ग्रेडिएंट सीमेंट कार्बाइड के गुण और अनुप्रयोग

1. पारंपरिक वर्दी कार्बाइड से युक्त कार्बाइड की विरोधाभासी विशेषताएं एक विशिष्ट भंगुर सामग्री है। पारंपरिक वर्दी कार्बाइड एक, समान संरचना और संगठन के विभिन्न भागों की सामग्री, मिश्र धातु पूरे सजातीय है, इसका प्रदर्शन सुसंगत है। सीमेंटेड कार्बाइड के मुख्य घटकों में विभिन्न कठिन चरण और बाध्यकारी चरण शामिल हैं। कठिन चरण जैसे कि चरण और ठोस समाधान कठोरता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और मिश्र धातुओं का प्रतिरोध करते हैं। मिश्र धातुओं की मजबूती और कठोरता पर बॉन्डिंग का महत्वपूर्ण प्रभाव है। सामान्य तौर पर, WC अनाज के आकार को बढ़ाने या सह सामग्री को बढ़ाने से मिश्र धातु के बंधन चरण की मोटाई बढ़ जाएगी और मिश्र धातु प्लास्टिसिटी में सुधार होगा। अच्छा लचीलापन के साथ मिश्र में, स्थानीय केंद्रित तनाव विरूपण के कारण मिश्र धातु को खराब प्लास्टिसिटी के साथ आराम कर सकते हैं। क्रैक दीक्षा और प्रचार तनाव विश्राम से प्रेरित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मिश्र धातु टूट जाता है। इसके अलावा, पारंपरिक विधि मिश्र धातु को बढ़ाने के लिए है। सामग्री और अनाज के आकार में वृद्धि हार्ड मिश्र धातु की कठोरता को बढ़ाने के लिए एक दिशा के रूप में काम करती है। हालांकि, एक ही समय में, कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को कम कर दिया जाता है। इसके विपरीत, कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को flexural शक्ति और प्रभाव क्रूरता का त्याग किए बिना बढ़ाया जा सकता है। इसलिए, सीमेंट कार्बाइड सामग्री की कठोरता और कठोरता के बीच एक तीव्र विरोधाभास है, और एक ही समय में उच्च कठोरता और कठोरता के साथ एक पारंपरिक समान सीमेंटेड कार्बाइड प्राप्त करना आसान नहीं है। कई सेवा शर्तों में, पारंपरिक वर्दी हार्ड मिश्र के आवेदन की कुछ सीमाएं होंगी। उदाहरण के लिए, जब रॉक ड्रिल बॉल और कोबाल्ट सिर काम कर रहे होते हैं, तो वे न केवल प्रभाव भार और मरोड़ वाले भार के अधीन होते हैं, बल्कि उन्हें रॉक द्वारा गंभीरता से पहना जाना चाहिए। इसके लिए आवश्यक है कि कोबाल्ट दांतों में न केवल पर्याप्त प्रभाव हो। , लेकिन यह भी उच्च है पहनने के प्रतिरोध अपने काम को पूरा कर सकते हैं। जब सिंथेटिक डायमंड संश्लेषण में उपयोग किया जाता है, तो कार्बाइड शीर्ष हथौड़ों को उच्च तापमान और उच्च दबाव के अधीन किया जाता है, कुछ भागों को संपीड़ित तनाव के अधीन किया जाता है, और कुछ भागों को तन्य तनाव या कतरनी तनाव के अधीन किया जाता है। विभिन्न भागों में आवश्यकताएं हैं। अलग-अलग प्रदर्शन और विशेषताएं। इस तरह, पारंपरिक वर्दी संरचना की कठोरता और कठोरता के बीच संघर्ष कठिन मिश्र धातु अपने आवेदन क्षेत्र के आगे विस्तार को प्रतिबंधित करता है, आधुनिक समाज के विकास के लिए "उच्च उच्च" उच्च कठोरता और उच्च क्रूरता आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल है, इसलिए पता लगाएं कि नए प्रकार के कठोर मिश्र धातु पदार्थ विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं कि उपकरण के विभिन्न भागों की अलग-अलग कार्यात्मक आवश्यकताएं हैं। 2। सीमेंटेड कार्बाइड में नई प्रगति। दुनिया के विभिन्न देशों के सामग्री वैज्ञानिक विभिन्न प्रभावी तरीकों से पारंपरिक वर्दी हार्ड मिश्र धातु में उपर्युक्त विरोधाभासों को हल करने, उत्पादन को कम करने और लागत का उपयोग करने और उनके व्यापक प्रदर्शन में सुधार करने की कोशिश कर रहे हैं। वर्तमान में, मुख्य रूप से अल्ट्रा-फाइन और नैनो-हार्ड एलॉय हैं (तथाकथित अल्ट्रा-फाइन सीमेंटेड कार्बाइड एक मिश्र धातु है जिसमें टंगस्टन कार्बाइड अनाज का आकार 0.2-0.5 माइक्रोन है, और नैनो-हार्ड मिश्र धातु एक टंगस्टन कार्बाइड के साथ एक मिश्र धातु है कम से कम 0.2 माइक्रोन का अनाज का आकार।), प्लेटलेट कड़ा कार्बाइड, लेपित कार्बाइड और कार्यात्मक ढाल कार्बाइड, और अन्य दिशाएं इस विरोधाभास को प्रभावी ढंग से हल कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, जब नैनो-आकार के कठोर मिश्र धातु की कोबाल्ट सामग्री अधिक होती है, तो न केवल अच्छे फ्रैक्चर का प्रदर्शन होता है, बल्कि उच्च कठोरता भी होती है, जो मिश्र धातु की कठोरता और कठोरता कार्यात्मक ढाल कार्बाइड के सबसे अच्छे संयोजन तक पहुँच बनाकर चरण या कठोर बना देती है। मिश्र धातु के विभिन्न भागों को अलग-अलग गुणों को देने के लिए एक दिशा के साथ चरण बढ़ रहा है या घट रहा है, ताकि कार्बाइड के उपयोग में क्रूरता और पहनने के प्रतिरोध का संयोजन पूरी तरह से प्राप्त किया जा सके। निम्नलिखित ढाल सीमेंटेड कार्बाइड की नई प्रगति के लिए एक संक्षिप्त परिचय है। आमतौर पर स्नातक की उपाधि प्राप्त कार्बाइड 3। ग्रैडिएंट कार्बाइड प्रस्तावितएब्रूप में सामग्री की संरचना और गुणों में परिवर्तन अक्सर महत्वपूर्ण स्थानीय तनाव सांद्रता का कारण बनता है, चाहे तनाव आंतरिक या बाहरी हो। यदि एक सामग्री से दूसरे में संक्रमण धीरे-धीरे किया जाता है, तो ये तनाव सांद्रता बहुत बढ़ जाएंगे। कम। ये विचार सबसे कार्यात्मक रूप से वर्गीकृत सामग्री के मूल तार्किक तत्व का निर्माण करते हैं। जापानी वैज्ञानिकों ने पहले कार्यात्मक रूप से वर्गीकृत सामग्रियों को प्रस्तावित किया, जो कि एक घटक के माइक्रस्ट्रक्चर और / या संरचना में क्रमिक परिवर्तनों की शुरुआत की विशेषता है, इसके माइक्रोस्ट्रक्चर और / या अंतरिक्ष में रचना का क्रमिक परिवर्तन, और भौतिक, रासायनिक और यांत्रिक गुण। सामग्री। प्रदर्शन अंतरिक्ष में एक इसी क्रमिक परिवर्तन को प्रदर्शित करता है, जिससे यह घटक में विभिन्न स्थानों पर विभिन्न प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है, जिससे घटक को एक पूरे परिणाम के रूप में प्राप्त होता है। यह डिजाइन विचार सीमेंटेड कार्बाइड के क्षेत्र में पेश किया गया था। 1980 के दशक के उत्तरार्ध में, और एक ढाल सीमेंटेड कार्बाइड प्रस्तावित किया गया था, और तेजी से विकास जल्दी प्राप्त हुआ था। सीमेंटेड कार्बाइड के वास्तविक उपयोग में, विभिन्न कार्य स्थलों में अक्सर अलग-अलग प्रदर्शन आवश्यकताएं होती हैं। उदाहरण के लिए, सीमेंटेड कार्बाइड कोबाल्ट सिर को उच्च सतह पहनने के प्रतिरोध और समग्र प्रभाव प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। यह अनुमान है कि यदि एक नए प्रकार के सीमेंट कार्बाइड सामग्री को विकसित किया जा सकता है, तो इस सामग्री की संरचनात्मक विशेषता यह है कि सतह परत एक संरचना है। लो बाइंडर चरण और कोर की बाइंडर चरण सामग्री सतह की परत और कोर के बीच एक औसत मूल्य है। यह एक उच्च बाध्यकारी सामग्री और एक निरंतर वितरण के साथ एक संक्रमण परत है। इस तरह की संरचना में, प्रत्येक भाग में संबंध चरण के अलग-अलग वितरण के कारण, मिश्र धातु की सतह में बंधन परत की सामग्री प्रत्येक भाग में औसत मूल्य से कम होती है, उच्च कठोरता और अच्छा पहनने के प्रतिरोध के साथ, और बाध्यकारी परत संक्रमण परत में सामग्री। उच्च, अच्छा क्रूरता और प्रभाव प्रतिरोध को पूरा कर सकता है ।4। ग्रेडिएंट सीमेंटेड कार्बाइड के गुण। दो-चरण संरचना में, सतह परत की कोबाल्ट सामग्री मिश्र धातु की नाममात्र कोबाल्ट सामग्री से कम होती है, मध्यवर्ती परत की कोबाल्ट सामग्री मिश्र धातु की नाममात्र कोबाल्ट सामग्री और कोबाल्ट से अधिक होती है। is चरण युक्त कोर की सामग्री मिश्र धातु की नाममात्र कोबाल्ट सामग्री है। जैसा कि मिश्र धातु की कोबाल्ट सामग्री एक क्रमिक परिवर्तन दिखाती है, मिश्र धातु के विभिन्न भागों की कठोरता भी संबंधित कानूनों को दर्शाती है। इसके अलावा, कोबाल्ट सामग्री का धीरे-धीरे वितरण क्रॉस सेक्शन के विभिन्न हिस्सों में गैर-वर्दी में सिंटरिंग संकोचन बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप मिश्र धातु में अवशिष्ट तनाव होता है। मिश्र धातु की सतह परत में कोबाल्ट की कम सामग्री और WC + Co + of की उच्च सामग्री के कारण, मिश्र धातु की सतह में बहुत अधिक कठोरता और बहुत अच्छा पहनने का प्रतिरोध है। मिश्र धातु की मध्य परत में, कोबाल्ट की सामग्री मिश्र धातु की नाममात्र सामग्री से अधिक होती है, और इस प्रकार परत में अच्छी कठोरता और प्लास्टिसिटी होती है, जिससे मिश्र धातु उच्च भार का सामना कर सकती है। मिश्र धातु के अंदर। चरण संरचना में अच्छी कठोरता है। प्रयोगात्मक परिणामों से पता चलता है कि डीपी मिश्र धातु का पहनने का प्रतिरोध और कठोरता पारंपरिक वर्दी हार्ड मिश्र धातु की तुलना में स्पष्ट रूप से बेहतर है। डीपी मिश्र धातु को अपनाने से स्पष्ट रूप से रॉक ड्रिलिंग की दक्षता में सुधार हो सकता है और खनन लागत को कम किया जा सकता है। विभिन्न देशों में ढाल सामग्री की वर्तमान अनुसंधान स्थिति के अनुसार, मुख्य रूप से तीन प्रकार के ढाल सीमेंटेड कार्बाइड बंधुआ चरण संरचना कार्बाइड जैसे मिश्र धातु, कठोर हैं चरण की रचना ढाल सीमेंटेड कार्बाइड (जैसे कि कोटिंग मैट्रिक्स के रूप में उपयोग की जाने वाली used-लेयर। ग्रेडिएंट सीमेंटेड कार्बाइड) और हार्ड चरण अनाज आकार ढाल सीमेंटेड कार्बाइड (जैसे अनाज-ढाल सीमेंटेड कार्बाइड शीर्ष हथौड़ा) ।5। ढाल गठन तंत्र। कार्बाइड बनाने के बाद मिश्र धातु में तरल बाइंडर चरण के दिशात्मक प्रवास के कारण कोबाल्ट चरण के ढाल वितरण के गठन तंत्र का दृष्टिकोण अभी तक एकीकृत नहीं हुआ है। वर्तमान शोध रिपोर्टों के अनुसार, तरल चरण के दिशात्मक प्रवास में मुख्य रूप से तीन अलग-अलग प्रकार के तरल चरणों के कारण बड़े पैमाने पर प्रवासन शामिल है, विभिन्न WC कण आकारों के कारण बांधने वाले चरण का ओरिएंटेशनल प्रवास, और विभिन्न कार्बन सामग्री के कारण तरल चरण प्रवासन। उदाहरण के लिए, एक ही WC कार्बन सामग्री, समान कण आकार, और विभिन्न बाइंडर कोबाल्ट सामग्री के साथ दो YG मिश्र धातुओं को एक निश्चित अवधि के लिए तरल चरण के तापमान पर ओवरलैप और आयोजित किया जाता है। नतीजतन, बाध्य कोबाल्ट चरण एक उच्च कोबाल्ट सामग्री से निम्न कोबाल्ट सामग्री में बदल जाता है। माइग्रेशन का एक पक्ष,। उदाहरण के लिए, अलग-अलग कण आकार में से एक ठीक कण है, और दूसरा दो प्रकार के मिश्रण बनाने के लिए एक ही कोबाल्ट के साथ मोटे कणों को जोड़ा जाता है, और वैक्यूम सिंटरिंग के लिए एक डबल-परत मिश्र धातु में दबाया जाता है। तरल बंधन चरण एक तरफ से दूसरे तक ठीक दिखाई देता है। अनाज की ओर पलायन। जबकि उच्च कार्बन सीमेंटेड कार्बाइड को डिक्रबरींग वातावरण में डिक्रूबलाइज किया जाता है, तरल बंधन चरण अंदर से नमूना की सतह पर माइग्रेट करेगा, जबकि कम कार्बन मिश्र धातु उपचारित तरल तरल चरण के बाद केंद्र में माइग्रेट करेगा। घटना कार्बन सामग्री में अंतर के कारण प्रवास मिश्र धातु के विभिन्न भागों में तरल चरण की मात्रा में अंतर के कारण होता है। इस प्रकार के डीकार्बराइज्ड या कार्ब्युराइज़्ड मिश्र धातु में एक असमान आंतरिक कार्बन सामग्री होती है, और कार्बन सामग्री उच्च कार्बन सामग्री वाले क्षेत्रों में अपेक्षाकृत अधिक होती है। कम कार्बन सामग्री वाले क्षेत्रों में, तरल चरण उच्च कार्बन सामग्री वाले क्षेत्रों से कम कार्बन सामग्री वाले क्षेत्रों में स्थानांतरित होता है। एक साथ लिया गया, तरल चरण प्रवासन के मुख्य तंत्र हैं: बाइंडर चरण मोटे अनाज वाले कार्बाइड क्षेत्र से महीन दाने वाले कार्बाइड क्षेत्र की ओर पलायन करता है, और प्रवास के लिए ड्राइविंग बल केशिका दबाव अंतर है, अर्थात केशिका बल। बाध्यकारी चरण उच्च तरल चरण क्षेत्र से निम्न तरल चरण क्षेत्र में स्थानांतरित होता है और पलायन करता है। तरल चरण में ड्राइविंग बल दबाव अंतर है, अर्थात्, तरल चरण मात्रा में पदार्थ की स्थिति में परिवर्तन होने पर दबाव उत्पन्न करने के लिए वॉल्यूम विस्तार या संकुचन की भूमिका बदल जाती है ।6। ग्रेडिएंट सीमेंटेटेड कार्बाइडग्रैड सीमेंटेड कार्बाइड का अनुप्रयोग पारंपरिक सजातीय कार्बाइड में विद्यमान कठोरता और कठोरता के बीच विरोधाभास को सफलतापूर्वक हल करता है। इस नई सामग्री के विकास को 1950 के दशक के बाद से सीमेंटेड कार्बाइड के इतिहास में सबसे महत्वपूर्ण माना जाता है। नवाचार। "ग्रेडिएंट सीमेंटेड कार्बाइड के अद्वितीय माइक्रोस्ट्रक्चर और गुणों के कारण, यह ढाल कार्यात्मक सामग्री और कठिन मिश्र धातुओं के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण शोध सामग्री बन गया है। वर्तमान में, इसका उपयोग कोटिंग सब्सट्रेट, कार्बाइड काटने के उपकरण, खनन और में व्यापक रूप से किया गया है। रॉक ड्रिलिंग उपकरण, स्ट्रेचिंग डाइस एंड पंचिंग टूल्स, और इसके एप्लिकेशन फील्ड्स का लगातार विस्तार हो रहा है। (1) कोटिंग सब्सट्रेट के रूप में प्रयुक्त विभिन्न सामग्रियों के विभिन्न थर्मल विस्तार गुणांकों के लिए, शीतलन के दौरान थर्मल तनाव के कारण कोटिंग टूल सामग्री दरार हो सकती है। सिमेंटेड कार्बाइड का उपयोग मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है, अर्थात् ढाल-पापी कोटिंग मैट्रिक्स सतह क्षेत्र में घन कार्बाइड्स और कार्बोनाइट्राइड्स की कमी वाले एक नमनीय क्षेत्र बनाता है, जो प्रभावी रूप से मिश्र धातु के इंटीरियर में विस्तार करने से कोटिंग में बनी दरारें रोक सकता है। इंटरफ़ेस संबंध शक्ति में सुधार और इंटरफ़ेस तनाव एकाग्रता को कम करने, जिससे कार्ब के प्रदर्शन में सुधार होगा ide कटिंग टूल्स। (2) कार्बाइड टूल के रूप में उपयोग किया जाता है जो पारंपरिक सीमेंट कार्बाइड को बदल देता है। निरंतर अनुपात मॉडल का उपयोग कम सतह सामग्री और उच्च कोर सामग्री के साथ एक वर्गीकृत संरचना हार्ड मिश्र धातु बनाने के लिए किया जाता है, ताकि सतह परत में उच्च कठोरता और अच्छा पहनने के प्रतिरोध हो, जबकि कोर में उच्च शक्ति और अच्छा प्रभाव क्रूरता है, जो ताकत बनाता है और मिश्र धातु की बेरहमी। यह अच्छी तरह से समन्वित है और इसलिए इसे पहनने के प्रतिरोध और क्रूरता दोनों के साथ काटने के उपकरण का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। (3) खनन और रॉक ड्रिलिंग उपकरण खनन और रॉक ड्रिलिंग उपकरण। गेंद के दांतों के उपयोग में ऑपरेशन के दौरान अधिक पहनने और प्रभाव की आवश्यकता होती है, जिसके लिए मिश्र धातु की आवश्यकता होती है। उच्च सतह पहनने के प्रतिरोध और उच्च शक्ति है। इस आवश्यकता को पूरा करने के लिए परम्परागत एकसमान मिश्र धातुओं का प्रयोग कठिन है। पहनने के प्रतिरोध और क्रूरता दोनों पारंपरिक वर्दी कार्बाइड की तुलना में काफी बेहतर हैं। (4) एक छिद्रण उपकरण के रूप में इस्तेमाल किया जाता है धातु आमतौर पर छिद्रण या छिद्रण द्वारा तैयार किया जाता है। इस पद्धति के साथ, काम करने वाले किनारों के बीच सामग्री टूट गई है जो एक दूसरे का सामना करते हैं। छिद्रण के दौरान, पंच धातु की प्लेट के लिए सीधा दिशा में मरने के माध्यम से चलता है और धातु की प्लेट को छिद्रित करता है। पंच की विफलता मोड आम तौर पर काम करने वाले किनारे के पहनने के कारण होता है और अंततः पंच के काटने के किनारे की ओर जाता है, जिससे छिद्रण के दौरान घर्षण बल बढ़ जाता है और अंततः छिद्रण गुणवत्ता में कमी होती है। संभव के रूप में ढाल कार्बाइड काटने के उपकरण के जीवन को बढ़ाने के लिए, एक केंद्रीय central-चरण क्षेत्र के साथ एक वर्गीकृत सीमेंट कार्बाइड का उपयोग किया जाना चाहिए, एक नाभिक मुक्त आसपास के क्षेत्र से घिरा हुआ है, और exposed के एक उजागर काम की सतह के साथ -अवस्था। पंच के रूप में सीमेंटेड कार्बाइड का उपयोग करना, डब्ल्यूसी के दाने का आकार 2-3μm है, मानक सीमेंट कार्बाइड के लिए छिद्रण समय की संख्या केवल 15 गुना है, और ढाल संरचना के लिए सीमेंट कार्बाइड के छिद्रण और कतरनी की संख्या 64,000 गुना तक है, जबकि स्टील की छिद्रण संख्या 7231 गुना है। यह देखा जा सकता है कि एक छिद्रण उपकरण के रूप में ढाल सीमेंटेड कार्बाइड उपकरण के सेवा जीवन में बहुत सुधार कर सकता है। ढाल सीमेंटेड कार्बाइड के अध्ययन में तीन भाग होते हैं: सामग्री डिजाइन, सामग्री तैयार करना, और संपत्ति मूल्यांकन। ये तीन भाग एक दूसरे के पूरक हैं और अपरिहार्य हैं। सामग्री की तैयारी ढाल सीमेंटेड कार्बाइड अनुसंधान का मूल है। सामग्री डिजाइन संरचना की सबसे अच्छी रचना और ढाल वितरण प्रदान करता है। यह निर्धारित करने के लिए कि क्या डिजाइन और तैयार सामग्री पूर्व निर्धारित समारोह से मिलती है, प्रदर्शन मूल्यांकन किया जाना चाहिए। 7। ग्रेडिएंट सीमेंटेड कार्बाइड डिजाइनग्रेडिएंट सीमेंटेड कार्बाइड डिज़ाइन, आम तौर पर निम्नलिखित कई लिंक के माध्यम से जाना चाहिए सबसे पहले घटकों के संरचनात्मक आकार और उपयोग की वास्तविक स्थितियों के अनुसार, मौजूदा सामग्री संश्लेषण और प्रदर्शन डेटाबेस से थर्मोडायनामिक सीमा की स्थिति बनाएं, संभावित संश्लेषण का चयन करें। धातु-सिरेमिक सामग्री संयोजन प्रणाली और तैयार करने की विधि, बाइंडर चरण और हार्ड चरण के संयोजन अनुपात और वितरण नियम को मानते हैं, और थर्मोप्लास्टिक सिद्धांत और गणना का उपयोग करके सामग्री संरचना के बराबर भौतिक मापदंडों को प्राप्त करने के लिए सामग्री microstructure मिश्रण कानून का उपयोग करते हैं। गणित की विधि। सामग्री संरचना के ढाल घटकों का वितरण कार्य तापमान वितरण द्वारा और थर्मल तनाव द्वारा सिम्युलेटेड है, और इष्टतम रचना वितरण और सामग्री प्रणाली डिजाइन किए गए हैं। ग्रेडिएंट सीमेंटेड कार्बाइड डिज़ाइन के मुख्य कार्य में निम्नलिखित तीन भाग होते हैं: (1) एक उपयुक्त ढाल घटक वितरण मॉडल स्थापित करें ताकि डिज़ाइन की गई ढाल कार्यात्मक सामग्री प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करे (2) ग्रेडिएंट सामग्रियों के भौतिक गुणों का अनुमान लगाना (3) गणना तापमान क्षेत्र और कार्यात्मक रूप से वर्गीकृत सामग्री के थर्मल तनाव हमारे टंगस्टन कार्बाइड खनन बटन बिट्स यहाँ देखें
स्रोत: मेयौ कार्बाइड