المعالجة الحرارية للمنتجات كربيد التنغستن

كربيد الأسمنت (هاردميتال) هو مصطلح عام للسبائك المكونة من كربيدات ، نيتريدات ، بوريدات ، أو مبيدات حشرية من معادن نقطة انصهار عالية (W ، Mo ، Ti ، V ، Ta ، إلخ). تنقسم إلى فئتين رئيسيتين من الصب وتلبد. تتميز سبائك الزهر بالصلابة العالية والمتانة المنخفضة ، كما أنها ذات قيمة تطبيقية قليلة. تستخدم على نطاق واسع السبائك الملبدة ، والتي عادة ما تكون ملبدة من كربيد التنغستن أو كربيد التيتانيوم ومسحوق الكوبالت ولها صلابة عالية ، ومقاومة التآكل والصلابة الساخنة. يستخدم بشكل رئيسي لتصنيع القطع العالية السرعة ومعالجة المواد الصلبة ، في السنوات الأخيرة ، يزداد أيضًا استخدام كربيد في صناعة القوالب ، لذلك من الأهمية بمكان مناقشة ودراسة المعالجة الحرارية للسبائك الصلب. تم تصنيع ميزات كربيد Cemented Carbide بطريقة تعدين المسحوق من المركب الصلب المعدني المقاوم للحرارة ومرحلة الترابط المعدني. المركبات الصلبة شائعة الاستخدام هي كربيدات. نظرًا لكونها سبيكة صلبة لأدوات التقطيع ، والمستخدمة بشكل شائع WC ، TiC ، TaC ، NbC ، إلخ ، فإن الموثق هو Co ، وقوة كربيد الأسمنت تعتمد بشكل رئيسي على محتوى الشركة لأن كربيد في كربيد الأسمنت لديه نقطة انصهار عالية (مثل نقطة انصهار من 3140 درجة مئوية من Ti C) ، صلابة عالية (مثل صلابة 3200 HV من TiC) ، واستقرار كيميائي جيد ، واستقرار حراري جيد ، ومقاومة الصلابة وارتداء منها مرتفعة. الجنس والاستقرار الكيميائي أعلى بكثير من الفولاذ أداة عالية السرعة. المرحلة الصلبة كربيد الأسمنت المستخدمة عادة هي WC ، التي لديها مقاومة جيدة للتآكل. على الرغم من أن بعض الكربيدات لها صلابة مماثلة لـ WC ، إلا أنها لا تتمتع بنفس مقاومة التآكل. تمتلك WC قوة إنتاجية أعلى (6000 ميجا باسكال) ، لذلك فهي أكثر مقاومة لتشوه البلاستيك. التوصيل الحراري WC جيد أيضًا ، والتوصيل الحراري مؤشر أداء مهم للأدوات. مرحاض لديه انخفاض معامل التمدد الحراري ، حوالي 1/3 من الصلب ؛ معامله للمرونة هو 3 مرات من الفولاذ ، وقوته الضغط أعلى أيضا من الفولاذ. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع WC بمقاومة جيدة للتآكل والأكسدة في درجة حرارة الغرفة ، ومقاومة كهربائية جيدة ، وقوة الانحناء العالية. الشكل 1: مخطط شبه التوازن لسبائك WC-Co 2. تمت دراسة المعالجة الحرارية وتنظيم السبائك على مراحل الترابط لسبائك WC-Co بنسب C / W مختلفة تتراوح بين 5٪ إلى 35٪ مرحاض. يتم استخلاص النتائج على النحو التالي: يتم إنشاء مراحل γ-phase أو (γ + WC) في السبيكة عند التبريد البطيء ؛ عندما يكون هناك (γ + η) مراحل تظهر. ومع ذلك ، نظرًا لأن المرحلة (γ + η) غير مستقرة ، ستتحول المرحلة (γ + η) إلى مرحلة مستقرة (γ + WC) بعد التلدين. وفقًا لنتائج الاختبار ، يتم رسم مخطط طور شبه التوازن الموضح في الشكل 1 (الخط الصلب هو مخطط طور النظام المستقر ، والخط المتقطع هو مخطط الطور المحلي الذي يوضح خصائص stable شبه مستقر مرحلة). الصلب (التبريد البطيء) للكربيد الأسمنتي النموذجي يعتمد بشكل رئيسي على محتوى الكربون: عندما يكون C / W> 1 ، يترسب الكربون الحر على حدود طور WC-Co ؛ عندما يكون C / W <1 ، فإن البنية المجهرية للسبائك لها في كلتا الحالتين: واحدة في منطقة ثلاثية الطور (WC + γ + η). من المحتم أن تظهر المرحلة after بعد أن يتم تبريد السبيكة ببطء. في حالة وجود مثل هذه الكمية الكبيرة من الطور في المرحلة الأسمنتية ، تظهر حبيبات الكريستال المتفرعة ، ويتم توزيع الحبوب الصغيرة بشكل غير متساو ؛ إذا كانت هناك حبة كبيرة من الطور ، يتم فصل الحبوب بمسافة طويلة ، لذلك هناك معلومات تفيد بأن الطور هو ارتفاع درجات الحرارة قد بدأت تتشكل. في الحالة الأخرى ، عندما تكون السبيكة في منطقة ثنائية الطور (WC + γ) ، فسوف يتم ترسب السبائك W كـ Co3W من مرحلة الترابط بعد تسبيح السبائك المنخفضة الكربون. يمكن التعبير عن عملية التفاعل بالصيغة التالية. Co - محوري الوجه - مكعب Co-center + Co3W لذلك ، سيتم تحويل سبيكة WC-Co ثنائية الطور المنخفضة الكربون إلى هيكل ثلاثي الطور (WC + γ + CoW) بعد التلدين. ويبين الشكل 2 منحنيات ذوبان W لسبائك WC-Co على مرحلتين في درجات حرارة الصلب المختلفة. المنحنى هو منحنى درجة الحرارة الحرجة للسبائك ثنائية الطور والتي يتم تحويلها إلى سبائك ثلاثية الطور (WC + γ + CoW): فوق درجة حرارة المنحنى يؤدي التلدين إلى سبيكة مجهرية ثنائية الطور ؛ يصلب في درجات حرارة أقل من المنحنى ينتج بنية ثلاثية الطور تحتوي على Co3W.3. تأثير عملية المعالجة الحرارية على الخواص الميكانيكية لسبائك الصلابة (1) التأثير على القوة نظرًا لأن WC لديه قابلية ذوبان صلبة مختلفة في درجات حرارة مختلفة في Co ، فإنه يوفر إمكانية تصلب الترسيب في مرحلة الموثق عن طريق تبريد درجة حرارة المحلول الصلب والشيخوخة اللاحقة. التبريد يمكن أن تمنع هطول الأمطار من WC والانتقال المتجانس من Co (Co سداسية كثيفة ، Co الوجه التي تركز مكعب). لقد تم الإبلاغ عن أنه يمكن زيادة قوة السبيكة التي تحتوي على 40٪ من الكوبالت بنسبة 10٪ تقريبًا بعد التبريد ، ولكن يتم تقليل قوة السبيكة التي تحتوي على 10٪ من الكوبالت بعد إخمادها. بالنظر إلى أن كمية الكوبالت الموجودة في كربيد الأسمنت المستخدمة عادة في الهندسة هي عموما 10 ٪ إلى 37 ٪ ، وتأثير المعالجة الحرارية على قوة سبيكة صغير جدا. لذا تجرأ أحدهم على التأكيد على أن التبريد لا يمثل وسيلة لزيادة قوة سبائك W-Co. يؤدي التليين أيضًا إلى انخفاض في قوة السبيكة ، كما هو مبين في الجدولين 1 و 3. تختلف خصائص كربيد التنغستن باختلاف كمية Co الواردة وسمك الحبوب ، كما هو موضح في الشكل 4. الشكل. 2 منحنى قابلية الذوبان الصلب للتنغستن في سبائك WC-10٪ Co على مرحلتين Fig.3 تأثير الصلب عند 800 درجة مئوية على قوة الانحناء لـ WC-10٪ محتوى المشاركالجدول 1 تأثير التلدين عند 650 درجة مئوية على قوة ثني WC -11٪ Co co (2) التأثير على الصلابة عندما تتقدم سبائك WC-Co ، تتراكم Co3WCX و Co3WCX في طور الأنسجة الكثيفة ، وبالتالي تزداد صلابة السبائك ، لكن صلابة السبائك ستنخفض عندما يتم تحويلها لاحقًا إلى Co3W. يتم عرض بيانات اختبار H.Jonsson في الشكل 5 والشكل 6. على الرغم من أن وجود Co3WCX بعد المعالجة الحرارية يحسن قليلاً من صلابة السبائك ، مع مراعاة وقت المعالجة الحرارية الأطول وخفض قوة الانحناء ، يُعتقد أن هطول الأمطار من المرحلة Co3WCX لجعل مرحلة الموثق تشتت وتصلب ليست وسيلة فعالة لتطوير درجات جديدة. يجب أن توجد طريقة أخرى. (3) المعالجة الحرارية النموذجية للكربيد الأسمنتي موضحة في الجدول 2. الجدول 2: عملية المعالجة الحرارية النموذجية للسبائك الصلبةالتكوين 4 تختلف خصائص كربيد الأسمنت WC حسب مقدار Co وحجم الحبوب Fig. 5 العلاقة بين صلابة ووقت الشيخوخة من المرحلة الموثق سبيكة WC-Co. 6 العلاقة بين صلابة ووقت الشيخوخة من WC-Co alloy4. طلاء السبائك الصلبة من أجل زيادة تحسين مقاومة التآكل للسبائك الصلبة ، قد يتم ترسيب المواد الصلبة مثل TiC أو TiN على سطحها. يجب أن تفي مادة الطلاء بالمتطلبات التالية: 1 يجب أن تكون صلابة عالية في درجة حرارة منخفضة ودرجة حرارة عالية .2 لها ثبات كيميائي جيد .3 يجب أن يكون لها نفاذية ولا يوجد ثقب في الهواء. 5 إلى السندات بحزم مع أداة الجسم. 6 إنها اقتصادية وسهلة الإنتاج. في عالم اليوم ، كربيد الأسمنت هو أيضا المادة الرئيسية لأدوات القطع. تعمل أيضًا على توسيع حصتها التطبيقية في القوالب وأدوات القياس وغيرها من المجالات. لتلخيصها ، يتم استخدامها بشكل أساسي في الجوانب التالية: 1 التدوير في القطع المستمر. 2 تحول التشكيل الجانبي مع تغيير طفيف في عمق السكين. 3 تتطلب مركبات متقطعة مع انخفاض الكثافة .4 طحن الوجه بسرعة عالية من الفولاذ أو الحديد الزهر الرمادي. مزايا الكربيد الأسمنتي المطلي كثيرة وملخصة على النحو التالي: 1 براعة جيدة .2 يمكن تحسين دقة سطح قطع الشغل .3 سرعة القطع كبيرة زيادة في نفس عمر الأداة 4. في نفس سرعة القطع ، يمكن زيادة عمر الأداة. (1) مواد الطلاء يستخدم معظم المصنعين الأجانب طلاء TiC للإدراج المغلفة ، تليها طلاء TiN. طلاء TiC-TiN المركب وطلاء المحلول الصلب Ti (C • N) تدريجيا. في السنوات الأخيرة ، تم تطوير العديد من الطلاءات المركبة الجديدة. تعتبر TiC حاليًا مادة طلاء مثالية ، ومزاياها هي صلابة درجات الحرارة العالية ، والقوة العالية ، ومقاومة الأكسدة الجيدة ، ومقاومة تآكل الحفرة. عيبها هو أن معامل التمدد الحراري والجسم أكبر ، ومقاومة التآكل الجانبي ضعيفة. مقارنةً بطبقة TiC ، فإن طبقة TiN تتمتع بالمزايا التالية: تتميز الشفرة المطلية بميل منخفض لتشكيل فوهة البركان عند القطع ، كما أن معامل التمدد الحراري لها قريب من الركيزة ، وله حساسية منخفضة للصدمة الحرارية وليس من المرجح أن تشكل ورما. التآكل المضاد للجانب جيد ، ومن السهل إيداعه والتحكم فيه. العيب هو أن الالتصاق بالركيزة أقل صلابة. الطلاء المركب TiC-TiN وطلاء المحلول الصلب Ti (C • N) عبارة عن طلاء جديد تم تطويره في السبعينيات وتم تطبيقه بنجاح في الإنتاج. إن الطلاء الصلب المطلي المركب له مستقبل واعد. (2) عملية الطلاء إنتاج إدراج طلاء TiC في الداخل والخارج متشابهة. السمة الشائعة هي أن إدراجات كربيد الأسمنت المعالج توضع في غرفة تفاعل الترسب ، ثم يتم استخدام H2 كحامل لإدخال TiCl4 والميثان في غرفة التفاعل. رد فعل ترسب. يتم التحكم في درجة حرارة التفاعل تقريبًا عند حوالي 1000 درجة مئوية. طريقة التسخين هي دائمًا نفس التسخين التعريفي عالي التردد ، وضغط الترسيب هو في الغالب ضغط سلبي. على الرغم من أنه يمكن ترسيب طبقة جيدة النوعية تحت الضغط العادي ، إلا أن استخدام ترسيب الضغط السلبي يكون أكثر كفاءة والطلاء أكثر اتساقًا وكثافة. خاصةً عندما يكون عدد شفرات الترسيب كبيرًا ، فإن مزايا استخدام ترسيب الضغط السلبي لها أهمية خاصة. (3) سماكة الطلاء يتراوح سمك طبقة الطلاء TiC عادةً ما بين 5 إلى 8μm بالنسبة لإدراجات الطلاء التي يتم إنتاجها في الداخل والخارج. سمك طلاء TiN يتراوح بين 8 ~ 12μm. (4) يتأثر أداء طلاء مصفوفة الطلاء بدرجة كبيرة بتكوين المصفوفة ، يجب أن تلبي مصفوفة الشفرة المطلية المتطلبات التالية: 1 لها صلابة جيدة ومقاومة لتشوه البلاستيك. 2 لديه صلابة عالية. 3 يجب أن يتطابق تركيبها الكيميائي مع مادة الطلاء ، ويجب أن يكون الالتصاق المتبادل ثابتًا. 4 غير معطوب في درجات حرارة عالية الترسب. 5 معامل التمدد مشابه لمادة الطلاء. 6 لديه الموصلية الحرارية جيدة. عند تصنيع المواد الفولاذية ، ينبغي اختيار سبائك WiC-TC-Co أو WC-TiC-TaC-Co ؛ عند تصنيع الحديد الزهر أو المعادن غير الحديدية ، يجب اختيار سبائك WC-Co. مواد المعالجة المختلفة ، ومتطلبات مصفوفة سبائك الطلاء مختلفة أيضا ، وهذا يعني أنه ينبغي أيضا أن تكون شخصية الطلاء ، أي عملية المعالجة الحرارية ليست حلا سحريا ، طالما في ظل ظروف محددة لزيادة فعاليتها. تطبيق كربيد الأسمنت في إنتاج الأدوات والأوتار (1) في مجال أدوات القطع ، يحافظ كربيد الأسمنت على أداء قطع ممتاز حتى في درجات الحرارة العالية من 800-1000 درجة مئوية. إنه مناسب للقطع السريع في درجات الحرارة العالية وله أهمية عملية لتحسين الكفاءة الاقتصادية. لذلك ، فإنه يحل تدريجيا محل الفولاذ أداة عالية السرعة. اصنع الأدوات. في عام 2017 ، تم استخدامه على نطاق واسع ، ليس فقط في المخارط ، المسطّحات ، السكاكين المملة ، قواطع ثلاثية الشفرات ، قواطع القوالب ، والمطاحن النهائية ، ولكن أيضًا مع الترويج المستمر للتصنيع الذكي والصناعي 4.0. على نطاق أوسع ، نتطلع إلى المستقبل ، لا شك أن مواد الأدوات هي عالم السبائك الصلبة. (2) في مجال القوالب ، يتم تصنيع أنواع مختلفة من قوالب سحب الأسلاك وصنع الأسلاك المصنوعة من كربيد الأسمنت. يستخدم القالب التدريجي لصناعة أسنان السوستة سبائك YG8 و YG15 الصلبة لصنع قوالب سحب كبيرة القطر ويموت YG20C. سبائك للموقف التدريجي متعدد الموقف. يتكون الوضع غير المغناطيسي عادة من كربيد الأسمنت YG15 و YG20. إن عمر خدمة آلة سحب الأسلاك النيتروجينية YG8 يموت بأكثر من الضعف. باختصار ، أصبح استخدام كربيد الأسمنت في القوالب أكثر شيوعًا. كما أنها تستخدم في صناعة أدوات القياس وغيرها ولن يتم وصفها بالتفصيل .6. الخاتمة بعد المعالجة الحرارية المناسبة للسبائك الصلب ، على الرغم من أنها يمكن أن تحسن صلابة بسيطة ، ولكن مع الأخذ في الاعتبار وقت المعالجة الحرارية الطويل وتضر بقوة الانحناء ، لذلك ينبغي أن يكون للمعالجة الحرارية درجة معينة من الخصوصية. يعمل طلاء السطح على تقوية المسار الجديد لاستخدام كربيد الأسمنت ، كما يجب تخصيص طبقة الطلاء والمواد والسمك.
المصدر: ميو كربيد