A volfrám fémpor tulajdonságai

A wolframpor teljesítménye jelentős hatással van a későbbi termékek feldolgozási teljesítményére és minőségére. Ezért mind a keményötvözet-mező, mind a volfrámanyag-feldolgozó terület megfelelő követelményeket támaszt a nyers volfrámpor kémiai tisztaságára és fizikai tulajdonságaira vonatkozóan, különösen a fizikai tulajdonságokra vonatkozó követelmények egyre magasabbak és magasabbak. 

Kémiai tisztaság

Cementált keményfém és volfrám termékek gyártása során a volfrámpor kémiai tisztaságának viszonylag magasnak kell lennie. A volfrámporban lévő maradék szennyező elemek hatással vannak a termékek feldolgozási és szolgáltatási teljesítményére. A hatás nagyon összetett, egyesek károsak, mások pedig hasznosak. A jelenlegi kutatások szerint a Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al és Mo csökkentheti az ötvözet szilárdságát, míg a K és a Na elősegíti a WC szemcsék növekedését. A V és a Cr viszont gátolja a szemek növekedését. Ha a WO Mo-tartalma meghaladja a 0,5%-ot, az az ötvözet hajlítószilárdságának csökkenését okozza. A legtöbb jelenleg gyártott wolframpor-fajta esetében a maradék fémszennyeződések (az adalékanyagként hozzáadottak kivételével) néhány tízezer és néhány százezer rész közötti tartományban vannak. 

A volfrámporban lévő oxigén reakcióba léphet a karbidokkal, elnyelve a karbidokból a szenet, és a cementált karbid szénmentesítését okozhatja. Amikor az ötvözet erősen szénmentesül, megjelenik a γ-fázis, ami törékennyé teszi az ötvözetet. A reakcióból felszabaduló gáz növeli az ötvözet porozitását és csökkenti annak szilárdságát. A különböző redukciós eljárásoktól és berendezésektől függően a volfrámpor oxigéntartalma általában 0,05% és 0,5% között van, és a wolframpor részecskeméretének csökkenésével és a fajlagos felület növekedésével nő. Ezért a finomszemcsés wolframpor oxigéntartalmára vonatkozó követelményt megfelelően enyhíteni kell. A volfrámpor kémiai tisztasági követelményeit a 4-1. táblázat, az oxigéntartalom követelményeit a 4-2. táblázat tartalmazza.

A wolframporban lévő szennyező elemek származhatnak a nyersanyagokból, vagy a gyártási folyamat során kerülhetnek be. Ezért nagyon fontos az anyagok szennyeződésének megelőzése a folyamat során. Például az APT-t nyersanyagként használó volfrámpor gyártása során az anyagok közvetlenül érintkeznek a kalcináló kemencével, a redukciós kemence csöveivel és az olvasztótégelyekkel, ami a szennyeződések, például a vas, a nikkel, a króm és a szilícium tartalmának növekedését, valamint a kémiai tisztaság csökkenését eredményezi. Amikor tartalmuk elér egy bizonyos szintet, vagy megfelelő méretűre aggregálódnak, a későbbi feldolgozás vagy felhasználás során hibaforrásokká válhatnak. Ezért a volfrámpor tisztaságának biztosítása érdekében az APT nyersanyag minőségének szigorú ellenőrzése mellett nagyon fontos a szennyeződés megakadályozása is a folyamat során. 

2. Fizikai tulajdonságok

A fém wolframpor fizikai tulajdonságai főként az átlagos részecskeméretet, a részecskeméret-eloszlást, a részecskék aggregációs fokát, a részecskemorfológiát, a fajlagos felületet, a térfogatsűrűséget, a tömörített sűrűséget és a Hall áramlási sebességet stb. 

(Átlagos részecskeméret és részecskeméret-eloszlás)

Akár keményfém, akár volfrám termékekről van szó, szigorú követelmények vonatkoznak a volfrámpor átlagos részecskeméretére és szemcseméret-eloszlására. A cementált karbid területén a W-por szemcsemérete és szemcseméret-eloszlása ​​közvetlenül befolyásolja az előállított WC-por szemcseméretét és szemcseméret-eloszlását. A WC-por szemcsemérete tovább befolyásolja a cementált keményfém termékek teljesítményét. 

A kutatás azt találta, hogy a WC-por tulajdonságait korlátozzák a W-por tulajdonságai. Miután a W por elszenesedett WC-vé, a részecskeméret enyhén megváltozik. Durva, közepes és finom szemcseméretű WC-por előállításához durva, közepes és finom szemcsés W-port kell használni. Az egyenetlen W-por elszenesedés egyenetlen WC-port eredményez. A durva, közepes és finom szemcsés W por elszenesedése után a por szemcseméretének változásait a 4-3. táblázat mutatja.

A wolframpor részecskeméretére vonatkozó követelmények a különböző felhasználóknál eltérőek. A keményötvözet területén, a különböző célokra használt különféle típusú keményötvözetek esetében a használt WC-por eltérő szemcsemérete miatt eltérő követelmények vonatkoznak a W-por nyersanyag átlagos szemcseméretére és szemcseméret-összetételére. Minden vágószerszámhoz a W-pornak és a WC-pornak finom szemcsemérettel és szűk részecskeméret-eloszlással kell rendelkeznie. Az ütőszerszámokhoz a W-pornak és a WC-pornak durvának kell lennie, szélesebb szemcseméret-eloszlással. A durva szemcsés WC készítéséhez használt átlagos szemcseméret 25,8 μm. A W-por reprezentatív részecskeméret-eloszlását a 4-1. ábra mutatja.

A wolframanyag-feldolgozásnál a volfrámpor átlagos részecskemérete és szemcseméret-eloszlása hatással van a következő termékek préselési teljesítményére, a zöld test sűrűségére (más néven préselt test) és a szinterezési teljesítményre. A kisebb porszemcseméret és az összetettebb formák nagyobb súrlódást eredményeznek a részecskék között, ami a zöld test sűrűségének csökkenéséhez vezet. Minél szűkebb a szemcseméret-eloszlás, annál lazábban helyezkednek el a részecskék. Szélesebb szemcseméret-eloszlással, vagy akár különböző átlagos szemcseméretű porok keverésével jobb szemcseelrendeződés érhető el, és nagyobb nyersanyag-szilárdság érhető el. A wolframanyag-feldolgozás területén a volfrámpor átlagos részecskeméretének általában 2-6 μm tartományban kell lennie. 

Számos módszer létezik a por szemcseméretének és részecskeméret-eloszlásának meghatározására. A Fischers készüléket és a lézeres részecskeméret-elemzőt széles körben használják a volfrámporban. A két mérési módszer eltérő elve miatt azonban az azonos porból kapott mért értékek eltérőek lehetnek. Ezért a wolframpor részecskeméretét általában Fischer-féle átlagos részecskeméretként vagy a lézer átlagos részecskeméreteként kell megadni. Ezenkívül meg kell jegyezni, hogy a „szállított állapotú” volfrámpor általában változó mértékű agglomerációval rendelkezik, ami a gyártási körülményektől függ. Az ilyen minták használatával mért volfrámpor átlagos részecskemérete eltérhet a por tényleges részecskeméretétől. Például néhány tompa finom wolframpor szemcsemérete "szállított állapotban" 1-2 μm, depolimerizáció és diszperzió után az érték 0,4-0,5 μm-re csökken. Az 1-10 μm-es részecskeméretű wolframpor esetében a legtöbb esetben a „szállított állapotú” részecskeméret mérésével lehet megfelelni a gyártási követelményeknek. A szubmikronos volfrámpor és a durvább volfrámpor esetében a részecskék méretének pontosabb jellemzése érdekében "őrlési állapotú" mintákat kell használni az átlagos szemcseméret és szemcseméret-eloszlás vizsgálatához. 

The particle size distribution of tungsten powder is related to its particle size. Generally, the larger the average particle size of tungsten powder, the wider the particle size distribution. Adott részecskeméret esetén a gyártás során az olyan eljárások, mint a nedves hidrogén használata vagy alkálifém-vegyületek hozzáadása a wolfram-oxidhoz, növelhetik a részecskeméretet, és szűkebben szabályozhatják a részecskeméret-eloszlási tartományt. A részecskeméret-eloszlás meghatározását gyakran "alapállapotú" minták felhasználásával végzik. 

The average particle size of tungsten powder is generally expressed by its diameter (in micrometers). A termelési gyakorlatban azonban gyakran használnak néhány félkvantitatív fogalmat. A közös osztályozások a következők: 

Very coarse particles: Average particle size > 30 μm; 

30 μm; 

Coarse particles: Average particle size 10 to 30 μm; 

Medium-sized particles: Average particle size 3 to 10 μm; 

Fine particles: Average particle size 0.5 - 3 μm; 

Ultrafinom részecskék: átlagos szemcseméret

(2) Aggregation degree

A porok aggregációs fokát általában a „szállított állapotú” porok és az „alapállapotú” porok közötti szemcseméret-különbség jellemzi. A finom wolframpor aggregációs foka általában magasabb, mint a durva volfrámporé. For tungsten material production, the aggregation degree directly affects the strength of the green piece. In the WC production process, the aggregation degree of w powder has an impact on the uniformity of carbon distribution. 

(3) Particle morphology

The particle morphology of tungsten powder has an impact on its pressing performance and the strength of the green body. A részecskék szabálytalan morfológiája a részecskék közötti összekapcsolódáshoz vezet, ezáltal fokozva a zöld test szilárdságát. Spherical tungsten powder has good fluidity and is particularly suitable for spraying materials. Similarly, when preparing WC, the morphology of tungsten powder also affects the morphology of WC powder. 

(4) Fajlagos felület

Az egységnyi tömegű volfrámpor teljes felületét a volfrámpor fajlagos felületének nevezzük, amelyet általában m2·g-1 egységekben fejeznek ki. The specific surface area of tungsten powder typically ranges from 0.01 to 12 m2·g-1. Közvetve tükrözi a volfrámpor részecskeméretét és morfológiáját, és fontos mutató a szinterezési aktivitás, az oldódási jellemzők, valamint a gáznemű és szilárd anyagokkal való reakcióképességének értékeléséhez a volfrámpor karbonizációs folyamata során. 

(5) Laza sűrűség és tömörített sűrűség

The loose density and compacted density of tungsten powder increase with the increase of the average particle size of the powder. Egy bizonyos gyár által előállított volfrámpor laza sűrűsége és a Fischer-féle átlagos szemcseméret közötti összefüggést a 4-4. táblázat mutatja. Minél szűkebb a por szemcseméret-eloszlása, annál bonyolultabb a szemcsemorfológia, és minél súlyosabb az aggregáció, annál kisebb a laza sűrűség. Generally, the process parameters of the reduction process can be adjusted to control it.

(6) Fluidity

A volfrámpor folyékonyságát a részecskeméret, a szemcseméret-eloszlás és a részecskemorfológia befolyásolja. Minél durvábbak a porszemcsék, annál kerekebbek a részecskék, és minél simább a felület, annál jobb a folyékonyság. A volfrámpor folyékonyságát általában Hall áramlási sebességgel mérik, amelyet annyi idővel fejeznek ki, amíg 50 g volfrámpor átfolyik egy Hall áramlásmérőben lévő meghatározott kis lyukon. The fluidity of the powder directly affects the volumetric loading during the pressing process and the uniformity of the die-cast density. 

(7)Összenyomhatóság

Az összenyomhatóság a wolframpor azon képességére vonatkozik, hogy meghatározott préselési körülmények között összenyomható. Általában szabványos formákban mérik meghatározott kenési feltételek mellett, és a préselt termék por sűrűségével fejezik ki meghatározott nyomáson. A préselési nyomás hatására a sajtolt termék sűrűségének változását ábrázoló görbe grafikonon is ábrázolható. 

(8) Alakíthatóság