ટંગસ્ટન મેટલ પાવડરના ગુણધર્મો

ટંગસ્ટન પાઉડરની કામગીરી પછીના ઉત્પાદનોની પ્રોસેસિંગ કામગીરી અને ગુણવત્તા પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. તેથી, હાર્ડ એલોય ફિલ્ડ અને ટંગસ્ટન મટિરિયલ પ્રોસેસિંગ ફિલ્ડ બંનેએ કાચા ટંગસ્ટન પાવડરની રાસાયણિક શુદ્ધતા અને ભૌતિક ગુણધર્મો માટે અનુરૂપ આવશ્યકતાઓ આગળ મૂકી છે, ખાસ કરીને ભૌતિક ગુણધર્મો માટેની જરૂરિયાતો વધુને વધુ વધી રહી છે. 

રાસાયણિક શુદ્ધતા

જ્યારે સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ અને ટંગસ્ટન ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે, ત્યારે ટંગસ્ટન પાવડરની રાસાયણિક શુદ્ધતા પ્રમાણમાં ઊંચી હોવી જરૂરી છે. ટંગસ્ટન પાઉડરમાં રહેલા શેષ અશુદ્ધિ તત્વો ઉત્પાદનોની પ્રોસેસિંગ કામગીરી અને સેવા કામગીરી પર અસર કરે છે. પ્રભાવ ખૂબ જ જટિલ છે, જેમાં કેટલાક હાનિકારક અને કેટલાક ફાયદાકારક છે. વર્તમાન સંશોધન સૂચવે છે કે Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al અને Mo એલોયની મજબૂતાઈ ઘટાડી શકે છે, જ્યારે K અને Na WC અનાજના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે. બીજી બાજુ, V અને Cr, અનાજની વૃદ્ધિને અટકાવે છે. જો WO માં Mo સામગ્રી 0.5% કરતાં વધી જાય, તો તે એલોયની ફ્લેક્સરલ તાકાતમાં ઘટાડોનું કારણ બનશે. હાલમાં ઉત્પાદિત મોટાભાગની ટંગસ્ટન પાવડરની જાતોમાં, અવશેષ ધાતુની અશુદ્ધિઓ (એડિટિવ તરીકે ઉમેરવામાં આવે છે તે સિવાય)ની સામગ્રી દસ હજાર દીઠ થોડા ભાગોથી સો હજાર દીઠ થોડા ભાગોની શ્રેણીમાં હોય છે. 

ટંગસ્ટન પાઉડરમાં ઓક્સિજન કાર્બાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, કાર્બાઇડમાંથી કાર્બન શોષી શકે છે અને સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડના ડિકાર્બ્યુરાઇઝેશનનું કારણ બને છે. જ્યારે એલોય ગંભીર રીતે ડીકાર્બ્યુરાઇઝ્ડ થાય છે, ત્યારે γ તબક્કો દેખાય છે, જે એલોયને બરડ બનાવે છે. પ્રતિક્રિયામાંથી નીકળતો ગેસ એલોયની છિદ્રાળુતામાં વધારો કરે છે અને તેની શક્તિ ઘટાડે છે. વિવિધ ઘટાડાની પ્રક્રિયાઓ અને સાધનોના આધારે, ટંગસ્ટન પાવડરમાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ સામાન્ય રીતે 0.05% અને 0.5% ની વચ્ચે હોય છે, અને તે ટંગસ્ટન પાવડર કણોના કદમાં ઘટાડો અને ચોક્કસ સપાટીના વિસ્તારમાં વધારો સાથે વધે છે. તેથી, ઝીણા દાણાવાળા ટંગસ્ટન પાવડરમાં ઓક્સિજન સામગ્રીની જરૂરિયાતને યોગ્ય રીતે હળવી કરવી પડશે. ટંગસ્ટન પાવડર માટેની રાસાયણિક શુદ્ધતા જરૂરિયાતો કોષ્ટક 4-1 માં દર્શાવવામાં આવી છે, અને ઓક્સિજન સામગ્રીની જરૂરિયાતો કોષ્ટક 4-2 માં દર્શાવવામાં આવી છે.

ટંગસ્ટન પાવડરમાં અશુદ્ધતા તત્વો કાચા માલમાંથી આવી શકે છે અથવા ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન રજૂ કરી શકાય છે. તેથી, પ્રક્રિયા દરમિયાન સામગ્રીના દૂષણને અટકાવવાનું ખૂબ મહત્વનું છે. ઉદાહરણ તરીકે, કાચા માલ તરીકે APTનો ઉપયોગ કરીને ટંગસ્ટન પાવડરના ઉત્પાદનમાં, સામગ્રી કેલ્સિનિંગ ફર્નેસ, રિડક્શન ફર્નેસ ટ્યુબ અને ક્રુસિબલ્સ સાથે સીધા સંપર્કમાં આવે છે, પરિણામે Fe, Ni, Cr, અને Si જેવી અશુદ્ધિઓની સામગ્રીમાં વધારો થાય છે અને રાસાયણિક શુદ્ધતામાં ઘટાડો થાય છે. જ્યારે તેમની સામગ્રી ચોક્કસ સ્તરે પહોંચે છે અથવા તેઓ પર્યાપ્ત કદ સુધી એકીકૃત થાય છે, ત્યારે તેઓ અનુગામી પ્રક્રિયા અથવા ઉપયોગ માટે ખામીના સ્ત્રોત બની શકે છે. તેથી, ટંગસ્ટન પાવડરની શુદ્ધતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, કાચા માલ APTની ગુણવત્તાને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવા ઉપરાંત, પ્રક્રિયા દરમિયાન દૂષિતતાને રોકવા માટે પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. 

2. ભૌતિક ગુણધર્મો

મેટાલિક ટંગસ્ટન પાવડરના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં મુખ્યત્વે સરેરાશ કણોનું કદ, કણોનું કદ વિતરણ, કણ એકત્રીકરણ ડિગ્રી, કણોની આકારવિજ્ઞાન, ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર, બલ્ક ડેન્સિટી, કોમ્પેક્ટેડ ડેન્સિટી અને હોલ ફ્લો રેટ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. 

(સરેરાશ કણોનું કદ અને કણોનું કદ વિતરણ)

ભલે તે સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ હોય કે ટંગસ્ટન ઉત્પાદનો, ટંગસ્ટન પાવડરના સરેરાશ કણોના કદ અને કણોના કદના વિતરણ માટે કડક આવશ્યકતાઓ છે. સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડના ક્ષેત્રમાં, W પાવડરના કણોનું કદ અને કણોનું કદ વિતરણ ઉત્પાદિત WC પાવડરના કણોના કદ અને કણોના કદના વિતરણને સીધી અસર કરે છે. WC પાવડરના કણોનું કદ સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ ઉત્પાદનોના પ્રભાવને વધુ પ્રભાવિત કરે છે. 

સંશોધનમાં જાણવા મળ્યું છે કે WC પાવડરના ગુણધર્મો W પાવડરના ગુણધર્મો દ્વારા પ્રતિબંધિત છે. ડબલ્યુ પાઉડરને WC બનાવવા માટે કાર્બનાઇઝ્ડ કર્યા પછી, કણોના કદમાં થોડો ફેરફાર થાય છે. બરછટ, મધ્યમ અને ઝીણા કણોના કદના ડબલ્યુસી પાવડર બનાવવા માટે, બરછટ, મધ્યમ અને બારીક કણ ડબલ્યુ પાવડરનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે. અસમાન W પાવડર કાર્બનાઇઝેશન અસમાન WC પાવડરમાં પરિણમે છે. બરછટ, મધ્યમ અને સૂક્ષ્મ કણો ડબલ્યુ પાવડરના કાર્બનાઇઝેશન પછી પાવડર કણોના કદમાં થતા ફેરફારો કોષ્ટક 4-3 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

ટંગસ્ટન પાવડર કણોના કદ માટેની જરૂરિયાતો વિવિધ વપરાશકર્તાઓમાં બદલાય છે. હાર્ડ એલોય ફિલ્ડ માટે, વિવિધ હેતુઓ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ પ્રકારના હાર્ડ એલોય માટે, ઉપયોગમાં લેવાતા ડબ્લ્યુસી પાવડરના વિવિધ કણોના કદને કારણે, કાચા માલના ડબલ્યુ પાવડરની સરેરાશ કણોના કદ અને કણોના કદની રચના માટે વિવિધ આવશ્યકતાઓ છે. બધા કટીંગ ટૂલ્સને ડબલ્યુ પાવડર અને ડબલ્યુસી પાવડરની જરૂર પડે છે જેથી તે સૂક્ષ્મ કણોનું કદ અને સાંકડી કણોના કદનું વિતરણ કરે. ઇમ્પેક્ટ ટૂલ્સ માટે ડબલ્યુ પાવડર અને ડબલ્યુસી પાવડર બરછટ હોવા જરૂરી છે, જેમાં કણોના કદના વિશાળ વિતરણ સાથે. બરછટ-દાણાવાળા WC તૈયાર કરવા માટે વપરાતા સરેરાશ કણોનું કદ 25.8 μm છે. ડબલ્યુ પાવડરનું પ્રતિનિધિ કણ કદનું વિતરણ આકૃતિ 4-1 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.

ટંગસ્ટન મટિરિયલ પ્રોસેસિંગ માટે, ટંગસ્ટન પાવડરનું સરેરાશ કણોનું કદ અને કણોનું કદ વિતરણ પછીના ઉત્પાદનોના દબાવવાની કામગીરી, ગ્રીન બોડીની ઘનતા (જેને પ્રેસ્ડ બોડી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) અને સિન્ટરિંગ કામગીરી પર અસર કરે છે. નાના પાવડર કણોનું કદ અને વધુ જટિલ આકારો કણો વચ્ચે વધુ ઘર્ષણમાં પરિણમશે, જે લીલા શરીરની ઘનતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જશે. કણોના કદનું વિતરણ જેટલું સંકુચિત છે, કણો વધુ ઢીલી રીતે ગોઠવાય છે. કણોના કદનું વિશાળ વિતરણ, અથવા વિવિધ સરેરાશ કણોના કદના પાવડરને પણ મિશ્રિત કરવાથી, કણોની વધુ સારી ગોઠવણી પ્રાપ્ત કરી શકાય છે અને શરીરની વધુ લીલા શક્તિ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ટંગસ્ટન મટિરિયલ પ્રોસેસિંગ ફીલ્ડમાં, ટંગસ્ટન પાવડરનું સરેરાશ કણોનું કદ સામાન્ય રીતે 2 થી 6 μm ની રેન્જમાં હોવું જરૂરી છે. 

પાવડર કણોનું કદ અને કણોનું કદ વિતરણ નક્કી કરવા માટે ઘણી પદ્ધતિઓ છે. ટંગસ્ટન પાવડરમાં ફિશરનું ઉપકરણ અને લેસર પાર્ટિકલ સાઈઝ વિશ્લેષકનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. જો કે, આ બે માપન પદ્ધતિઓના જુદા જુદા સિદ્ધાંતોને લીધે, સમાન પાવડરમાંથી મેળવેલ માપેલા મૂલ્યો બદલાઈ શકે છે. તેથી, ટંગસ્ટન પાવડરના કણોનું કદ સામાન્ય રીતે ફિશરના સરેરાશ કણોનું કદ અથવા લેસર સરેરાશ કણોનું કદ તરીકે જણાવવું જોઈએ. વધુમાં, એ નોંધવું જોઈએ કે "સપ્લાય કરેલ રાજ્ય" ટંગસ્ટન પાવડરમાં સામાન્ય રીતે વિવિધ અંશોનો સમૂહ હોય છે, જે ઉત્પાદનની સ્થિતિ સાથે સંબંધિત હોય છે. આવા નમૂનાઓનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવતા ટંગસ્ટન પાવડરનું સરેરાશ કણોનું કદ પાવડરના વાસ્તવિક કણોના કદથી અલગ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, "સપ્લાય સ્ટેટ" માં કેટલાક નીરસ ફાઇન ટંગસ્ટન પાવડરનું કણોનું કદ 1-2 μm છે, અને ડિપોલિમરાઇઝેશન અને વિખેર્યા પછી, મૂલ્ય ઘટીને 0.4-0.5 μm થાય છે. 1-10 μm ની રેન્જમાં કણોના કદવાળા ટંગસ્ટન પાવડર માટે, મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, "સપ્લાય કરેલ સ્થિતિ" કણોના કદને માપવાથી ઉત્પાદનની આવશ્યકતાઓ પૂરી થઈ શકે છે. સબમાઇક્રોન ટંગસ્ટન પાવડર અને બરછટ ટંગસ્ટન પાવડર માટે, કણોના કદને વધુ ચોક્કસ રીતે દર્શાવવા માટે, "ગ્રાઇન્ડીંગ સ્ટેટ" નમૂનાઓનો સરેરાશ કણોના કદ અને કણોના કદના વિતરણ પરીક્ષણો માટે ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. 

ટીટંગસ્ટન પાવડરનું કણોનું કદ વિતરણ તેના કણોના કદ સાથે સંબંધિત છે. સામાન્ય રીતે, ટંગસ્ટન પાવડરનું સરેરાશ કણોનું કદ જેટલું મોટું હોય છે, કણોના કદનું વિતરણ વિશાળ હોય છે. આપેલ કણોના કદ માટે, ઉત્પાદનમાં, વેટ હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ કરવો અથવા ટંગસ્ટન ઓક્સાઇડમાં ક્ષારયુક્ત ધાતુના સંયોજનો ઉમેરવા જેવી પદ્ધતિઓ કણોનું કદ મોટું બનાવી શકે છે અને કણોના કદના વિતરણ શ્રેણીને વધુ સંકુચિત રીતે નિયંત્રિત કરી શકે છે. કણોના કદના વિતરણનું નિર્ધારણ ઘણીવાર "ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ" નમૂનાઓનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે. 

ટંગસ્ટન પાવડરનું સરેરાશ કણોનું કદ સામાન્ય રીતે તેના વ્યાસ (માઈક્રોમીટરમાં) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. જો કે, ઉત્પાદન પ્રેક્ટિસમાં, કેટલીક અર્ધ-માત્રાત્મક વિભાવનાઓનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે. સામાન્ય વર્ગીકરણમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: 

ખૂબ જ બરછટ કણો: સરેરાશ કણોનું કદ > 30 μm; 

30 μm; 

બરછટ કણો: સરેરાશ કણોનું કદ 10 થી 30 μm; 

મધ્યમ કદના કણો: સરેરાશ કણોનું કદ 3 થી 10 μm; 

ફાઇન કણો: સરેરાશ કણોનું કદ 0.5 - 3 μm; 

અલ્ટ્રાફાઇન કણો: સરેરાશ કણોનું કદ

(2) એકત્રીકરણ ડિગ્રી

પાઉડરની એકત્રીકરણ ડિગ્રી સામાન્ય રીતે "સપ્લાય સ્ટેટ" પાવડર અને "ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ" પાવડર વચ્ચેના કણોના કદમાં તફાવત દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. ફાઇન ટંગસ્ટન પાવડરની એકત્રીકરણ ડિગ્રી સામાન્ય રીતે બરછટ ટંગસ્ટન પાવડર કરતાં વધુ હોય છે. ટંગસ્ટન સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે, એકત્રીકરણની ડિગ્રી સીધી લીલા ભાગની મજબૂતાઈને અસર કરે છે. WC ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, w પાવડરની એકત્રીકરણ ડિગ્રી કાર્બન વિતરણની એકરૂપતા પર અસર કરે છે. 

(3) પાર્ટિકલ મોર્ફોલોજી

ટંગસ્ટન પાવડરની કણોની આકારશાસ્ત્ર તેની દબાવી દેવાની કામગીરી અને ગ્રીન બોડીની મજબૂતાઈ પર અસર કરે છે. અનિયમિત પાર્ટિકલ મોર્ફોલોજી કણો વચ્ચે ઇન્ટરલોકિંગ તરફ દોરી જાય છે, જેનાથી ગ્રીન બોડીની મજબૂતાઈ વધે છે. ગોળાકાર ટંગસ્ટન પાવડરમાં સારી પ્રવાહીતા હોય છે અને તે ખાસ કરીને છંટકાવની સામગ્રી માટે યોગ્ય છે. તેવી જ રીતે, WC તૈયાર કરતી વખતે, ટંગસ્ટન પાવડરનું મોર્ફોલોજી પણ WC પાવડરના મોર્ફોલોજીને અસર કરે છે. 

(4) ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર

ટંગસ્ટન પાવડરના એકમ સમૂહ દ્વારા કબજામાં આવેલ કુલ સપાટી વિસ્તારને ટંગસ્ટન પાવડરના ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે m2·g-1 ના એકમોમાં દર્શાવવામાં આવે છે. ટંગસ્ટન પાવડરનો ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર સામાન્ય રીતે 0.01 થી 12 m2·g-1 સુધીનો હોય છે. તે પરોક્ષ રીતે ટંગસ્ટન પાવડરના કણોના કદ અને મોર્ફોલોજીને પ્રતિબિંબિત કરે છે અને ટંગસ્ટન પાવડરની કાર્બનાઇઝેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન સિન્ટરિંગ પ્રવૃત્તિ, વિસર્જન લાક્ષણિકતાઓ અને વાયુયુક્ત અને ઘન પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ સૂચક છે. 

(5) છૂટક ઘનતા અને કોમ્પેક્ટેડ ઘનતા

ટંગસ્ટન પાવડરની છૂટક ઘનતા અને કોમ્પેક્ટેડ ઘનતા પાવડરના સરેરાશ કણોના કદના વધારા સાથે વધે છે. ચોક્કસ ફેક્ટરી દ્વારા ઉત્પાદિત ટંગસ્ટન પાવડરની છૂટક ઘનતા અને તેના ફિશરના સરેરાશ કણોના કદ વચ્ચેનો સંબંધ કોષ્ટક 4-4 માં દર્શાવવામાં આવ્યો છે. પાઉડરનું કણોનું કદ વિતરણ જેટલું સાંકડું, કણોની આકારવિજ્ઞાન વધુ જટિલ અને એકત્રીકરણ વધુ ગંભીર, છૂટક ઘનતા ઓછી. સામાન્ય રીતે, ઘટાડાની પ્રક્રિયાના પ્રક્રિયા પરિમાણોને નિયંત્રિત કરવા માટે તેને સમાયોજિત કરી શકાય છે.

(6) પ્રવાહીતા

ટંગસ્ટન પાવડરની પ્રવાહીતા કણોના કદ, કણોના કદના વિતરણ અને કણોના આકારવિજ્ઞાનથી પ્રભાવિત થાય છે. પાવડરના કણો જેટલા બરછટ હશે, કણો જેટલા ગોળાકાર હશે અને સપાટી જેટલી સ્મૂધ હશે, તેટલી સારી પ્રવાહીતા હશે. ટંગસ્ટન પાવડરની પ્રવાહીતા સામાન્ય રીતે હોલ ફ્લો રેટ દ્વારા માપવામાં આવે છે, જે 50 ગ્રામ ટંગસ્ટન પાવડરને હૉલ ફ્લો મીટરમાં નિર્દિષ્ટ નાના છિદ્રમાંથી વહેતા સમય તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. પાવડરની પ્રવાહીતા પ્રેસિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન વોલ્યુમેટ્રિક લોડિંગ અને ડાઇ-કાસ્ટ ઘનતાની એકરૂપતાને સીધી અસર કરે છે. 

(7)સંકોચનક્ષમતા

સંકોચનક્ષમતા એ ટંગસ્ટન પાવડરની ચોક્કસ દબાવી દેવાની પરિસ્થિતિઓમાં સંકુચિત થવાની ક્ષમતાનો ઉલ્લેખ કરે છે. તે સામાન્ય રીતે નિર્દિષ્ટ લ્યુબ્રિકેશન શરતો હેઠળ પ્રમાણભૂત મોલ્ડમાં માપવામાં આવે છે, અને સ્પષ્ટ દબાણ હેઠળ દબાવવામાં આવેલ ઉત્પાદનના પાવડરની ઘનતા દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. તેને પ્રેસિંગ પ્રેશર સાથે દબાયેલા ઉત્પાદનની ઘનતામાં ફેરફાર દર્શાવતા વળાંક ગ્રાફ દ્વારા પણ રજૂ કરી શકાય છે. 

(8) રચનાક્ષમતા