Особине волфрамовог металног праха

Перформансе волфрамовог праха имају значајан утицај на перформансе обраде и квалитет наредних производа. Према томе, и поље тврде легуре и поље обраде волфрамовог материјала поставили су одговарајуће захтеве за хемијску чистоћу и физичка својства сировог волфрамовог праха, посебно захтеви за физичка својства постају све већи и већи. 

Хемијска чистоћа

Када се производи цементирани карбид и производи од волфрама, захтева се да хемијска чистоћа волфрамовог праха буде релативно висока. Елементи заосталих нечистоћа у праху од волфрама утичу на перформансе обраде и перформансе производа. Утицај је веома сложен, при чему су неки штетни, а неки корисни. Тренутна истраживања сугеришу да Ца, Мг, П, Ас, Си, С, Фе, Ни, Цу, Ал и Мо могу смањити чврстоћу легуре, док К и На подстичу раст ВЦ зрна. В и Цр, с друге стране, инхибирају раст зрна. Ако садржај Мо у ВО прелази 0,5%, то ће узроковати смањење чврстоће легуре на савијање. У већини варијанти волфрамовог праха који се тренутно производе, садржај заосталих металних нечистоћа (искључујући оне додане као адитиви) је у распону од неколико делова на десет хиљада до неколико делова на сто хиљада. 

Кисеоник у волфрамовом праху може да реагује са карбидима, апсорбујући угљеник из карбида и изазивајући декарбонизацију цементног карбида. Када се легура јако разугљичи, појављује се γ фаза, чинећи легуру крхком. Гас који се ослобађа из реакције повећава порозност легуре и смањује њену чврстоћу. У зависности од различитих процеса редукције и опреме, садржај кисеоника у праху волфрама је генерално између 0,05% и 0,5%, а повећава се са смањењем величине честица праха волфрама и повећањем специфичне површине. Стога, захтеви за садржајем кисеоника у ситнозрном волфрамовом праху морају бити на одговарајући начин опуштени. Захтеви за хемијску чистоћу за волфрамов прах су приказани у табели 4-1, а захтеви за садржај кисеоника су приказани у табели 4-2.

Елементи нечистоће у волфрамовом праху могу доћи из сировина или бити унети током процеса производње. Стога је спречавање контаминације материјала током процеса од великог значаја. На пример, у производњи волфрамовог праха користећи АПТ као сировину, материјали долазе у директан контакт са пећи за калцинисање, цевима редукционе пећи и лонцима, што резултира повећањем садржаја нечистоћа као што су Фе, Ни, Цр и Си и смањењем хемијске чистоће. Када њихов садржај достигне одређени ниво или се агрегирају до довољне величине, могу постати извори недостатака за накнадну обраду или употребу. Стога, да би се обезбедила чистоћа волфрамовог праха, поред стриктне контроле квалитета сировине АПТ, такође је веома важно спречити контаминацију током процеса. 

2. Физичка својства

Физичка својства металног волфрамовог праха углавном укључују просечну величину честица, расподелу величине честица, степен агрегације честица, морфологију честица, специфичну површину, насипну густину, збијену густину и Холову брзину протока итд. 

(Просечна величина честица и дистрибуција величине честица)

Било да се ради о производима од цементног карбида или волфрама, постоје строги захтеви за просечну величину честица и дистрибуцију величине честица волфрамовог праха. У области цементног карбида, величина честица и дистрибуција величине честица В праха директно утичу на величину честица и дистрибуцију величине произведеног ВЦ праха. Величина честица ВЦ праха даље утиче на перформансе производа од цементног карбида. 

Истраживање је открило да су својства ВЦ праха ограничена онима В праха. Након што је В прах карбонизован да формира ВЦ, величина честица се благо мења. За производњу ВЦ праха крупних, средњих и финих честица, потребно је користити В прах грубих, средњих и финих честица. Неуједначена карбонизација В праха резултира неуједначеним ВЦ прахом. Промене у величини честица праха након карбонизације крупних, средњих и финих честица В праха су приказане у табели 4-3.

Захтеви за величину честица праха волфрама разликују се међу различитим корисницима. За поље тврдих легура, за различите врсте тврдих легура које се користе у различите сврхе, због различитих величина честица коришћеног ВЦ праха, постоје различити захтеви за просечну величину честица и састав величине честица сировог материјала В праха. Сви алати за сечење захтевају да В прах и ВЦ прах имају фину величину честица и уску дистрибуцију величине честица. Алати за ударце захтевају да прах В и ВЦ прах буду груби, са широм дистрибуцијом величине честица. Просечна величина честица која се користи за припрему крупнозрног ВЦ-а је 25,8 μм. Репрезентативна расподела величине честица праха В је приказана на слици 4-1.

За обраду материјала од волфрама, просечна величина честица и дистрибуција величине честица волфрамовог праха имају утицај на перформансе пресовања наредних производа, густину зеленог тела (познатог и као пресовано тело) и перформансе синтеровања. Мања величина честица праха и сложенији облици довешће до већег трења између честица, што доводи до смањења густине зеленог тела. Што је дистрибуција величине честица ужа, то су честице лабавије распоређене. Шира дистрибуција величине честица, или чак мешање прахова различитих просечних величина честица, може постићи бољи распоред честица и добити већу чврстоћу зеленог тела. У области обраде волфрамовог материјала, просечна величина честица волфрамовог праха је генерално потребна да буде у опсегу од 2 до 6 μм. 

Постоји много метода за одређивање величине честица праха и расподеле величине честица. Фишерсов апарат и ласерски анализатор величине честица се широко користе у праху од волфрама. Међутим, због различитих принципа ове две методе мерења, измерене вредности добијене од истог праха могу да варирају. Стога, величину честица волфрамовог праха генерално треба навести као Фишерсову просечну величину честица или ласерску просечну величину честица. Додатно, треба напоменути да волфрамов прах у "испорученом стању" обично има различите степене агломерације, што је повезано са условима производње. Просечна величина честица волфрамовог праха мерена коришћењем таквих узорака може се разликовати од стварне величине честица праха. На пример, величина честица неког тупог финог волфрамовог праха у "испорученом стању" је 1-2 μм, а након деполимеризације и дисперзије вредност пада на 0,4-0,5 μм. За волфрамов прах са величинама честица у опсегу од 1-10 μм, у већини случајева, мерење величине честица „испорученог стања“ може задовољити производне захтеве. За субмикронски волфрам у праху и грубљи волфрам у праху, да би се прецизније окарактерисала величина честица, узорци „стања млевења“ морају се користити за тестове просечне величине честица и расподеле величине честица. 

ТРасподела величине честица волфрамовог праха је повезана са његовом величином честица. Генерално, што је већа просечна величина честица волфрамовог праха, то је шира дистрибуција величине честица. За дату величину честица, у производњи, методе као што је коришћење влажног водоника или додавање једињења алкалних метала волфрамовом оксиду могу повећати величину честица и уже контролисати опсег расподеле величине честица. Одређивање расподеле величине честица се често спроводи коришћењем узорака „основног стања“. 

Просечна величина честица волфрамовог праха се генерално изражава његовим пречником (у микрометрима). Међутим, у производној пракси се често користе неки полуквантитативни концепти. Уобичајене класификације укључују: 

Веома грубе честице: Просечна величина честица > 30 μм; 

30 μм; 

Грубе честице: Просечна величина честица 10 до 30 μм; 

Честице средње величине: Просечна величина честица од 3 до 10 μм; 

Фине честице: Просечна величина честица 0,5 - 3 μм; 

Ултрафине честице: просечна величина честица

(2) Степен агрегације

Степен агрегације прахова обично се карактерише разликом у величини честица између прахова у "испорученом стању" и прахова у "основном стању". Степен агрегације финог волфрамовог праха је генерално већи од степена грубог волфрамовог праха. За производњу волфрамовог материјала, степен агрегације директно утиче на чврстоћу зеленог комада. У процесу производње ВЦ-а, степен агрегације в праха утиче на уједначеност дистрибуције угљеника. 

(3) Морфологија честица

Морфологија честица волфрамовог праха утиче на перформансе пресовања и снагу зеленог тела. Неправилна морфологија честица доводи до преплитања између честица, чиме се повећава јачина зеленог тела. Сферични волфрамов прах има добру флуидност и посебно је погодан за прскање материјала. Слично, када се припрема ВЦ, морфологија волфрамовог праха такође утиче на морфологију ВЦ праха. 

(4) Специфична површина

Укупна површина коју поседује јединица масе волфрамовог праха се назива специфична површина волфрамовог праха, која се обично изражава у јединицама м2·г-1. Специфична површина волфрамовог праха се обично креће од 0,01 до 12 м2·г-1. Он индиректно одражава величину честица и морфологију волфрамовог праха и важан је индикатор за процену активности синтеровања, карактеристика растварања и способности реакције са гасовитим и чврстим супстанцама током процеса карбонизације волфрамовог праха. 

(5) Лабава густина и збијена густина

Лабава густина и збијена густина волфрамовог праха се повећавају са повећањем просечне величине честица праха. Однос између растресите густине волфрамовог праха произведеног у одређеној фабрици и његове просечне величине честица по Фишерсу приказан је у табели 4-4. Што је ужа дистрибуција величине честица праха, сложенија је морфологија честица, а што је теже агрегација, то је мања густина растреситог материјала. Генерално, процесни параметри процеса редукције могу се подесити да би се контролисало.

(6) Флуидност

На флуидност волфрамовог праха утичу величина честица, дистрибуција величине честица и морфологија честица. Што су честице праха грубље, што су честице округлије и што је површина глаткија, то је боља течност. Флуидност волфрамовог праха се обично мери Холовим протоком, који се изражава као време потребно да 50 г волфрамовог праха прође кроз одређену малу рупу у Холовом мерачу протока. Флуидност праха директно утиче на запреминско оптерећење током процеса пресовања и на уједначеност густине ливеног под притиском. 

(7)Компресибилност

Компресибилност се односи на способност волфрамовог праха да се компримује под одређеним условима пресовања. Обично се мери у стандардним калупима под одређеним условима подмазивања, а изражава се густином праха пресованог производа под одређеним притиском. Такође се може представити графиком криве који показује промену густине пресованог производа са притиском пресовања. 

(8) Формабилност