टंगस्टन धातु पाउडर के गुण

टंगस्टन पाउडर का प्रदर्शन बाद के उत्पादों के प्रसंस्करण प्रदर्शन और गुणवत्ता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। इसलिए, कठोर मिश्र धातु क्षेत्र और टंगस्टन सामग्री प्रसंस्करण क्षेत्र दोनों ने कच्चे टंगस्टन पाउडर की रासायनिक शुद्धता और भौतिक गुणों के लिए संबंधित आवश्यकताओं को सामने रखा है, विशेष रूप से भौतिक गुणों की आवश्यकताएं अधिक से अधिक हो रही हैं। 

रासायनिक शुद्धता

सीमेंटेड कार्बाइड और टंगस्टन उत्पादों का निर्माण करते समय, टंगस्टन पाउडर की रासायनिक शुद्धता अपेक्षाकृत अधिक होनी आवश्यक है। टंगस्टन पाउडर में अवशिष्ट अशुद्धता तत्व उत्पादों के प्रसंस्करण प्रदर्शन और सेवा प्रदर्शन पर प्रभाव डालते हैं। प्रभाव बहुत जटिल है, कुछ हानिकारक और कुछ लाभदायक हैं। वर्तमान शोध से पता चलता है कि Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al और Mo मिश्र धातु की ताकत को कम कर सकते हैं, जबकि K और Na WC अनाज के विकास को बढ़ावा देते हैं। दूसरी ओर, V और Cr, अनाज के विकास को रोकते हैं। यदि WO में Mo सामग्री 0.5% से अधिक हो जाती है, तो इससे मिश्र धातु की लचीली ताकत में कमी आ जाएगी। वर्तमान में उत्पादित अधिकांश टंगस्टन पाउडर किस्मों में, अवशिष्ट धात्विक अशुद्धियों (एडिटिव्स के रूप में जोड़े गए को छोड़कर) की सामग्री प्रति दस हजार में कुछ भागों से लेकर प्रति सौ हजार में कुछ भागों तक होती है। 

टंगस्टन पाउडर में ऑक्सीजन कार्बाइड के साथ प्रतिक्रिया कर सकती है, कार्बाइड से कार्बन को अवशोषित कर सकती है और सीमेंटेड कार्बाइड के डीकार्बराइजेशन का कारण बन सकती है। जब मिश्र धातु को गंभीर रूप से डीकार्बराइज किया जाता है, तो γ चरण प्रकट होता है, जिससे मिश्र धातु भंगुर हो जाती है। प्रतिक्रिया से निकलने वाली गैस मिश्र धातु की सरंध्रता को बढ़ाती है और इसकी ताकत को कम करती है। विभिन्न कमी प्रक्रियाओं और उपकरणों के आधार पर, टंगस्टन पाउडर में ऑक्सीजन सामग्री आम तौर पर 0.05% और 0.5% के बीच होती है, और यह टंगस्टन पाउडर कण आकार में कमी और विशिष्ट सतह क्षेत्र में वृद्धि के साथ बढ़ती है। इसलिए, महीन दाने वाले टंगस्टन पाउडर में ऑक्सीजन सामग्री की आवश्यकता को उचित रूप से कम किया जाना चाहिए। टंगस्टन पाउडर के लिए रासायनिक शुद्धता आवश्यकताओं को तालिका 4-1 में दिखाया गया है, और ऑक्सीजन सामग्री आवश्यकताओं को तालिका 4-2 में दिखाया गया है।

टंगस्टन पाउडर में अशुद्धता तत्व कच्चे माल से आ सकते हैं या उत्पादन प्रक्रिया के दौरान पेश किये जा सकते हैं। इसलिए, प्रक्रिया के दौरान सामग्रियों के संदूषण को रोकना बहुत महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, कच्चे माल के रूप में एपीटी का उपयोग करके टंगस्टन पाउडर के उत्पादन में, सामग्री कैल्सीनिंग फर्नेस, रिडक्शन फर्नेस ट्यूब और क्रूसिबल के सीधे संपर्क में आती है, जिसके परिणामस्वरूप Fe, Ni, Cr और Si जैसी अशुद्धियों की मात्रा में वृद्धि होती है और रासायनिक शुद्धता में कमी आती है। जब उनकी सामग्री एक निश्चित स्तर तक पहुंच जाती है या वे पर्याप्त आकार में एकत्रित हो जाते हैं, तो वे बाद के प्रसंस्करण या उपयोग के लिए दोषों का स्रोत बन सकते हैं। इसलिए, टंगस्टन पाउडर की शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए, कच्चे माल एपीटी की गुणवत्ता को सख्ती से नियंत्रित करने के अलावा, प्रक्रिया के दौरान संदूषण को रोकना भी बहुत महत्वपूर्ण है। 

2. भौतिक गुण

धात्विक टंगस्टन पाउडर के भौतिक गुणों में मुख्य रूप से औसत कण आकार, कण आकार वितरण, कण एकत्रीकरण डिग्री, कण आकारिकी, विशिष्ट सतह क्षेत्र, थोक घनत्व, संकुचित घनत्व और हॉल प्रवाह दर आदि शामिल हैं। 

(औसत कण आकार और कण आकार वितरण)

चाहे वह सीमेंटेड कार्बाइड हो या टंगस्टन उत्पाद, टंगस्टन पाउडर के औसत कण आकार और कण आकार वितरण के लिए सख्त आवश्यकताएं हैं। सीमेंटेड कार्बाइड के क्षेत्र में, डब्ल्यू पाउडर का कण आकार और कण आकार वितरण सीधे उत्पादित डब्ल्यूसी पाउडर के कण आकार और कण आकार वितरण को प्रभावित करता है। डब्ल्यूसी पाउडर का कण आकार सीमेंटेड कार्बाइड उत्पादों के प्रदर्शन को और अधिक प्रभावित करता है। 

शोध में पाया गया है कि WC पाउडर के गुण W पाउडर की तुलना में प्रतिबंधित हैं। डब्ल्यू पाउडर को डब्ल्यूसी बनाने के लिए कार्बोनाइज्ड करने के बाद, कण आकार में थोड़ा बदलाव होता है। मोटे, मध्यम और महीन कण आकार के डब्ल्यूसी पाउडर का उत्पादन करने के लिए, मोटे, मध्यम और महीन कण वाले डब्ल्यू पाउडर का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। असमान डब्ल्यू पाउडर कार्बोनाइजेशन के परिणामस्वरूप असमान डब्ल्यूसी पाउडर बनता है। मोटे, मध्यम और महीन कण डब्ल्यू पाउडर के कार्बोनाइजेशन के बाद पाउडर कण आकार में परिवर्तन तालिका 4-3 में दिखाए गए हैं।

विभिन्न उपयोगकर्ताओं के बीच टंगस्टन पाउडर कण आकार की आवश्यकताएं अलग-अलग होती हैं। कठोर मिश्र धातु क्षेत्र के लिए, विभिन्न प्रयोजनों के लिए उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रकार के कठोर मिश्र धातुओं के लिए, उपयोग किए जाने वाले डब्ल्यूसी पाउडर के विभिन्न कण आकारों के कारण, कच्चे माल डब्ल्यू पाउडर के औसत कण आकार और कण आकार संरचना के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं। सभी काटने वाले उपकरणों के लिए डब्ल्यू पाउडर और डब्ल्यूसी पाउडर की आवश्यकता होती है ताकि कण का आकार महीन हो और कण आकार का वितरण संकीर्ण हो। प्रभाव उपकरणों के लिए आवश्यक है कि डब्ल्यू पाउडर और डब्ल्यूसी पाउडर मोटे हों, साथ ही व्यापक कण आकार वितरण भी हो। मोटे अनाज वाले डब्ल्यूसी को तैयार करने के लिए उपयोग किया जाने वाला औसत कण आकार 25.8 माइक्रोमीटर है। डब्ल्यू पाउडर का प्रतिनिधि कण आकार वितरण चित्र 4-1 में दिखाया गया है।

टंगस्टन सामग्री प्रसंस्करण के लिए, टंगस्टन पाउडर के औसत कण आकार और कण आकार वितरण का बाद के उत्पादों के दबाव प्रदर्शन, हरे शरीर के घनत्व (दबाए गए शरीर के रूप में भी जाना जाता है), और सिंटरिंग प्रदर्शन पर प्रभाव पड़ता है। छोटे पाउडर कण आकार और अधिक जटिल आकार के परिणामस्वरूप कणों के बीच अधिक घर्षण होगा, जिससे हरे शरीर के घनत्व में कमी आएगी। कण आकार वितरण जितना संकीर्ण होगा, कण उतने ही अधिक शिथिल रूप से व्यवस्थित होंगे। एक व्यापक कण आकार वितरण, या यहां तक ​​​​कि विभिन्न औसत कण आकारों के पाउडर को मिलाकर, बेहतर कण व्यवस्था प्राप्त की जा सकती है और उच्च हरित शरीर की ताकत प्राप्त की जा सकती है। टंगस्टन सामग्री प्रसंस्करण क्षेत्र में, टंगस्टन पाउडर का औसत कण आकार आम तौर पर 2 से 6 माइक्रोन की सीमा के भीतर होना आवश्यक है। 

पाउडर कण आकार और कण आकार वितरण निर्धारित करने के लिए कई विधियाँ हैं। टंगस्टन पाउडर में फिशर उपकरण और लेजर कण आकार विश्लेषक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इन दो माप विधियों के अलग-अलग सिद्धांतों के कारण, एक ही पाउडर से प्राप्त मापा मूल्य भिन्न हो सकते हैं। इसलिए, टंगस्टन पाउडर के कण आकार को आम तौर पर फिशर के औसत कण आकार या लेजर के औसत कण आकार के रूप में बताया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि "आपूर्ति की गई स्थिति" टंगस्टन पाउडर में आमतौर पर ढेर की अलग-अलग डिग्री होती है, जो उत्पादन स्थितियों से संबंधित होती है। ऐसे नमूनों का उपयोग करके मापा गया टंगस्टन पाउडर का औसत कण आकार पाउडर के वास्तविक कण आकार से भिन्न हो सकता है। उदाहरण के लिए, "प्रदत्त अवस्था" में कुछ सुस्त महीन टंगस्टन पाउडर का कण आकार 1-2 μm है, और डीपोलाइमराइजेशन और फैलाव के बाद, मान 0.4-0.5 μm तक गिर जाता है। 1-10 माइक्रोन की सीमा में कण आकार वाले टंगस्टन पाउडर के लिए, ज्यादातर मामलों में, "आपूर्ति स्थिति" कण आकार को मापने से उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है। सबमाइक्रोन टंगस्टन पाउडर और मोटे टंगस्टन पाउडर के लिए, कणों के आकार को अधिक सटीक रूप से चिह्नित करने के लिए, औसत कण आकार और कण आकार वितरण परीक्षणों के लिए "पीसने की स्थिति" नमूनों का उपयोग किया जाना चाहिए। 

टीटंगस्टन पाउडर का कण आकार वितरण उसके कण आकार से संबंधित है। आम तौर पर, टंगस्टन पाउडर का औसत कण आकार जितना बड़ा होगा, कण आकार वितरण उतना ही व्यापक होगा। किसी दिए गए कण आकार के लिए, उत्पादन में, गीले हाइड्रोजन का उपयोग करने या टंगस्टन ऑक्साइड में क्षार धातु यौगिकों को जोड़ने जैसी विधियां कण आकार को बड़ा कर सकती हैं और कण आकार वितरण सीमा को अधिक संकीर्ण रूप से नियंत्रित कर सकती हैं। कण आकार वितरण का निर्धारण अक्सर "जमीनी स्थिति" नमूनों का उपयोग करके किया जाता है। 

टंगस्टन पाउडर का औसत कण आकार आमतौर पर इसके व्यास (माइक्रोमीटर में) द्वारा व्यक्त किया जाता है। हालाँकि, उत्पादन अभ्यास में, कुछ अर्ध-मात्रात्मक अवधारणाओं का अक्सर उपयोग किया जाता है। सामान्य वर्गीकरण में शामिल हैं: 

बहुत मोटे कण: औसत कण आकार > 30 μm; 

30 μm; 

मोटे कण: औसत कण आकार 10 से 30 माइक्रोमीटर; 

मध्यम आकार के कण: औसत कण का आकार 3 से 10 माइक्रोमीटर; 

सूक्ष्म कण: औसत कण आकार 0.5 - 3 μm; 

अति सूक्ष्म कण: औसत कण आकार

(2) एकत्रीकरण की डिग्री

पाउडर के एकत्रीकरण की डिग्री आमतौर पर "आपूर्ति की गई स्थिति" पाउडर और "जमीनी स्थिति" पाउडर के बीच कण आकार में अंतर से विशेषता होती है। महीन टंगस्टन पाउडर की एकत्रीकरण डिग्री आम तौर पर मोटे टंगस्टन पाउडर की तुलना में अधिक होती है। टंगस्टन सामग्री के उत्पादन के लिए, एकत्रीकरण की डिग्री सीधे हरे टुकड़े की ताकत को प्रभावित करती है। डब्ल्यूसी उत्पादन प्रक्रिया में, डब्ल्यू पाउडर की एकत्रीकरण डिग्री कार्बन वितरण की एकरूपता पर प्रभाव डालती है। 

(3) कण आकारिकी

टंगस्टन पाउडर के कण आकारिकी का उसके दबाने के प्रदर्शन और हरे शरीर की ताकत पर प्रभाव पड़ता है। अनियमित कण आकारिकी से कणों के बीच अंतर्संबंध होता है, जिससे हरे शरीर की ताकत बढ़ती है। गोलाकार टंगस्टन पाउडर में अच्छी तरलता होती है और यह छिड़काव सामग्री के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। इसी प्रकार, WC तैयार करते समय, टंगस्टन पाउडर की आकृति विज्ञान भी WC पाउडर की आकृति विज्ञान को प्रभावित करता है। 

(4) विशिष्ट सतह क्षेत्र

टंगस्टन पाउडर के एक इकाई द्रव्यमान के कुल सतह क्षेत्र को टंगस्टन पाउडर के विशिष्ट सतह क्षेत्र के रूप में जाना जाता है, जिसे आमतौर पर m2·g-1 की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। टंगस्टन पाउडर का विशिष्ट सतह क्षेत्र आमतौर पर 0.01 से 12 m2·g-1 तक होता है। यह अप्रत्यक्ष रूप से टंगस्टन पाउडर के कण आकार और आकारिकी को दर्शाता है और टंगस्टन पाउडर की कार्बोनाइजेशन प्रक्रिया के दौरान गैसीय और ठोस पदार्थों के साथ सिंटरिंग गतिविधि, विघटन विशेषताओं और प्रतिक्रिया क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक है। 

(5) ढीला घनत्व और सघन घनत्व

टंगस्टन पाउडर का ढीला घनत्व और सघन घनत्व पाउडर के औसत कण आकार में वृद्धि के साथ बढ़ता है। एक निश्चित कारखाने द्वारा उत्पादित टंगस्टन पाउडर के ढीले घनत्व और उसके फिशर के औसत कण आकार के बीच संबंध तालिका 4-4 में दिखाया गया है। पाउडर का कण आकार वितरण जितना संकीर्ण होगा, कण आकारिकी उतनी ही जटिल होगी, और एकत्रीकरण जितना गंभीर होगा, ढीला घनत्व उतना ही छोटा होगा। आम तौर पर, इसे नियंत्रित करने के लिए कटौती प्रक्रिया के प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित किया जा सकता है।

(6) तरलता

टंगस्टन पाउडर की तरलता कण आकार, कण आकार वितरण और कण आकारिकी से प्रभावित होती है। पाउडर के कण जितने मोटे होंगे, कण उतने ही गोल होंगे और सतह जितनी चिकनी होगी, तरलता उतनी ही बेहतर होगी। टंगस्टन पाउडर की तरलता आमतौर पर हॉल प्रवाह दर द्वारा मापी जाती है, जिसे हॉल फ्लो मीटर में एक निर्दिष्ट छोटे छेद के माध्यम से 50 ग्राम टंगस्टन पाउडर प्रवाहित होने में लगने वाले समय के रूप में व्यक्त किया जाता है। पाउडर की तरलता सीधे दबाने की प्रक्रिया के दौरान वॉल्यूमेट्रिक लोडिंग और डाई-कास्ट घनत्व की एकरूपता को प्रभावित करती है। 

(7)संपीडनशीलता

संपीडनशीलता से तात्पर्य निर्दिष्ट दबाव स्थितियों के तहत टंगस्टन पाउडर को संपीड़ित करने की क्षमता से है। इसे आमतौर पर निर्दिष्ट स्नेहन स्थितियों के तहत मानक सांचों में मापा जाता है, और निर्दिष्ट दबाव के तहत दबाए गए उत्पाद के पाउडर के घनत्व द्वारा व्यक्त किया जाता है। इसे एक वक्र ग्राफ़ द्वारा भी दर्शाया जा सकता है जो दबाने वाले दबाव के साथ दबाए गए उत्पाद घनत्व में परिवर्तन दिखाता है। 

(8) फॉर्मेबिलिटी