Hva du ikke vet om sintringsprosessen for sementert karbid

Hardmetall er sammensatt av ulike karbider og jernelementer. De typiske egenskapene til disse materialene er at de kan nå nesten 100 % teoretisk tetthet gjennom væskefasesintring. Etter sintring er lav gjenværende porøsitet nøkkelen til vellykket påføring av sementert karbid i arbeidsforhold med høy spenning som metallskjæring, oljeborekroner eller metallformingsformer.

Hårdmetallsintring må kontrolleres nøye for å oppnå ønsket mikrostruktur og kjemisk sammensetning. I mange applikasjoner brukes sementert karbid i sintret tilstand. Overflaten til sintrede legeringer er ofte utsatt for sterk friksjon og stress. I de fleste metallskjæreapplikasjoner overstiger slitasjedybden på verktøyhodeoverflaten {{0}}.2~0.4mm, og verktøyet vurderes å være skrotet. Derfor er det svært viktig å forbedre overflateytelsen til sementert karbid. Det er to grunnleggende metoder for sintring av sementert karbid: den ene er hydrogensintring - kontroll av sammensetningen av deler gjennom fasereaksjonskinetikk i hydrogen og ved normalt trykk, og den andre er vakuumsintring - ved å bruke et vakuummiljø eller redusere det omgivende gasstrykket for å kontrollere sammensetningen av sementert karbid ved å bremse reaksjonskinetikken.

Vakuumsintring har et bredere spekter av industrielle bruksområder. Noen ganger brukes varm isostatisk pressing og varm isostatisk pressing også til sintring. Disse teknologiene har en viktig innvirkning på produksjonen av sementert karbid. Hydrogensintring: Hydrogen er en reduserende atmosfære, men når hydrogen reagerer med sintringsovnsveggen eller bæreren, vil det endre andre komponenter og gi et passende karbureringspotensial for å opprettholde termodynamisk likevekt med sementert karbid. Sammenlignet med hydrogensintring har vakuumsintring følgende fordeler:

For det første kan vakuumsintring kontrollere produktsammensetningen veldig godt. Ved et trykk på 1,3~133pa er utvekslingshastigheten av karbon og oksygen mellom atmosfæren og legeringen svært lav. Hovedfaktoren som påvirker endringen av sammensetningen er oksygeninnholdet i karbidpartiklene. Derfor har vakuumsintring en fordel i industriell produksjon av sintret hardmetall. Under hydrogensintring øker oksidasjonspotensialet til atmosfæregassen i ovnen på grunn av infiltrasjon av hydrogen og reaksjonen av hydrogen med keramiske ovnskomponenter. Vakuumsintring har ikke disse problemene. Oksydasjonspotensialet i ovnen er lavere enn ved hydrogensintring. Derfor er vakuumsintring mer egnet for legeringer som inneholder titankarbid, tantalkarbid og niobkarbid, som er svært følsomme for oksidasjon.

For det andre kan vakuumsintring fleksibelt kontrollere sintringssystemet, spesielt oppvarmingshastigheten i oppvarmingsstadiet, for å møte produksjonsbehovene. Vakuumsintring er en intermitterende operasjon, som fleksibelt kan justere det nødvendige sintringssystemet, mens hydrogensintring stort sett er en kontinuerlig sintringsprosess, som nøyaktig kan kontrollere temperaturen i hvert sintringstrinn.

Sintrende varm isostatisk pressing: Sintrende varm isostatisk pressing kalles noen ganger også overtrykksintring og trykksintring. Sintringsovnen er faktisk en vakuumsintringsovn som kan settes under trykk. For å redusere eller eliminere gjenværende hulrom, når lukkede porer dannes i delene ved sintringstemperaturen, fylles ovnen med inertgass for å påføre isostatisk trykk på den. Argontrykket er 1,5 ~ 10Mpa, som er mye lavere enn det varme isostatiske trykket i vanlig forstand. En spesifikk sintringsprosess inkluderer fjerning av smøremiddel, oksidreduksjon og sintring av karbidlegeringer. Når lukkede porer oppstår i sintringen av karbider, heves det varme statiske lavtrykkstrykket i ovnen til et høyere nivå. Varm isostatisk pressing utføres i en spesialdesignet høytrykksbeholder, trykksatt til 100Mpa ved bruk av argon, og temperaturen er omtrent den samme som den tradisjonelle sintringstemperaturen. Vanligvis utføres sintring først, og deretter utføres isostatisk pressing for å eliminere en liten mengde gjenværende hulrom som ikke kan elimineres ved normale sintringsprosesser. Den varme isostatiske pressen er den viktigste nøkkelinvesteringen. Som et etterbehandlingstrinn ved sintring øker det driftskostnadene, energi- og gassforbruket og produksjonssyklusene. Sementert karbid produsert ved varm isostatisk pressing har egenskapene til fine korn og lavt innhold, så det har høyere styrke. Uansett om det brukes sintring av varm isostatisk pressing eller etter-varm isostatisk pressing, er det kun ved å etablere et passende forhold mellom tid, temperatur og trykk som kan oppnå en høyere styrke enn hydrogensintrings- og vakuumsintringsprodukter.