moi grosas: tamaño medio de partícula > 30 μm; 

30 μm; 

Partículas grosas: tamaño medio de partículas de 10 a 30 μm; 

Partículas de tamaño medio: tamaño medio de partículas de 3 a 10 μm; 

Partículas finas: tamaño medio das partículas 0,5 - 3 μm; 

Partículas ultrafinas: tamaño medio de partícula

(2) Grao de agregación

O grao de agregación dos po normalmente caracterízase pola diferenza de tamaño de partícula entre os po "estado subministrado" e os po "estado fundamental". O grao de agregación do po de wolframio fino é xeralmente maior que o do po de wolframio groso. Para a produción de material de wolframio, o grao de agregación afecta directamente a resistencia da peza verde. No proceso de produción de WC, o grao de agregación do po w ten un impacto na uniformidade da distribución do carbono. 

(3) Morfoloxía das partículas

A morfoloxía das partículas do po de wolframio ten un impacto no seu rendemento de prensado e na forza do corpo verde. A morfoloxía irregular das partículas conduce ao encaixe entre as partículas, mellorando así a forza do corpo verde. O po esférico de tungsteno ten unha boa fluidez e é especialmente axeitado para pulverizar materiais. Do mesmo xeito, ao preparar WC, a morfoloxía do po de wolframio tamén afecta á morfoloxía do po WC. 

(4) Superficie específica

A superficie total que posúe unha unidade de masa de po de wolframio denomínase superficie específica do po de wolframio, que normalmente se expresa en unidades de m2·g-1. A superficie específica do po de wolframio normalmente oscila entre 0,01 e 12 m2·g-1. Reflicte indirectamente o tamaño de partícula e a morfoloxía do po de wolframio e é un indicador importante para avaliar a actividade de sinterización, as características de disolución e a capacidade de reacción con substancias gasosas e sólidas durante o proceso de carbonización do po de wolframio. 

(5) Densidade solta e densidade compactada

A densidade solta e a densidade compactada do po de wolframio aumentan co aumento do tamaño medio de partícula do po. Na Táboa 4-4 móstrase a relación entre a densidade solta do po de wolframio producido por unha determinada fábrica e o tamaño medio das partículas dos seus Fischers. Canto máis estreita é a distribución do tamaño das partículas do po, máis complexa é a morfoloxía das partículas, e canto máis severa é a agregación, menor é a densidade solta. Xeralmente, os parámetros do proceso de redución pódense axustar para controlalo.

(6) Fluididade

A fluidez do po de wolframio está influenciada polo tamaño das partículas, a distribución do tamaño das partículas e a morfoloxía das partículas. Canto máis grosas sexan as partículas de po, máis redondas serán as partículas e canto máis lisa sexa a superficie, mellor será a fluidez. A fluidez do po de wolframio adoita medirse polo caudal Hall, que se expresa como o tempo que tardan 50 g de po de wolframio en fluír a través dun pequeno orificio especificado nun caudalímetro Hall. A fluidez do po afecta directamente á carga volumétrica durante o proceso de prensado e á uniformidade da densidade de fundición. 

(7)Compresibilidade

A compresibilidade refírese á capacidade do po de wolframio para ser comprimido en condicións de prensado especificadas. Normalmente mídese en moldes estándar baixo condicións de lubricación especificadas, e exprésase pola densidade do po do produto prensado baixo a presión especificada. Tamén se pode representar mediante un gráfico de curva que mostra o cambio da densidade do produto prensado coa presión de prensado. 

(8) Formabilidade