Nano / Ultrafine WC - Co 시멘트 탄화물 연구

초록 : 나노 / 초 미세 WC-Co 초경합금의 제조를위한 두 가지 핵심 요소는 고품질 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 준비 및 소결 중 입자 성장 제어입니다. 최근 수년간 국내외에서의 연구 진척 상황을 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말 제조 방법과 나노 / 초 미세 WC-Co 초경합금 기술을 통해 종합적으로 재검토합니다. 또한, 나노 / 초 미세 WC - Co 초경 합금의 개발 전망 및 향후 연구 초점에 대해서도 논의합니다. 키워드 : 초경합금, 초정밀 / 초 미세 결정; WC-Co 복합 분말 : 초경 합금 (주로 WC, TiC, TaC, NbC, VC, Cr 3 C 2, Mo 2 C 등을 말함) , Co, Ni 등) 결합제 상으로 분말 야금으로 제조 된 합금 재료. 고속철, 다이아몬드, 세라믹 및 기타 재료에 비해 초경합금은 강도가 우수 할뿐만 아니라 인성도 우수합니다. 가장 널리 사용되는 공구 재료 중 하나이며 중국의 산업 생산 및 국가 경제 발전을 촉진시키는 역할을합니다. 결정적인 역할. 나노 / 초 미세 입자 탄화물 (합금의 평균 WC 입자 크기가 0.1 ~ 0.6 μm 일 때)은 기존 초경합금의 경도와 인성 사이의 불일치뿐만 아니라 더 큰 취성 및 공정 연화를 효과적으로 극복 할 수 있습니다. 문제는 높은 경도와 인성의 이중 높은 특성을 가지고 있다는 것입니다. 이제는 집적 회로 보드 처리 용 마이크로 드릴, 도트 매트릭스 프린터 인쇄 바늘, 전체 홀 가공 도구 및 밀링 커터와 같은 일련의 고급 탄화물 제품을 개발했습니다. , 치과 용 드릴 및 정밀 몰드 등은 항공 우주, 정밀 가공, 전자 산업, 정밀 제조 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 초경합금의 제조에는 분말 야금 법을 채용하기 때문에, 분말 제조, 프레스 및 소성을 포함한다. 따라서 초 미세 결정립 WC-Co 초경 합금의 제조에 중요한 두 요소는 고품질의 나노 / 초 미세 결정 분말입니다. 준비 및 소결 중 곡물 성장 제어. 본 논문에서는 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말 및 나노 / 초극세 초경 소결 기술의 합성을 검토하고 최근 검토하고있다. 1 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 제조 방법 WC- Co 복합 분말은 다음과 같다 : 1) W 분말을 얻기 위해 700-900 ℃의 온도 범위에서 수소를 환원시켜 WO3를 얻는다. 2) W 분말과 C 분말은 1400 ~ 1600 ℃의 온도 범위에서 혼합된다. 탄화시켜 WC 분말을 얻는다. 3) WC 분말과 Co 분말을 혼합하여 WC-Co 복합 분말을 얻었다. 전통적인 공정 방법은 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말을 제조하는 데 이상적인 방법이 아니며 많은 단점이 있습니다. 우선, W 및 C 분말의 고탄 화 온도는 분말의 입자 성장을 쉽게 일으키고 입자 크기 분포의 균일성에 영향을 미친다. 둘째, 전통적인 공정에서 분말의 품질에 영향을 미치는 많은 요소가 있으며 분말 특성을 제어하기가 어렵습니다. 마지막으로, 전통적인 방법 긴 프로세스 흐름 및 생산주기, 높은 생산 비용. 개발의 거의 20 년 후, 많은 새로운 나노 / 초 미세 WC - 공동 복합 분말 준비 방법은 전 세계의 연구원의 끊임없는 노력하에 개발되었습니다. 그들은 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다 : 하향식 및 자기 하향식 접근법. 상향식 방법은 주로 용액 법 (졸 - 겔법, 공침법, 분무 건조 전환법) 및 기상 합성법을 포함하여 미세한 수준의 원자 / 분자 수준에서 나노 / 초 미세 결정 성 분말을 얻는 방법이다 . 법률 등등. 하향식 방법은 거대 입자와 같은 거시적 관점에서 나노 / 초 미세 결정 분말을 얻는 것을 의미합니다. 주된 방법은 고 에너지 볼 밀링 (high-energy ball milling) 등을 포함한다 .Fig.1 나노 결정 탄화물 WC-7Co 및 WC-10Co1의 입자 크기. 1 고 에너지 볼 밀링 통상적 인 고 에너지 볼 밀링은 원료 분말과 분쇄 볼을 일정 비율로 볼 밀 탱크에 투입하고 불활성 가스를 도입하여 분쇄 볼의 충격을 통해 분말을 압출하도록합니다 - 냉간 용접 - 입자 미세화를위한 분쇄 공정 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 제조. EL-ESKANDARANY MS는 스틸 볼을 볼 밀링 매체로 사용하고 10 : 1의 볼 재료 비율로 전체 볼 밀링을 얻기 위해 W 파우더 (d <196 μm) 및 C 파우더 (d <45 μm)를 원료로 사용합니다. 120 시간 동안. 나노 WC 파우더. 그러나, 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말을 생산하기위한 고 에너지 볼 밀링의 사용은 긴 볼 밀링 시간, 밀링 후 불순한 분말 및 낮은 작업 효율의 단점을 갖는다. 전통적인 고 에너지 볼 밀링의 단점을 극복하기 위해 카바이드 볼은 분말의 오염을 줄이기 위해 일반적으로 연삭 볼로 사용됩니다. 동시에, 고 에너지 이중 구동 유성 밀, 기계 화학 합성, 통합 기계 및 열 활성화와 같은 새로운 고 에너지 볼 밀링 공정이 개발되었습니다. 고 에너지 이중 구동 유성 볼 밀 주로 밀 배럴의 회전과 회전을 결합하고 볼 밀링 공정 중에 발생하는 중력 가속도 장을 통해 효율을 높입니다. BUTLER BG 외. 는 고 에너지 이중 구동 유성 볼 밀을 사용하여 불과 10 시간 만에 0.8 μm WC 및 WC-Co 분말의 입자 크기를 10-20 nm로 줄였습니다. 기계 화학 합성은 볼 밀링 공정 중에 화학 반응을 도입하는 것을 말하며, 밀링 시간을 단축시키고 밀링 효율을 향상시킨다. 메카 노 케미칼 합성은 크게 두 단계로 나뉩니다. 첫 번째 단계는 환원제로 Mg와 Zn과 같은 활성 금속을 사용하고 WO 3와 함께 탄화수소와 같은 카본 블랙과 탄소 함유 유기물을 볼 밀 탱크에 첨가하는 것입니다. 볼 밀링 공정은 많은 양의 에너지를 생성하기 때문에 WO3은 먼저 활성 금속과 반응하여 W를 생성 한 다음 C가 W와 반응하여 나노 WC를 생성합니다. 두 번째 단계는 볼 밀링이 완료된 후 얻은 분말을 HCl과 같은 산성 용액에 넣고 금속 산화물을 제거하여 순수한 나노 WC 분말을 얻는 것이다. HO-SEINPUR A 외. WO3, Zn 및 C를 볼밀 탱크에 넣고 36 시간 동안 볼 밀링 한 후, 생성 된 분말을 2 시간 동안 묽은 염산에 침지시켜 약 20 nm의 WC 분말을 얻었다. 기계적 열 활성화 합성 방법은 볼 밀링 공정과 환원 탄화 공정을 결합한 새로운 방법. 그 주요 특징은 저탄소 화 온도를 줄이기 위해 고 에너지 볼 밀링으로 제조 된 활성 표면을 최대한 활용하고 나노 / 초극세 WC-Co 복합 분말을 제조하는 것입니다. SHAWLL과 1 : 2.4 : 0. 7 (몰비) 20 ㎛의 산화 텅스텐, 흑연 및 산화 코발트를 6 시간의 고 에너지 볼밀 용 볼밀에 넣고, 얻어진 분말을 아르곤 가스 하에서 1000 ℃에서 환원 탄화 반응시켰다 결정을 얻기위한 보호. 입자 크기가 80 내지 200 nm 인 WC-Co 복합 분말. Song Xiaoyan 팀은 전통적인 기계적 열 활성화 합성 방법을 재창조하고 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 원위치 환원 탄 소 합성을 위해 직접 진공로에 볼 밀링으로 얻은 복합 산화물을 넣습니다. 제조 된 분말의 입자 크기 분포 및 조성은 균일하였으며, 입자 크기는 70 내지 500 nm 범위였다. 2 표면 마모 나노 카바이드 및 일반 초경 카바이드의 SEM 사진 1. 2 용액 법 용액 법에서는 가용성 텅스텐 염, 코발트 염 및 기타 원료를 용액에 가하여 원자 수준 또는 분자 수준으로 분산시키고 특정 방법으로 전구체 분말을 제조한다. 전구체 분말을 건조, 환원, 탄화 등의 방법으로 나노 미터로 제조한다. / 초 미세 입자 WC-Co 복합 분말. 용액 법으로 얻은 전구체 분말은 각 상이 균일하게 분포하고 분자 및 원자 수준으로 존재하며 화학적 활성이 높기 때문에 환원 탄화 온도를 효과적으로 낮추고 준비 시간을 단축 할 수 있으며 나노 / 초 미세 결정. WC-Co 복합 분말의 제조 방법은 전구체 분말을 얻기위한 여러 가지 방법에 따라 졸 - 겔법, 공침법 및 분무 - 건조 전환법으로 구분할 수있다. 졸 - 겔법은 가용성 염의 가수 분해 및 중축 합 과정을 거쳐 점성 콜로이드 전구체를 서서히 형성 한 후 건조 및 소결시켜 나노 / 초 미세 결정 복합 분말을 얻는 방법이다. HOLGATE MWR은 텅스텐 염, 코발트 염 및 용해 가능한 유기 탄소를 원료로 사용하여 용액의 pH와 같은 합성 조건을 조절하여 겔형 전구체를 얻은 다음 건조, 환원 및 탄화 과정을 거친다. 공 침법은 텅스텐 - 코발트 복합체 전구체를 액체상에 텅스텐 염과 코발트 염을 공 침전시켜 우수한 분산액을 제조 한 다음 나노 / 초 미세 WC-Co 복합체를 제조하는 것이다 분말을 환원 탄화시켜 MAJH 등은 66 % W (질량 분율, 이하 동일)의 텅스텐 염을 함유하고 있으며 14를 함유한다. 42 % Co의 코발트 염을 원료로 사용하고, 화학적 공융 혼합물에 의해 텅스텐 / 코발트 복합 전구체 분말을 제조 하였다. 침강 법에 의해 제거한 후, CO 2 / CO 2 분위기에서 H2를 환원 및 탄화시켜 입자 크기가 약 50nm 인 나노 입자 / Ultrafine WC-Co 복합 분말을 제조 하였다. 분무 건조 전환 방법으로는 가용성 텅스텐 염, 코발트 염 등을 분무 건조하는 용액에 용해시켜 텅스텐 - 코발트 복합 전구체 분말을 얻은 후 환원 및 탄화 단계를 거쳐 나노 크기의 WC-Co 복합 분말을 얻는다. 분무 전환 방법은 Rutgers University에 의해 처음 제안되었으며, 그 구체적인 공정은 3 단계로 이루어져있다. 1) 가용성 텅스텐 염과 코발트 염을 고순도의 물에 용해시켜 균일 한 수용액을 얻는다. 2) 수용액을 분무 건조시킨다. 용매의 용질은 빠르게 결정화되어 분자 수준에서 고르게 분포 된 전구체 분말을 형성한다. 3) 전구체 분말을 H 2 대기 하에서 환원시킨 다음, CO / CO 2 대기 하에서 유동층에서 탄화 반응시킨다. 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말을 얻었다. 분무 건조 기술과 유동층 열처리 기술은 산업 생산 기술이므로 산업용 적용 가능성이있는 기술입니다. Yang Jiangao 팀은 기존의 분무 건조 전환 방법을 통합하고 재발행하여 복잡한 유동층 장비를 버리고 고정층으로 전환하고 "이온층 혼합, 급속 침전 및 저온 합성으로 복합 분말을위한 새로운 준비 기술을 개발했습니다 ". 또한, 고 활성 in-situ 탄소 및 탄소 열 반응의 한 단계 방법이 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 제조 공정에 도입되었습니다. 균일하게 분포 된 고 활성 인 - 현장 카본은 반응 온도를 효과적으로 감소시키고 짧아졌습니다 결정립을 억제하는 반응 시간. 성장이 간단하고 빠르고, 저비용이며, 공업 적으로 생산 가능한 분말 준비 방법이 제어 된 구조 및 성능과 100 nm 미만의 WC 결정 입자 크기를 갖는 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말을 제조하기 위해 제안되었다. 전통적인 8 단계에서 3 단계에 이르기까지 탄화 온도는 기존의 1300 ° C에서 1000 ° C로 감소합니다. 3 기체 상 반응 합성 기상 반응 합성법은 열역학적으로 불안정한 과포화 전구체 기체가 가스 상태에서 물리적 반응 또는 화학 반응을 거쳐 응집되어 냉각 과정에서 성장하여 미립자를 형성하는 초미립자의 제조 방법이다 . 열역학적으로 불안정한 포화 된 전구체 방법에 따르면, 화학적 기상 합성 방법은 레이저 제거 방법, 불꽃 방전 변환 방법, 이온 스퍼터링 방법, 화염 합성 방법, 화학 증기 방법 및 열 플라즈마 변환 방법 . 현재, 나노 -WC-Co 복합 분말을 제조하기 위해 널리 사용되는 방법은 화학 기상 증착 및 열 플라즈마 변환을 포함한다. 화학 증기 방법에서, 가스화 된 전구체 및 환원성 탄화 된 물질을 통과시켜 나노 WC-Co 복합 분말을 제조한다 가스를 고온 벽 반응기에 도입 하였다. 금속 염화물은 휘발 온도가 낮기 때문에 이상적인 전구 물질입니다. RYUT et al. (24 ± 1) nm 크기의 나노 -WC-Co 복합 분말을 성공적으로 얻기 위해 전구체로서 WCl 6 및 CoCl 2, 환원 및 탄화 가스로서 H 2 및 CH 4, 캐리어 가스로서 Ar 가스를 사용 하였다. 제조 과정에서 Co3W3C와 같은 탄소 결핍 상이 형성되는 것을 피하기 위해 반응기 온도가 각각 440 ℃와 1400 ℃에서 WCl6와 CoCl2가 공급되었고 결과물 인 합성물에는 탄소 결핍 상이 거의 없었다 고온 플라즈마 변환 방법은 플라즈마를 열원으로 사용하여 기화 된 전구체와 환원 된 탄화 가스를 원자 수준으로 전환시켜 상호 환원 및 탄화를 촉진하여 복합 분말을 얻는 방법이다. SOHN HY 외. 원료 WCl6, AMT 및 C2H4를 원료로하여 유도 플라즈마 장치 내에서 열 플라즈마 변환을 행하여 30 nm의 WC1-x 분말을 제조 한 후, 900 ℃의 온도에서 H2 / CH4 분위기를 제조 하였다 ° C. 열처리를 수행하여 100nm의 순수 WC 분말을 얻었습니다 .2 Nano / Ultrafine WC-Co 초경합금 소결 기술 소결은 초경합금 준비의 마지막 단계입니다. 소결은 제품 성능에 직접적인 영향을 미치며, 이러한 변화는 돌이킬 수 없으므로 초경합금을 생산하는 과정에서 결정적인 역할을합니다. 나노 / 초 미세 WC-Co 초경합금의 경우, 소결 공정은 시멘트의 치밀화를 보장 할뿐만 아니라 탄화물뿐만 아니라 소결 과정에서 입자의 성장 거동을 제어합니다. 기존의 크기 분말과 비교하여 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말은 작은 크기 효과, 표면 및 계면 효과 및 기타 요소로 인해 특별한 소결 거동을 나타냅니다. 소결 공정의 열역학적 추진력은 주로 표면 에너지의 감소이지만, 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말은 큰 표면 에너지와 소결을위한 큰 구동력을 가지며, 치밀화 공정은 낮은 온도. 동시에, 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말은 높은 활성을 가지며, 소결 공정 및 용해 - 용해 공정 중에 결정립의 응집을 일으켜 입자 성장이 매우 쉽습니다. MA-HESHWARIP et al. 는 소결 과정에서 입자 크기가 다른 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 치밀화 거동을 연구했습니다. WANG X 외. 입자 크기 10nm의 WC-10Co (질량 분율)를 원료로하여 진공로에서 소결하여 입자 성장에 미치는 온도의 영향을 연구 하였다. 결과는 온도의 증가가 결정립 길이의 현저한 증가를 유발한다는 것을 보여 주었다. 온도가 높을수록 증가량이 커집니다. 소결 온도가 1 300 ℃ 일 때, 입자 크기는 10nm에서 약 380nm로 증가하는데, 이는 38 배 증가한 것이다. FANGZG et al. 소결 초기 5 분 동안 나노 분말이 급속히 발달한다는 것을 발견했다. 최근에는 소결 공정에서 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 성장 거동을 효과적으로 제어하기 위해 가스 압력 소결, 고온 프레스 소결, 마이크로파 소결 및 스파크 플라즈마 소결과 같은 몇 가지 새로운 소결 공정이 개발되었습니다 , etc.2. 1 가스 압력 소결 가스 제거 공정이 끝나면 압축 표면의 공극이 닫히고 액상에 코발트 상이 존재하는 조건에서 가스 가압 소결이 수행됩니다. 압력 매질로서 불활성 가스를 사용하여, 합금의 고밀도화를 촉진시키기 위해 합금에 고온 등압 압축이 적용된다. 가스 압력 소결은 진공 소결 및 고온 아이소 스테 틱 프레싱을 효과적으로 결합시켜 코발트 상 흐름을 촉진하고 제품의 기공 및 코발트 풀을 제거하는 데 도움이되는 Co의 고온 휘발성을 억제하여 합금이 미세하고 균일 한 구조를 갖도록합니다. 성능이 크게 향상됩니다. 기존의 고온 아이소 스테 틱 프레스와 비교하여 가스 압력 소결의 압력은 열간 등압 (isostatic pressure)의 1/10 이하에 불과하므로 장비 제조 비용과 유지 보수 비용이 크게 감소합니다. Du Wei 등은 WC-2.5 % Co 초경 합금의 성능에 대한 진공 소결 및 가스 가압 소결의 효과를 비교하기 위해 입자 크기가 0.53 μm 인 나노 / 초 미세 WC 분말과 구형 Co 분말을 원료로 사용했습니다. 실험 결과는 가스 압력 소결이 합금의 다공성을 감소시키고 비정상적인 입자 성장을 억제 할 수 있음을 보여준다. 합금의 굽힘 강도는 1800 MPa에서 2250 MPa로 증가합니다. Wei Chongbin 등은 나노 / 초 미세 WC-10Co 복합 분말의 원재료 인 현장에서의 환원 / 탄화 방법을 사용하여 진공 소결 및 가스 가압 소결의 효과를 1420 ° C에서 1 일 동안의 미세 구조 및 특성에 비교했습니다 h. 소성 압력은 2MPa이다. 결과는 가스 압력 소결이 합금의 성능을 크게 향상시키고 분쇄 인성을 10.2MPa • m1 / 2에서 13.6MPa • m1 / 2까지 증가시킬 수 있음을 보여 주었다. Shi Xiaoliang 등은 스프레이 전환 방법으로 준비된 WC-10Co 복합 분말을 사용했다 48 시간 볼 밀링 후 WC-10Co-0.4VC-0을 제조 하였다. 4Cr3C2 복합 분말; 이어서 가스 가압 소결, 320 ℃에서 1 시간 동안 소성하는 동안 압력은 5이다. 5 MPa에서, 얻어진 합금은 높은 기계적 성질을 가지며 HRA 경도는 92.8이고 강도는 3,780 MPa이다. 이전의 연구 결과로부터, 가스 가압 소결에 의해 얻어진 나노 / 초미립자 경질 합금의 입도가 작고, 구조가 균일하며, 인성도 매우 양호하다는 것을 알 수있다. 현재, 그것은 산업적으로 제조 된 나노 / 초정밀 결정질 경질 합금이되었다. 주요 소결 방법 중 하나. 2 핫 프레스 소결 핫 프레스 소결은 압력과 소결 공정을 효과적으로 결합하고 압력과 온도의 결합 된 작용하에 합금을 급격히 치밀화하는 방법입니다. 기존의 프레스 및 소결 공정과 비교하여 핫 프레스 소결은 성형 약품을 첨가 할 필요가없고 불순물의 도입을 줄일 수 있습니다. 열 가압 조건 하에서 분말의 가소성 및 유동성이 크게 개선되고, 합금의 치밀화가 촉진되고 상대적으로 낮은 온도에서 소결 온도가 감소 될 수있다. 완전히 소밀 한 합금은 짧은 소결 시간 내에 얻어진다. Li Zhixi et al. (0.81 μm) 및 Co 분말 (1.35 μm)을 원료로 사용하고, Cr 3 C 2 및 VC를 유성 고 에너지 볼 밀링을 통해 입자 성장 억제제로 사용했습니다. 준비된 입자 크기는 0보다 작습니다. 3 μm WC-Co 복합 분말을 핫 프레스 및 소결하여 핫 프레스 소결이 샘플 성능에 미치는 영향을 연구했습니다. 그 결과, 1 400 ℃, 2 시간의 온도 및 30 MPa 압력에서의 핫 프레스 소결에 의해 균일 한 미세 구조 및 평균 입도가 0.8 ㎛ 미만인 WC-10Co 초경 합금이 얻어졌다. 입자 크기가 증가했다. 억제제 Cr3C2 +0. 4VC microhardness 값 56GPa. Zhu Qikou et al. 고온에서 인 - 시튜 (in-situ) 환원으로 제조 된 직경 300 nm의 WC - 6Co 복합 분말을 원료로 사용하여 1 200 ° C에서 20 MPa의 핫 프레스 소결하여 따뜻하게 유지시켰다. 5h 나노 / 초극세 WC-6Co 초경합금 제조. 결과는 핫 프레스 소결이 효과적으로 합금의 공극을 감소시키고 입자 성장을 억제 할 수 있음을 보여줍니다. 합금 내의 WC의 평균 입자 크기는 600 nm이고 분포는 균일하다. HRA 경도는 93이고 횡력 파괴 강도는 1530 MPa입니다. Liu Xuemei 등은 WO 3 분말, Co 3 O 4 분말 및 카본 블랙 파우더를 원료로 사용하여 진공 열처리로에서 먼저 전처리 한 후 1 370 ℃의 온도에서 20MPa의 압력으로 나노 복합체를 사용 하였다 1.5 시간. 미세 입자 WC - Co 형 탄화물. 그 결과, 준비된 초경합금은 평균 밀도 0.813 ㎛, HRA 경도 및 파괴 인성이 각각 92.5 및 8.44 MPa · m1 / 2 인 고밀도 및 순수한 WC 및 Co 상을 갖는다. 상기 연구 결과로부터, 핫 프레스 소결 공정 중에 축 방향 압력이 가해질 수 있기 때문에, 핫 프레스 소결 후의 합금의 인성이 일반적으로 낮아서, 다양한 부품의 구조 불균일 한 힘으로 인해 소결 공정에서 합금의 이방성이 합금의 인성을 낮추고 합금의 수명에 영향을줍니다 .2. 3 마이크로파 소결 마이크로 웨이브 소결은 소결 및 치밀화를 달성하기 위해 전체 소결체를 소결 온도까지 가열하기 위해 마이크로파 전자기장에서 재료의 유전 손실을 이용하는 새로운 급속 소결 기술입니다. 마이크로 웨이브 에너지는 소결체 내부의 원자, 분자 또는 이온의 운동 에너지를 증가 시키므로, 소결 활성 에너지가 감소되어 소결 온도를 낮추고 소결 시간을 단축시키는 이점이있다. 동시에, 마이크로 웨이브 가열은 급속 가열 및 급격한 온도 감소의 특성을 가지므로 마이크로 웨이브 소결에 의해 제조 된 재료는 균일 한 미세 구조 및 미세성, 양호한 인성 등의 특성을 갖는다. 고온에서 제조 된 WC-10Co 복합 분말 - 에너지 볼 밀링은 전체 피크의 원료로 사용되었고, 마이크로 웨이브 소결 공정은 경질 합금을 제조하는데 사용되었다. 실험 결과는 탈지 시간과 소결 온도가 합금의 성질에 상당한 영향을 미치는 반면 유지 시간과 가열 속도는 합금의 성질에 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 보여준다. 결과는 탈지 시간 20 분 및 1 320 ℃의 소결 온도에서 얻어진다. 합금 입자는 미세하고 균일하며 밀도는 14.32g / cm3, 경도는 HV30 16. 11GPa, 파괴 인성은 최대 9.78MPa • m1 / 2Lu et al. WC-8Co 초경합금의 입자 성장에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. BAO R et al. 행성 볼 밀링 (balletary milling) 방법을 사용하여 입자 크기가 0.15㎛ 인 WC 및 Co 분말을 혼합 및 압축 한 다음 마이크로파 소결시켰다. 결과는 마이크로 웨이브 소결이 급격한 치밀화의 특성을 가지고 있음을 보여줍니다. 소결 후, 탈 표면이 합금 표면에 형성된다. 혼합하는 동안 일정량의 카본 블랙을 첨가하면 합금 표면의 탈탄을 억제하고 합금의 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 합금의 HRA 경도는 총 탄소 함량이 6.08 % 인 복합 분말을 사용하여 극초단파 소결 후 93.2에 도달했다. 마이크로 웨이브 소결은 짧은 소결 시간, 빠른 가열 속도, 미세하고 균일 한 입자 크기 및 우수한 기계적 성질의 장점을 가지고 있지만, 마이크로파 소결은 재료에 대한 강한 선택성을 가지며 열 폭주 및 불균일 한 가열이 발생하기 쉽습니다. 재질 속성. 동시에, 고출력 전자 레인지의 준비는 여전히 산업상의 문제입니다. 현재 주요 연구는 여전히 학교와 연구 기관에 집중되어 있으며, 대규모 산업 생산은 아직 이루어지지 않았다 .2. 4 방전 플라즈마 소결 방전 플라즈마 소결은 분말 입자 사이에 압력 및 직류 펄스 전류를 직접 적용하는 것입니다. 기계적 압력, 방전 펄스 압력 및 순간 고온 장의 결합 된 작용하에, 소결체 입자는 자발적으로 열을 발생시키고 입자의 표면을 활성화시켜 신속한 치밀화를 달성한다. 새로운 형태의 소결 공정. 스파크 플라즈마 소결은 빠른 가열 속도, 짧은 소결 시간 및 낮은 소결 온도의 장점을 가지므로 준비주기를 단축하고 결정 입자의 성장을 억제합니다. 얻어진 소결체는 미소 미세 구조 제어가 가능하고, 미세한 입도 및 균일 한 분포를 가지며, 전체적인 성능이 우수하다. . in-situ 환원 탄화 공정으로 제조 된 GAO Y 및 기타 나노 -WC-10Co 복합 분말을 원료로 사용하고, VC를 입자 성장 억제제로 사용하고, 소결시 탄소 분포를 연구하기 위해 스파크 플라즈마 소결을 사용했다 온도는 130 ℃이고 압력은 60MPa이다. 플라즈마 초경합금의 성능에 미치는 부피의 영향. 결과는 탄소의 양이 합금의 상, 구조 및 성질에 큰 영향을 미친다는 것을 보여준다. 최적의 탄소 배분 하에서, 합금은 균일 한 구조와 순수한 상 (相)의 특성을 가지며 경도와 파괴 인성은 20.50GPa와 14.5MPa • m1 / 2에 이른다. Hao Quan et al. 방전 플라즈마 소결 원료로서 분무 변환 공정에 의해 제조 된 입도 250 nm의 WC-10Co 복합 분말을 사용하여 소결 온도 및 분위기의 효과를 연구 하였다. 결과는 소결 온도가 증가하고, 노 내의 압력이 감소하고, 코발트 상이 증발하고, 합금이 평형 상태를 벗어난다는 것을 보여준다. 1 250 ℃에서 5 분 동안 소결 된 WC-10.10Co 복합 분말의 Co 함량은 10.02 %가된다. LIU WB 외. 합금의 미세 구조 및 특성에 대한 방전 플라즈마 공정 변수의 영향을 완전히 연구했다. 결과는 스파크 플라즈마 소결 과정에서 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 조밀화 시작 온도가 약 804 ℃임을 보여줍니다. 최적의 소결 온도 인 1 325 ℃, 50 MPa의 압력 조건에서 HRA 경도, 파괴 인성 및 항절 강도가 92.6, 12 MPa • m1 / 2 및 2 180 MPa의 고성능 경질 재료를 얻을 수 있습니다. 6 ~ 8 분의 유지 시간. 합금. 스파크 플라즈마 소결은 소결 공정에서 입자의 소성 유동 및 표면 확산에 도움이되는 특별한 직류 펄스 전압을 가지기 때문에 비교적 저온 및 단시간 내에 재료가 빠르게 치밀 해집니다. 그것은 유망한 새로운 기술입니다. 는 전 세계적으로 널리 연구되어 왔습니다. 그러나, 불꽃 플라즈마 소결은 복잡한 구조의 소결에 어렵고, 대규모 산업 응용은 아직 탐사 단계에있다. 3 나노 WC-7Co 레이크면의 마모 흔적. 4 다른 하중 하에서 나노 카바이드 및 일반 초경합금의 마찰 계수 3 결론 나노 / 초경합금 초경합금은 고성능 고 부가가치 초경합금 제품입니다. 산업화 될 수있는 나노 / 초 미세 입자 제품의 개발은 중국의 초경합금 산업에서 해결해야 할 문제 중 하나가되었습니다. 중국의 경질 합금 산업의 건전한 발전을 촉진하는 것은 큰 의미가 있습니다. 최근에는 국가 정책의 강력한지지하에 중국의 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말의 제조가 획기적으로 이루어졌으며 고성능 나노 / 초 미세 WC-Co 복합 분말이 점차 산업화되었습니다. 그러나, 안정적인 품질과 신뢰성있는 제품, 특히 0.2㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 나노 / 초정밀 결정질 초경합금의 고성능 생산을위한 고성능 나노 / 초 미세 결정질 초경 합금을 생산하기 위해서는 여전히 합금 관련 예비 공정의 연구 및 개발을 증대 시키는데 필요합니다.
출처 : Meeyou Carbide