Egenskaper av Tungsten Metal Powder

Prestanda för volframpulver har en betydande inverkan på bearbetningsprestanda och kvalitet hos efterföljande produkter. Därför har både hårdlegeringsfältet och volframmaterialbearbetningsområdet lagt fram motsvarande krav på den kemiska renheten och fysikaliska egenskaperna hos rå volframpulver, särskilt kraven på fysikaliska egenskaper blir högre och högre. 

Kemisk renhet

Vid tillverkning av hårdmetall- och volframprodukter krävs att den kemiska renheten hos volframpulver är relativt hög. De kvarvarande föroreningselementen i volframpulver har en inverkan på produkternas bearbetningsprestanda och serviceprestanda. Påverkan är mycket komplex, en del är skadlig och en del fördelaktig. Aktuell forskning tyder på att Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al och Mo kan minska styrkan hos legeringen, medan K och Na främjar tillväxten av WC-korn. V och Cr, å andra sidan, hämmar tillväxten av korn. Om Mo-halten i WO överstiger 0,5 % kommer det att orsaka en minskning av legeringens böjhållfasthet. I de flesta volframpulversorter som för närvarande tillverkas ligger halten av kvarvarande metalliska föroreningar (exklusive de som tillsätts som tillsatser) i intervallet några delar per tio tusen till några delar per hundra tusen. 

Syre i volframpulver kan reagera med karbider, absorbera kol från karbider och orsaka avkolning av hårdmetall. När legeringen är kraftigt avkolad uppträder γ-fasen, vilket gör legeringen spröd. Gasen som frigörs från reaktionen ökar legeringens porositet och minskar dess hållfasthet. Beroende på olika reduktionsprocesser och utrustning är syrehalten i volframpulver i allmänhet mellan 0,05 % och 0,5 %, och den ökar med minskningen av volframpulverpartikelstorleken och ökningen av specifik yta. Därför måste kravet på syrehalt i finkornigt volframpulver lättas på lämpligt sätt. Kraven på kemisk renhet för volframpulver visas i Tabell 4-1 och kraven på syrehalt visas i Tabell 4-2.

Föroreningselementen i volframpulver kan komma från råvarorna eller införas under produktionsprocessen. Därför är det av stor betydelse att förhindra kontaminering av material under processen. Till exempel, vid produktion av volframpulver med APT som råmaterial, kommer materialen i direkt kontakt med kalcineringsugnen, reduktionsugnsrör och deglar, vilket resulterar i en ökning av innehållet av föroreningar som Fe, Ni, Cr och Si, och en minskning av kemisk renhet. När deras innehåll når en viss nivå eller de aggregeras till en tillräcklig storlek, kan de bli källor till defekter för efterföljande bearbetning eller användning. Därför, för att säkerställa renheten av volframpulver, förutom att strikt kontrollera kvaliteten på råmaterialet APT, är det också mycket viktigt att förhindra kontaminering under processen. 

2. Fysiska egenskaper

De fysikaliska egenskaperna hos metalliskt volframpulver inkluderar huvudsakligen genomsnittlig partikelstorlek, partikelstorleksfördelning, partikelaggregationsgrad, partikelmorfologi, specifik ytarea, bulkdensitet, kompakterad densitet och Hall-flödeshastighet, etc. 

(Genomsnittlig partikelstorlek och partikelstorleksfördelning)

Oavsett om det är hårdmetall eller volframprodukter finns det strikta krav på den genomsnittliga partikelstorleken och partikelstorleksfördelningen för volframpulver. Inom området för hårdmetall påverkar partikelstorleken och partikelstorleksfördelningen för W-pulver direkt partikelstorleken och partikelstorleksfördelningen för det producerade WC-pulvret. WC-pulvrets partikelstorlek påverkar ytterligare hårdmetallprodukternas prestanda. 

Forskningen har funnit att egenskaperna hos WC-pulver begränsas av egenskaperna hos W-pulver. Efter att W-pulver förkolats för att bilda WC, genomgår partikelstorleken en liten förändring. För att producera WC-pulver av grova, medelstora och fina partikelstorlekar behöver grovt, medelstort och fint partikel-W-pulver användas. Ojämnt W-pulverförkolning resulterar i ojämnt WC-pulver. Förändringarna i pulverpartikelstorlek efter förkolning av grovt, medelstort och fint partikel W-pulver visas i Tabell 4-3.

Kraven på volframpulverpartikelstorlek varierar mellan olika användare. För hårdlegeringsområdet, för olika typer av hårda legeringar som används för olika ändamål, på grund av de olika partikelstorlekarna på WC-pulver som används, finns det olika krav på den genomsnittliga partikelstorleken och partikelstorlekssammansättningen för råmaterialet W-pulver. Alla skärverktyg kräver att W-pulvret och WC-pulvret har en fin partikelstorlek och en smal partikelstorleksfördelning. Slagverktyg kräver att W-pulvret och WC-pulvret är grovt, med en bredare partikelstorleksfördelning. Den genomsnittliga partikelstorleken som används för att förbereda grovkornig WC är 25,8 μm. Den representativa partikelstorleksfördelningen för W-pulvret visas i figur 4-1.

För bearbetning av volframmaterial har den genomsnittliga partikelstorleken och partikelstorleksfördelningen för volframpulver en inverkan på pressprestandan för de efterföljande produkterna, densiteten hos den gröna kroppen (även känd som den pressade kroppen) och sintringsprestandan. Mindre pulverpartikelstorlek och mer komplexa former kommer att resultera i större friktion mellan partiklar, vilket leder till en minskning av densiteten hos den gröna kroppen. Ju snävare partikelstorleksfördelning, desto lösare är partiklarna anordnade. En bredare partikelstorleksfördelning, eller till och med blandning av pulver av olika medelpartikelstorlekar, kan uppnå bättre partikelarrangemang och erhålla högre grönkroppsstyrka. Inom bearbetningsområdet för volframmaterial krävs i allmänhet att den genomsnittliga partikelstorleken för volframpulver ligger inom intervallet 2 till 6 μm. 

Det finns många metoder för att bestämma pulverpartikelstorlek och partikelstorleksfördelning. Fischers apparat och laserpartikelstorleksanalysatorn används i stor utsträckning i volframpulver. Men på grund av de olika principerna för dessa två mätmetoder kan de uppmätta värdena som erhålls från samma pulver variera. Därför bör partikelstorleken för volframpulver i allmänhet anges som Fischers medelpartikelstorlek eller lasermedelpartikelstorlek. Dessutom bör det noteras att volframpulver i "tillfört tillstånd" vanligtvis har olika grader av agglomeration, vilket är relaterat till produktionsförhållandena. Den genomsnittliga partikelstorleken för volframpulver mätt med sådana prover kan skilja sig från den faktiska partikelstorleken för pulvret. Till exempel är partikelstorleken för något matt fint volframpulver i "tillfört tillstånd" 1-2 μm, och efter depolymerisation och dispersion sjunker värdet till 0,4-0,5 μm. För volframpulver med partikelstorlekar i intervallet 1-10 μm, i de flesta fall, kan mätning av partikelstorleken i "levererat tillstånd" uppfylla produktionskraven. För submikron volframpulver och grövre volframpulver, för att mer exakt karakterisera storleken på partiklarna, måste "malning state"-prover användas för medelpartikelstorlek och partikelstorleksfördelningstester. 

Tpartikelstorleksfördelningen för volframpulver är relaterad till dess partikelstorlek. Generellt gäller att ju större medelpartikelstorleken för volframpulver är, desto bredare är partikelstorleksfördelningen. För en given partikelstorlek, vid produktion, kan metoder såsom användning av vått väte eller tillsats av alkalimetallföreningar till volframoxiden göra partikelstorleken större och styra partikelstorleksfördelningsområdet snävare. Bestämningen av partikelstorleksfördelningen utförs ofta med användning av "grundtillstånd"-prover. 

Den genomsnittliga partikelstorleken för volframpulver uttrycks i allmänhet av dess diameter (i mikrometer). I produktionspraxis används dock ofta vissa semikvantitativa begrepp. De vanliga klassificeringarna inkluderar: 

Mycket grova partiklar: Genomsnittlig partikelstorlek > 30 μm; 

30 μm; 

Grova partiklar: Genomsnittlig partikelstorlek 10 till 30 μm; 

Medelstora partiklar: Genomsnittlig partikelstorlek 3 till 10 μm; 

Fina partiklar: Genomsnittlig partikelstorlek 0,5 - 3 μm; 

Ultrafina partiklar: medelpartikelstorlek

(2) Aggregationsgrad

Aggregeringsgraden för pulver kännetecknas vanligtvis av skillnaden i partikelstorlek mellan pulver i "tillfört tillstånd" och pulver i "malt tillstånd". Aggregeringsgraden för fint volframpulver är i allmänhet högre än för grovt volframpulver. För produktion av volframmaterial påverkar aggregationsgraden direkt styrkan hos den gröna biten. I WC-produktionsprocessen har aggregationsgraden av w-pulver en inverkan på enhetligheten i kolfördelningen. 

(3) Partikelmorfologi

Partikelmorfologin hos volframpulver har en inverkan på dess pressprestanda och styrkan hos den gröna kroppen. Oregelbunden partikelmorfologi leder till sammanlåsning mellan partiklar, vilket ökar styrkan hos den gröna kroppen. Sfäriskt volframpulver har god flytbarhet och är särskilt lämpligt för sprutning av material. På samma sätt, när man förbereder WC, påverkar morfologin hos volframpulver också morfologin hos WC-pulver. 

(4) Specifik yta

Den totala ytan som innehas av en massaenhet volframpulver kallas den specifika ytarean av volframpulvret, vilket vanligtvis uttrycks i enheter av m2·g-1. Den specifika ytan av volframpulver sträcker sig vanligtvis från 0,01 till 12 m2·g-1. Det återspeglar indirekt partikelstorleken och morfologin hos volframpulvret och är en viktig indikator för att utvärdera sintringsaktiviteten, upplösningsegenskaperna och reaktionsförmågan med gasformiga och fasta ämnen under karboniseringsprocessen av volframpulvret. 

(5) Lös densitet och kompakterad densitet

Den lösa densiteten och den komprimerade densiteten hos volframpulver ökar med ökningen av pulvrets genomsnittliga partikelstorlek. Sambandet mellan den lösa densiteten av volframpulver som produceras av en viss fabrik och dess Fischers genomsnittliga partikelstorlek visas i Tabell 4-4. Ju snävare partikelstorleksfördelningen för pulvret, desto mer komplex är partikelmorfologin, och ju svårare aggregationen är, desto mindre blir den lösa densiteten. I allmänhet kan processparametrarna för reduktionsprocessen justeras för att kontrollera den.

(6) Fluiditet

Fluiditeten hos volframpulver påverkas av partikelstorlek, partikelstorleksfördelning och partikelmorfologi. Ju grövre pulverpartiklar, desto rundare partiklar och ju slätare yta, desto bättre flytande. Fluiditeten hos volframpulver mäts vanligtvis med Hall-flödeshastighet, vilket uttrycks som den tid det tar för 50 g volframpulver att strömma genom ett specificerat litet hål i en Hall-flödesmätare. Pulvrets fluiditet påverkar direkt den volymetriska belastningen under pressningsprocessen och enhetligheten hos den gjutna densiteten. 

(7)Kompressibilitet

Kompressibilitet avser förmågan hos volframpulver att komprimeras under specificerade pressförhållanden. Det mäts vanligtvis i standardformar under specificerade smörjförhållanden, och uttrycks av pulvrets densitet av den pressade produkten under det specificerade trycket. Det kan också representeras av ett kurvdiagram som visar förändringen av pressad produktdensitet med presstryck. 

(8) Formbarhet