Volframo metalo miltelių savybės

Volframo miltelių veikimas turi didelę įtaką tolesnių produktų apdorojimo našumui ir kokybei. Todėl tiek kietojo lydinio laukas, tiek volframo medžiagų apdorojimo laukas iškėlė atitinkamus žaliavinio volframo miltelių cheminio grynumo ir fizinių savybių reikalavimus, ypač fizinių savybių reikalavimai tampa vis aukštesni. 

Cheminis grynumas

Gaminant cementinio karbido ir volframo gaminius, reikalaujama, kad volframo miltelių cheminis grynumas būtų palyginti aukštas. Volframo milteliuose esantys priemaišų likučiai turi įtakos gaminių apdorojimo ir aptarnavimo našumui. Poveikis yra labai sudėtingas, kai kurie yra žalingi, o kiti yra naudingi. Dabartiniai tyrimai rodo, kad Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al ir Mo gali sumažinti lydinio stiprumą, o K ir Na skatina WC grūdelių augimą. Kita vertus, V ir Cr stabdo grūdų augimą. Jei Mo kiekis WO viršija 0,5%, tai sumažins lydinio stiprumą lenkiant. Daugumoje šiuo metu gaminamų volframo miltelių rūšių metalinių priemaišų (išskyrus pridėtas kaip priedai) kiekis svyruoja nuo kelių dalių dešimtyje tūkstančių iki kelių šimto tūkstančių dalių. 

Volframo milteliuose esantis deguonis gali reaguoti su karbidais, sugerdamas anglį iš karbidų ir sukeldamas cementuoto karbido dekarbonizaciją. Kai lydinys smarkiai dekarbonizuojamas, atsiranda γ fazė, todėl lydinys tampa trapus. Po reakcijos išsiskiriančios dujos padidina lydinio poringumą ir sumažina jo stiprumą. Priklausomai nuo skirtingų redukcijos procesų ir įrangos, deguonies kiekis volframo milteliuose paprastai yra nuo 0,05% iki 0,5%, o jis didėja mažėjant volframo miltelių dalelių dydžiui ir didėjant specifiniam paviršiaus plotui. Todėl reikalavimas dėl deguonies kiekio smulkiagrūdžiuose volframo milteliuose turi būti atitinkamai sumažintas. Cheminio grynumo reikalavimai volframo milteliams pateikti 4-1 lentelėje, o deguonies kiekio reikalavimai pateikti 4-2 lentelėje.

Volframo milteliuose esantys priemaišų elementai gali atsirasti iš žaliavų arba patekti į gamybos procesą. Todėl labai svarbu užkirsti kelią medžiagų užteršimui proceso metu. Pavyzdžiui, gaminant volframo miltelius, naudojant APT kaip žaliavą, medžiagos tiesiogiai liečiasi su deginimo krosnimi, redukcijos krosnies vamzdžiais ir tigliais, todėl padidėja priemaišų, tokių kaip Fe, Ni, Cr ir Si, kiekis ir sumažėja cheminis grynumas. Kai jų turinys pasiekia tam tikrą lygį arba jie sujungiami iki pakankamo dydžio, jie gali tapti defektų šaltiniais vėlesniam apdorojimui ar naudojimui. Todėl norint užtikrinti volframo miltelių grynumą, be griežtos žaliavos APT kokybės kontrolės, taip pat labai svarbu užkirsti kelią užteršimui proceso metu. 

2. Fizinės savybės

Metalinio volframo miltelių fizinės savybės daugiausia apima vidutinį dalelių dydį, dalelių dydžio pasiskirstymą, dalelių agregacijos laipsnį, dalelių morfologiją, specifinį paviršiaus plotą, tūrinį tankį, sutankintą tankį ir Hall srauto greitį ir kt. 

(Vidutinis dalelių dydis ir dalelių dydžio pasiskirstymas)

Nesvarbu, ar tai yra cementuotas karbidas, ar volframo gaminiai, yra griežti reikalavimai dėl volframo miltelių vidutinio dalelių dydžio ir dalelių dydžio pasiskirstymo. Cementuoto karbido srityje W miltelių dalelių dydis ir dalelių dydžio pasiskirstymas tiesiogiai veikia pagamintų WC miltelių dalelių dydį ir dalelių dydžio pasiskirstymą. WC miltelių dalelių dydis dar labiau įtakoja cementuoto karbido gaminių veikimą. 

Tyrimas parodė, kad WC miltelių savybes riboja W miltelių savybės. Kai W milteliai karbonizuojami, kad susidarytų WC, dalelių dydis šiek tiek pasikeičia. Stambių, vidutinių ir smulkių dalelių WC milteliams gaminti reikia naudoti stambių, vidutinių ir smulkių dalelių W miltelius. Netolygus W miltelių karbonizavimas lemia netolygius WC miltelius. Miltelių dalelių dydžio pokyčiai po stambių, vidutinių ir smulkių W miltelių karbonizacijos parodyti 4-3 lentelėje.

Volframo miltelių dalelių dydžio reikalavimai skirtingiems vartotojams skiriasi. Kietojo lydinio lauke, įvairių tipų kietiesiems lydiniams, naudojamiems įvairiems tikslams, dėl skirtingų naudojamų tualeto miltelių dalelių dydžių yra skirtingi reikalavimai žaliavos W miltelių vidutiniam dalelių dydžiui ir dalelių dydžio sudėčiai. Visiems pjovimo įrankiams reikia, kad W ir WC milteliai būtų smulkaus dydžio ir siauro dalelių dydžio pasiskirstymo. Smūginiams įrankiams reikia, kad W ir WC milteliai būtų stambūs, o dalelių dydis būtų platesnis. Vidutinis stambiagrūdžio WC ruošimui naudojamas dalelių dydis yra 25,8 μm. Tipinis W miltelių dalelių dydžio pasiskirstymas parodytas 4-1 paveiksle.

Apdorojant volframo medžiagas, vidutinis volframo miltelių dalelių dydis ir dalelių dydžio pasiskirstymas turi įtakos tolesnių gaminių presavimui, žalio korpuso (taip pat žinomo kaip presuoto korpuso) tankiui ir sukepinimo našumui. Mažesnis miltelių dalelių dydis ir sudėtingesnės formos sukels didesnę dalelių trintį, todėl sumažės žalio kūno tankis. Kuo siauresnis dalelių dydžio pasiskirstymas, tuo laisviau dalelės išsidėsto. Platesnis dalelių dydžio pasiskirstymas arba net skirtingų vidutinių dalelių dydžių miltelių maišymas gali pasiekti geresnį dalelių išdėstymą ir didesnį žalios kūno stiprumą. Volframo medžiagų apdorojimo srityje vidutinis volframo miltelių dalelių dydis paprastai turi būti nuo 2 iki 6 μm. 

Yra daug būdų, kaip nustatyti miltelių dalelių dydį ir dalelių dydžio pasiskirstymą. Fišerio aparatas ir lazerinis dalelių dydžio analizatorius plačiai naudojami volframo milteliuose. Tačiau dėl skirtingų šių dviejų matavimo metodų principų išmatuotos vertės, gautos naudojant tuos pačius miltelius, gali skirtis. Todėl volframo miltelių dalelių dydis paprastai turėtų būti nurodytas kaip Fischers vidutinis dalelių dydis arba lazerio vidutinis dalelių dydis. Be to, reikėtų pažymėti, kad „tiekiamų“ volframo miltelių aglomeracijos laipsnis paprastai yra įvairus, o tai susiję su gamybos sąlygomis. Vidutinis volframo miltelių dalelių dydis, išmatuotas naudojant tokius mėginius, gali skirtis nuo tikrojo miltelių dalelių dydžio. Pavyzdžiui, kai kurių nuobodu smulkių volframo miltelių dalelių dydis „tiekiamoje būsenoje“ yra 1–2 μm, o po depolimerizacijos ir dispersijos vertė sumažėja iki 0,4–0,5 μm. Volframo milteliams, kurių dalelių dydis svyruoja nuo 1 iki 10 μm, daugeliu atvejų išmatuojant „tiekiamos būklės“ dalelių dydį galima atitikti gamybos reikalavimus. Submikroniniams volframo milteliams ir stambesniems volframo milteliams, siekiant tiksliau apibūdinti dalelių dydį, vidutinio dalelių dydžio ir dalelių dydžio pasiskirstymo bandymams turi būti naudojami "šlifavimo būsenos" mėginiai. 

Tvolframo miltelių dalelių pasiskirstymas yra susijęs su jo dalelių dydžiu. Paprastai kuo didesnis vidutinis volframo miltelių dalelių dydis, tuo platesnis dalelių dydžio pasiskirstymas. Tam tikro dydžio dalelių gamyboje tokie metodai kaip šlapio vandenilio naudojimas arba šarminių metalų junginių įdėjimas į volframo oksidą gali padidinti dalelių dydį ir siauriau kontroliuoti dalelių dydžio pasiskirstymo diapazoną. Dalelių dydžio pasiskirstymas dažnai nustatomas naudojant "pagrindinės būklės" mėginius. 

Vidutinis volframo miltelių dalelių dydis paprastai išreiškiamas jo skersmeniu (mikrometrais). Tačiau gamybos praktikoje dažnai naudojamos kai kurios pusiau kiekybinės sąvokos. Bendros klasifikacijos apima: 

Labai stambios dalelės: Vidutinis dalelių dydis > 30 μm; 

30 μm; 

Stambios dalelės: Vidutinis dalelių dydis nuo 10 iki 30 μm; 

Vidutinio dydžio dalelės: Vidutinis dalelių dydis nuo 3 iki 10 μm; 

Smulkios dalelės: Vidutinis dalelių dydis 0,5 - 3 μm; 

Itin smulkios dalelės: vidutinis dalelių dydis

(2) Aggregation degree

Miltelių agregacijos laipsnis paprastai apibūdinamas dalelių dydžio skirtumu tarp „tiekiamų“ miltelių ir „pagrindinės būsenos“ miltelių. Smulkių volframo miltelių agregacijos laipsnis paprastai yra didesnis nei stambių volframo miltelių. Volframo medžiagų gamybai agregacijos laipsnis tiesiogiai veikia žalio gabalo stiprumą. WC gamybos procese w miltelių agregacijos laipsnis turi įtakos anglies pasiskirstymo tolygumui. 

(3) Particle morphology

Volframo miltelių dalelių morfologija turi įtakos jo spaudimui ir žalio korpuso stiprumui. Dėl netaisyklingos dalelių morfologijos dalelės susilieja, taip padidindamos žaliojo kūno stiprumą. Sferiniai volframo milteliai turi gerą sklandumą ir yra ypač tinkami medžiagoms purkšti. Panašiai, ruošiant WC, volframo miltelių morfologija taip pat turi įtakos tualeto miltelių morfologijai. 

(4) Specifinis paviršiaus plotas

Bendras volframo miltelių masės vieneto paviršiaus plotas vadinamas savituoju volframo miltelių paviršiaus plotu, kuris paprastai išreiškiamas m2·g-1 vienetais. Specifinis volframo miltelių paviršiaus plotas paprastai svyruoja nuo 0,01 iki 12 m2·g-1. Jis netiesiogiai atspindi volframo miltelių dalelių dydį ir morfologiją ir yra svarbus rodiklis vertinant sukepinimo aktyvumą, tirpimo charakteristikas ir gebėjimą reaguoti su dujinėmis ir kietomis medžiagomis volframo miltelių karbonizacijos proceso metu. 

(5) Laisvas tankis ir sutankintas tankis

Volframo miltelių laisvas tankis ir sutankintas tankis didėja didėjant vidutiniam miltelių dalelių dydžiui. Ryšys tarp volframo miltelių, pagamintų tam tikroje gamykloje, tankio ir jo Fišerio vidutinio dalelių dydžio parodytas 4-4 lentelėje. Kuo siauresnis miltelių dalelių dydžio pasiskirstymas, tuo sudėtingesnė dalelių morfologija ir kuo sunkesnė agregacija, tuo mažesnis birus tankis. Paprastai redukcijos proceso parametrus galima reguliuoti, kad būtų galima jį valdyti.

(6) Fluidity

Volframo miltelių sklandumui įtakos turi dalelių dydis, dalelių dydžio pasiskirstymas ir dalelių morfologija. Kuo stambesnės miltelių dalelės, tuo apvalesnės dalelės, o paviršius lygesnis, tuo geresnis sklandumas. Volframo miltelių sklandumas paprastai matuojamas Holo srauto greičiu, kuris išreiškiamas kaip laikas, per kurį 50 g volframo miltelių prateka per nurodytą mažą Holo srauto matuoklio angą. Miltelių sklandumas tiesiogiai veikia tūrinę apkrovą presavimo proceso metu ir liejimo tankio vienodumą. 

(7)Suspaudžiamumas

Suspaudžiamumas reiškia volframo miltelių gebėjimą suspausti tam tikromis presavimo sąlygomis. Paprastai jis matuojamas standartinėse formose tam tikromis tepimo sąlygomis ir išreiškiamas presuoto produkto miltelių tankiu esant nurodytam slėgiui. Jis taip pat gali būti pavaizduotas kreivės grafiku, rodančiu presuoto produkto tankio pokytį su presavimo slėgiu. 

(8) Formavimas