Eigenschappen van wolfraammetaalpoeder

De prestaties van wolfraampoeder hebben een aanzienlijke invloed op de verwerkingsprestaties en kwaliteit van daaropvolgende producten. Daarom hebben zowel het harde legeringsveld als het wolfraammateriaalverwerkingsveld overeenkomstige eisen gesteld aan de chemische zuiverheid en fysische eigenschappen van ruw wolfraampoeder, vooral de eisen aan fysische eigenschappen worden steeds hoger. 

Chemische zuiverheid

Bij de vervaardiging van gecementeerde carbide- en wolfraamproducten moet de chemische zuiverheid van wolfraampoeder relatief hoog zijn. De resterende onzuiverheidselementen in wolfraampoeder hebben invloed op de verwerkingsprestaties en serviceprestaties van de producten. De invloed is zeer complex, waarbij sommige schadelijk en andere nuttig zijn. Huidig ​​onderzoek suggereert dat Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al en Mo de sterkte van de legering kunnen verminderen, terwijl K en Na de groei van WC-korrels bevorderen. V en Cr remmen daarentegen de groei van granen. Als het Mo-gehalte in WO 0,5% overschrijdt, zal dit een afname van de buigsterkte van de legering veroorzaken. In de meeste wolfraampoedervariëteiten die momenteel worden geproduceerd, ligt het gehalte aan resterende metallische onzuiverheden (exclusief die welke als additieven zijn toegevoegd) in het bereik van enkele delen per tienduizend tot enkele delen per honderdduizend. 

Zuurstof in wolfraampoeder kan reageren met carbiden, waarbij koolstof uit carbiden wordt geabsorbeerd en ontkoling van gecementeerd carbide wordt veroorzaakt. Wanneer de legering ernstig wordt ontkoold, verschijnt de γ-fase, waardoor de legering bros wordt. Het gas dat vrijkomt bij de reactie verhoogt de porositeit van de legering en vermindert de sterkte ervan. Afhankelijk van de verschillende reductieprocessen en apparatuur ligt het zuurstofgehalte in wolfraampoeder doorgaans tussen 0,05% en 0,5%, en neemt het toe met de afname van de deeltjesgrootte van wolfraampoeder en de toename van het specifieke oppervlak. Daarom moet de eis voor het zuurstofgehalte in fijnkorrelig wolfraampoeder op passende wijze worden versoepeld. De chemische zuiverheidseisen voor wolfraampoeder worden weergegeven in Tabel 4-1, en de vereisten voor het zuurstofgehalte worden weergegeven in Tabel 4-2.

De onzuiverheidselementen in wolfraampoeder kunnen afkomstig zijn van de grondstoffen of tijdens het productieproces worden geïntroduceerd. Daarom is het voorkomen van verontreiniging van materialen tijdens het proces van groot belang. Bij de productie van wolfraampoeder met APT als grondstof komen de materialen bijvoorbeeld in direct contact met de calcineringsoven, reductieovenbuizen en smeltkroezen, wat resulteert in een toename van het gehalte aan onzuiverheden zoals Fe, Ni, Cr en Si, en een afname van de chemische zuiverheid. Wanneer hun inhoud een bepaald niveau bereikt of tot een voldoende omvang is samengevoegd, kunnen ze een bron van gebreken worden voor latere verwerking of gebruik. Om de zuiverheid van wolfraampoeder te garanderen, is het daarom, naast het strikt controleren van de kwaliteit van de grondstof APT, ook erg belangrijk om verontreiniging tijdens het proces te voorkomen. 

2. Fysieke eigenschappen

De fysische eigenschappen van metallisch wolfraampoeder omvatten voornamelijk de gemiddelde deeltjesgrootte, deeltjesgrootteverdeling, deeltjesaggregatiegraad, deeltjesmorfologie, specifiek oppervlak, bulkdichtheid, gecompacteerde dichtheid en Hall-stroomsnelheid, enz. 

(Gemiddelde deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling)

Of het nu gaat om gecementeerd carbide of wolfraamproducten, er zijn strenge eisen aan de gemiddelde deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling van wolfraampoeder. Op het gebied van gecementeerd carbide hebben de deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling van W-poeder rechtstreeks invloed op de deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling van het geproduceerde WC-poeder. De deeltjesgrootte van WC-poeder beïnvloedt verder de prestaties van de gecementeerde carbideproducten. 

Uit het onderzoek is gebleken dat de eigenschappen van WC-poeder beperkt zijn door die van W-poeder. Nadat W-poeder is gecarboniseerd om WC te vormen, ondergaat de deeltjesgrootte een kleine verandering. Om WC-poeder met grove, medium en fijne deeltjesgroottes te produceren, moet W-poeder met grove, medium en fijne deeltjes worden gebruikt. Ongelijkmatige W-poedercarbonisatie resulteert in ongelijkmatig WC-poeder. De veranderingen in de deeltjesgrootte van het poeder na de carbonisatie van W-poeder met grove, medium en fijne deeltjes worden weergegeven in Tabel 4-3.

De vereisten voor de deeltjesgrootte van wolfraampoeder variëren tussen verschillende gebruikers. Op het gebied van harde legeringen zijn er voor verschillende soorten harde legeringen die voor verschillende doeleinden worden gebruikt, vanwege de verschillende deeltjesgroottes van het gebruikte WC-poeder, verschillende eisen voor de gemiddelde deeltjesgrootte en deeltjesgroottesamenstelling van het grondstof W-poeder. Alle snijgereedschappen vereisen dat het W-poeder en WC-poeder een fijne deeltjesgrootte en een smalle deeltjesgrootteverdeling hebben. Impactgereedschappen vereisen dat het W-poeder en WC-poeder grof zijn, met een bredere deeltjesgrootteverdeling. De gemiddelde deeltjesgrootte die wordt gebruikt voor de bereiding van grofkorrelig WC is 25,8 μm. De representatieve deeltjesgrootteverdeling van het W-poeder wordt getoond in Figuur 4-1.

Voor de verwerking van wolfraammateriaal hebben de gemiddelde deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling van wolfraampoeder invloed op de persprestaties van de daaropvolgende producten, de dichtheid van het groene lichaam (ook bekend als het geperste lichaam) en de sinterprestaties. Een kleinere poederdeeltjesgrootte en complexere vormen zullen resulteren in grotere wrijving tussen deeltjes, wat leidt tot een afname van de dichtheid van het groene lichaam. Hoe smaller de deeltjesgrootteverdeling, hoe losser de deeltjes zijn gerangschikt. Een bredere deeltjesgrootteverdeling, of zelfs het mengen van poeders met verschillende gemiddelde deeltjesgroottes, kan een betere deeltjesrangschikking bereiken en een hogere groene lichaamssterkte verkrijgen. Op het gebied van de verwerking van wolfraammateriaal moet de gemiddelde deeltjesgrootte van wolfraampoeder in het algemeen binnen het bereik van 2 tot 6 μm liggen. 

Er zijn veel methoden voor het bepalen van de deeltjesgrootte en de deeltjesgrootteverdeling van poeder. Het Fischers-apparaat en de laserdeeltjesgrootte-analysator worden veel gebruikt in wolfraampoeder. Vanwege de verschillende principes van deze twee meetmethoden kunnen de gemeten waarden die uit hetzelfde poeder worden verkregen echter variëren. Daarom moet de deeltjesgrootte van wolfraampoeder in het algemeen worden vermeld als de gemiddelde deeltjesgrootte van Fischers of de gemiddelde deeltjesgrootte van de laser. Bovendien moet worden opgemerkt dat wolfraampoeder in "geleverde toestand" gewoonlijk een verschillende mate van agglomeratie heeft, wat verband houdt met de productieomstandigheden. De gemiddelde deeltjesgrootte van wolfraampoeder gemeten met behulp van dergelijke monsters kan verschillen van de werkelijke deeltjesgrootte van het poeder. De deeltjesgrootte van een of ander dof fijn wolfraampoeder in de "geleverde staat" is bijvoorbeeld 1-2 μm, en na depolymerisatie en dispersie daalt de waarde tot 0,4-0,5 μm. Voor wolfraampoeder met deeltjesgroottes in het bereik van 1-10 μm kan in de meeste gevallen het meten van de deeltjesgrootte in "geleverde toestand" aan de productievereisten voldoen. Voor submicron wolfraampoeder en grover wolfraampoeder moeten, om de grootte van de deeltjes nauwkeuriger te karakteriseren, monsters in "maaltoestand" worden gebruikt voor tests van de gemiddelde deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling. 

TDe deeltjesgrootteverdeling van wolfraampoeder houdt verband met de deeltjesgrootte. Over het algemeen geldt dat hoe groter de gemiddelde deeltjesgrootte van wolfraampoeder is, hoe breder de deeltjesgrootteverdeling. Voor een gegeven deeltjesgrootte kunnen bij de productie methoden zoals het gebruik van natte waterstof of het toevoegen van alkalimetaalverbindingen aan het wolfraamoxide de deeltjesgrootte groter maken en het bereik van de deeltjesgrootteverdeling nauwer regelen. De bepaling van de deeltjesgrootteverdeling wordt vaak uitgevoerd met behulp van "grondtoestand"-monsters. 

De gemiddelde deeltjesgrootte van wolfraampoeder wordt doorgaans uitgedrukt in de diameter (in micrometers). In de productiepraktijk worden echter vaak semi-kwantitatieve concepten gebruikt. De gemeenschappelijke classificaties zijn onder meer: 

Zeer grove deeltjes: gemiddelde deeltjesgrootte > 30 μm; 

30 μm; 

Grove deeltjes: gemiddelde deeltjesgrootte 10 tot 30 μm; 

Middelgrote deeltjes: gemiddelde deeltjesgrootte 3 tot 10 μm; 

Fijne deeltjes: gemiddelde deeltjesgrootte 0,5 - 3 μm; 

Ultrafijne deeltjes: gemiddelde deeltjesgrootte

(2) Aggregatiegraad

De aggregatiegraad van poeders wordt gewoonlijk gekenmerkt door het verschil in deeltjesgrootte tussen poeders in "geleverde toestand" en poeders in "gemalen toestand". De aggregatiegraad van fijn wolfraampoeder is over het algemeen hoger dan die van grof wolfraampoeder. Voor de productie van wolfraammateriaal heeft de aggregatiegraad rechtstreeks invloed op de sterkte van het groene stuk. In het WC-productieproces heeft de aggregatiegraad van w-poeder invloed op de uniformiteit van de koolstofverdeling. 

(3) Deeltjesmorfologie

De deeltjesmorfologie van wolfraampoeder heeft invloed op de persprestaties en de sterkte van het groene lichaam. Onregelmatige deeltjesmorfologie leidt tot in elkaar grijpende deeltjes, waardoor de sterkte van het groene lichaam wordt vergroot. Bolvormig wolfraampoeder heeft een goede vloeibaarheid en is bijzonder geschikt voor het spuiten van materialen. Op dezelfde manier beïnvloedt de morfologie van wolfraampoeder bij het bereiden van WC ook de morfologie van WC-poeder. 

(4) Specifiek oppervlak

Het totale oppervlak van een eenheidsmassa wolfraampoeder wordt het specifieke oppervlak van het wolfraampoeder genoemd, dat gewoonlijk wordt uitgedrukt in eenheden van m2·g-1. Het specifieke oppervlak van wolfraampoeder varieert doorgaans van 0,01 tot 12 m2·g-1. Het weerspiegelt indirect de deeltjesgrootte en morfologie van het wolfraampoeder en is een belangrijke indicator voor het evalueren van de sinteractiviteit, de oplossingskenmerken en het reactievermogen met gasvormige en vaste stoffen tijdens het carbonisatieproces van het wolfraampoeder. 

(5) Losse dichtheid en verdichte dichtheid

De losse dichtheid en de verdichte dichtheid van wolfraampoeder nemen toe met de toename van de gemiddelde deeltjesgrootte van het poeder. De relatie tussen de losse dichtheid van wolfraampoeder geproduceerd door een bepaalde fabriek en de gemiddelde deeltjesgrootte van de Fischers wordt weergegeven in Tabel 4-4. Hoe smaller de deeltjesgrootteverdeling van het poeder, hoe complexer de deeltjesmorfologie, en hoe ernstiger de aggregatie, hoe kleiner de losse dichtheid. Over het algemeen kunnen de procesparameters van het reductieproces worden aangepast om het te controleren.

(6) Vloeibaarheid

De vloeibaarheid van wolfraampoeder wordt beïnvloed door de deeltjesgrootte, deeltjesgrootteverdeling en deeltjesmorfologie. Hoe grover de poederdeeltjes, hoe ronder de deeltjes en hoe gladder het oppervlak, hoe beter de vloeibaarheid. De vloeibaarheid van wolfraampoeder wordt gewoonlijk gemeten aan de hand van de Hall-stroomsnelheid, die wordt uitgedrukt als de tijd die 50 g wolfraampoeder nodig heeft om door een specifiek klein gaatje in een Hall-stroommeter te stromen. De vloeibaarheid van het poeder heeft rechtstreeks invloed op de volumetrische belasting tijdens het persproces en op de uniformiteit van de gegoten dichtheid. 

(7)Samendrukbaarheid

Samendrukbaarheid verwijst naar het vermogen van wolfraampoeder om onder gespecificeerde persomstandigheden te worden gecomprimeerd. Het wordt gewoonlijk gemeten in standaardvormen onder gespecificeerde smeeromstandigheden, en wordt uitgedrukt in de poederdichtheid van het geperste product onder de gespecificeerde druk. Het kan ook worden weergegeven door een curvegrafiek die de verandering van de dichtheid van het geperste product met de persdruk weergeeft. 

(8) Vervormbaarheid