Egenskaper til Tungsten Metal Powder

Ytelsen til wolframpulver har en betydelig innvirkning på prosessytelsen og kvaliteten til påfølgende produkter. Derfor har både hardlegeringsfeltet og wolframmaterialbehandlingsfeltet fremmet tilsvarende krav til den kjemiske renheten og fysiske egenskapene til rå wolframpulver, spesielt kravene til fysiske egenskaper blir høyere og høyere. 

Kjemisk renhet

Ved produksjon av sementert karbid og wolframprodukter kreves det at den kjemiske renheten til wolframpulver er relativt høy. De gjenværende urenhetselementene i wolframpulver har innvirkning på produktenes prosessytelse og serviceytelse. Påvirkningen er svært kompleks, med noen skadelige og noen fordelaktige. Aktuell forskning tyder på at Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al og Mo kan redusere styrken til legeringen, mens K og Na fremmer veksten av WC-korn. V og Cr, på den annen side, hemmer veksten av korn. Dersom Mo-innholdet i WO overstiger 0,5 %, vil det føre til en reduksjon i legeringens bøyestyrke. I de fleste wolframpulvervarianter som produseres i dag, er innholdet av gjenværende metalliske urenheter (unntatt de som er tilsatt som tilsetningsstoffer) i området fra noen få deler per ti tusen til noen få deler per hundre tusen. 

Oksygen i wolframpulver kan reagere med karbider, absorbere karbon fra karbider og forårsake avkarbonisering av sementert karbid. Når legeringen er kraftig avkarbonisert, vises γ-fasen, noe som gjør legeringen sprø. Gassen som frigjøres fra reaksjonen øker porøsiteten til legeringen og reduserer dens styrke. Avhengig av ulike reduksjonsprosesser og utstyr er oksygeninnholdet i wolframpulver generelt mellom 0,05 % og 0,5 %, og det øker med reduksjonen i wolframpulverpartikkelstørrelsen og økningen i spesifikt overflateareal. Derfor må kravet til oksygeninnhold i finkornet wolframpulver lempes på passende måte. Kravene til kjemisk renhet for wolframpulver er vist i Tabell 4-1, og kravene til oksygeninnhold er vist i Tabell 4-2.

Urenhetselementene i wolframpulver kan komme fra råvarene eller introduseres under produksjonsprosessen. Derfor er det av stor betydning å forhindre forurensning av materialer under prosessen. For eksempel, ved produksjon av wolframpulver ved bruk av APT som råmateriale, kommer materialene i direkte kontakt med kalsineringsovnen, reduksjonsovnsrør og digler, noe som resulterer i en økning i innholdet av urenheter som Fe, Ni, Cr og Si, og en reduksjon i kjemisk renhet. Når innholdet deres når et visst nivå eller de samler seg til en tilstrekkelig størrelse, kan de bli kilder til defekter for senere behandling eller bruk. Derfor, for å sikre renheten til wolframpulver, i tillegg til å strengt kontrollere kvaliteten på råmaterialet APT, er det også veldig viktig å forhindre forurensning under prosessen. 

2. Fysiske egenskaper

De fysiske egenskapene til metallisk wolframpulver inkluderer hovedsakelig gjennomsnittlig partikkelstørrelse, partikkelstørrelsesfordeling, partikkelaggregeringsgrad, partikkelmorfologi, spesifikt overflateareal, bulkdensitet, komprimert tetthet og Hall-strømningshastighet, etc. 

(Gjennomsnittlig partikkelstørrelse og partikkelstørrelsesfordeling)

Enten det er sementert karbid eller wolframprodukter, er det strenge krav til gjennomsnittlig partikkelstørrelse og partikkelstørrelsesfordeling av wolframpulver. Innenfor sementert karbid påvirker partikkelstørrelsen og partikkelstørrelsesfordelingen til W-pulver direkte partikkelstørrelsen og partikkelstørrelsesfordelingen til det produserte WC-pulveret. Partikkelstørrelsen til WC-pulveret påvirker yteevnen til de sementerte karbidproduktene ytterligere. 

Forskningen har funnet at egenskapene til WC-pulver er begrenset av egenskapene til W-pulver. Etter at W-pulver er karbonisert for å danne WC, gjennomgår partikkelstørrelsen en liten endring. For å produsere WC-pulver av grove, middels og fine partikkelstørrelser, må det brukes grovt, middels og finpartikkel W-pulver. Ujevn W-pulverkarbonisering resulterer i ujevn WC-pulver. Endringene i pulverpartikkelstørrelse etter karbonisering av grovt, middels og fint partikkel W-pulver er vist i tabell 4-3.

Kravene til wolframpulverpartikkelstørrelse varierer mellom ulike brukere. For hardlegeringsfeltet, for ulike typer harde legeringer brukt til forskjellige formål, på grunn av de forskjellige partikkelstørrelsene på WC-pulveret som brukes, er det forskjellige krav til gjennomsnittlig partikkelstørrelse og partikkelstørrelsessammensetning av råmaterialet W-pulver. Alle skjæreverktøy krever at W-pulveret og WC-pulveret har en fin partikkelstørrelse og en smal partikkelstørrelsesfordeling. Slagverktøy krever at W-pulveret og WC-pulveret er grovt, med en bredere partikkelstørrelsesfordeling. Gjennomsnittlig partikkelstørrelse som brukes til å tilberede grovkornet WC er 25,8 μm. Den representative partikkelstørrelsesfordelingen til W-pulveret er vist i figur 4-1.

For wolframmaterialbehandling har den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen og partikkelstørrelsesfordelingen til wolframpulver innvirkning på presseytelsen til de påfølgende produktene, tettheten til det grønne legemet (også kjent som det pressede legemet) og sintringsytelsen. Mindre pulverpartikkelstørrelse og mer komplekse former vil resultere i større friksjon mellom partikler, noe som fører til en reduksjon i tettheten til den grønne kroppen. Jo smalere partikkelstørrelsesfordelingen er, desto løsere er partiklene arrangert. En bredere partikkelstørrelsesfordeling, eller til og med blanding av pulver med forskjellige gjennomsnittlige partikkelstørrelser, kan oppnå bedre partikkelarrangement og oppnå høyere grønn kroppsstyrke. I wolframmaterialbehandlingsfeltet kreves det vanligvis at den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen til wolframpulver er innenfor området 2 til 6 μm. 

Det er mange metoder for å bestemme pulverpartikkelstørrelse og partikkelstørrelsesfordeling. Fischers apparat og laserpartikkelstørrelsesanalysator er mye brukt i wolframpulver. Men på grunn av de forskjellige prinsippene for disse to målemetodene, kan de målte verdiene som er oppnådd fra det samme pulveret variere. Derfor bør partikkelstørrelsen til wolframpulver generelt angis som Fischers gjennomsnittlige partikkelstørrelse eller laserens gjennomsnittlige partikkelstørrelse. I tillegg bør det bemerkes at wolframpulver i "tilført tilstand" vanligvis har varierende grad av agglomerering, som er relatert til produksjonsforholdene. Den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen til wolframpulver målt ved bruk av slike prøver kan avvike fra den faktiske partikkelstørrelsen til pulveret. For eksempel er partikkelstørrelsen til noe matt fint wolframpulver i "levert tilstand" 1-2 μm, og etter depolymerisering og dispersjon synker verdien til 0,4-0,5 μm. For wolframpulver med partikkelstørrelser i området 1-10 μm, i de fleste tilfeller kan måling av partikkelstørrelsen i "levert tilstand" oppfylle produksjonskravene. For submikron wolframpulver og grovere wolframpulver, for mer nøyaktig å karakterisere størrelsen på partiklene, må "slipetilstand"-prøver brukes for gjennomsnittlig partikkelstørrelse og partikkelstørrelsesfordelingstester. 

Tpartikkelstørrelsesfordelingen til wolframpulver er relatert til partikkelstørrelsen. Generelt, jo større den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen til wolframpulver er, desto bredere er partikkelstørrelsesfordelingen. For en gitt partikkelstørrelse, i produksjon, kan metoder som bruk av vått hydrogen eller tilsetning av alkalimetallforbindelser til wolframoksidet gjøre partikkelstørrelsen større og kontrollere partikkelstørrelsesfordelingsområdet mer snevert. Bestemmelsen av partikkelstørrelsesfordeling utføres ofte ved bruk av "grunntilstand"-prøver. 

Den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen til wolframpulver uttrykkes vanligvis ved diameteren (i mikrometer). I produksjonspraksis brukes imidlertid ofte noen semi-kvantitative begreper. De vanlige klassifiseringene inkluderer: 

Svært grove partikler: Gjennomsnittlig partikkelstørrelse > 30 μm; 

30 μm; 

Grove partikler: Gjennomsnittlig partikkelstørrelse 10 til 30 μm; 

Middels store partikler: Gjennomsnittlig partikkelstørrelse 3 til 10 μm; 

Fine partikler: Gjennomsnittlig partikkelstørrelse 0,5 - 3 μm; 

Ultrafine partikler: gjennomsnittlig partikkelstørrelse

(2) Aggregasjonsgrad

Aggregeringsgraden av pulvere er vanligvis karakterisert ved forskjellen i partikkelstørrelse mellom "tilført tilstand" pulver og "malt tilstand" pulver. Aggregeringsgraden for fint wolframpulver er generelt høyere enn for grovt wolframpulver. For produksjon av wolframmateriale påvirker aggregeringsgraden direkte styrken til det grønne stykket. I WC-produksjonsprosessen har aggregeringsgraden av w-pulver innvirkning på jevnheten i karbonfordelingen. 

(3) Partikkelmorfologi

Partikkelmorfologien til wolframpulver har innvirkning på presseytelsen og styrken til den grønne kroppen. Uregelmessig partikkelmorfologi fører til sammenlåsing mellom partikler, og øker dermed styrken til den grønne kroppen. Sfærisk wolframpulver har god flyt og egner seg spesielt godt til sprøyting av materialer. På samme måte, når du forbereder WC, påvirker morfologien til wolframpulver også morfologien til WC-pulver. 

(4) Spesifikt overflateareal

Det totale overflatearealet som en enhetsmasse av wolframpulver er referert til som det spesifikke overflatearealet til wolframpulveret, som vanligvis uttrykkes i enheter på m2·g-1. Det spesifikke overflatearealet til wolframpulver varierer vanligvis fra 0,01 til 12 m2·g-1. Den reflekterer indirekte partikkelstørrelsen og morfologien til wolframpulveret og er en viktig indikator for å evaluere sintringsaktiviteten, oppløsningsegenskapene og reaksjonsevnen med gassformige og faste stoffer under karboniseringsprosessen til wolframpulveret. 

(5) Løs tetthet og komprimert tetthet

Den løse tettheten og den komprimerte tettheten til wolframpulver øker med økningen av den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen til pulveret. Forholdet mellom den løse tettheten til wolframpulver produsert av en bestemt fabrikk og dens Fischers gjennomsnittlige partikkelstørrelse er vist i tabell 4-4. Jo smalere partikkelstørrelsesfordelingen til pulveret er, desto mer kompleks er partikkelmorfologien, og jo mer alvorlig aggregeringen er, jo mindre er den løse tettheten. Generelt kan prosessparametrene til reduksjonsprosessen justeres for å kontrollere den.

(6) Fluiditet

Fluiditeten til wolframpulver påvirkes av partikkelstørrelse, partikkelstørrelsesfordeling og partikkelmorfologi. Jo grovere pulverpartiklene er, jo rundere partiklene, og jo glattere overflaten er, jo bedre er flyten. Fluiditeten til wolframpulver måles vanligvis ved Hall-strømningshastighet, som uttrykkes som tiden det tar for 50 g wolframpulver å strømme gjennom et spesifisert lite hull i en Hall-strømningsmåler. Fluiditeten til pulveret påvirker direkte den volumetriske belastningen under presseprosessen og jevnheten til den støpte tettheten. 

(7)Komprimerbarhet

Komprimerbarhet refererer til evnen til wolframpulver til å bli komprimert under spesifiserte presseforhold. Det måles vanligvis i standardformer under spesifiserte smøreforhold, og uttrykkes ved pulverets tetthet av det pressede produktet under spesifisert trykk. Det kan også representeres av en kurvegraf som viser endringen av presset produkttetthet med pressetrykk. 

(8) Formbarhet