Ang pandaigdigang paghahanap para sa matinding tibay
Sa mundo ng pagmamanupaktura, pagmimina, at aerospace, walang mas mahalaga kaysa sa tibay . Sa bawat oas na ang isang drill bit snaps, isang blade ng turbine ay nag -aalis, o isang tindig na nagsusuot, nagkakahalaga ito ng oras, pera, at kahusayan. Sa loob ng mga dekada, hinabol ng mga inhinyero ang pangarap ng isang materyal na may lakas ng isang metal ngunit ang pagputol ng tigas ng isang brilyante.
Ang hangarin na ito ay humantong sa pag -unlad ng Cemented Carbides , isang rebolusyonaryong klase ng mga pinagsama-samang materyales na bumubuo sa puso ng mga modernong super-tool. Ang panimulang punto para sa halos lahat ng mga materyales na ito ay isang makinis na nakatutok na sangkap: Carbide composite powder .
Ano ba talaga ang karbida na composite powder?
Ang isang simpleng metal o isang purong ceramic material ay bihirang nagtataglay ng perpektong timpla ng mga pag-aari na kinakailangan para sa mga application na may mataas na stress. Ang mga metal ay matigas at pigilan ang pagkawasak, ngunit madalas silang malambot at mabilis na magsuot. Ang mga keramika, tulad ng purong carbides, ay labis na mahirap ngunit karaniwang malutong.
Carbide composite powder ay isang engineered timpla na pinagsasama ang pinakamahusay sa parehong mga mundo, kasunod ng "composite" na prinsipyo na ang pangwakas na materyal ay higit sa mga sangkap nito.
Ang dalawang mahahalagang phase
Ang pulbos ay isang mikroskopikong halo ng dalawang natatanging sangkap, bawat isa ay naglalaro ng isang mahalagang papel:
1. Ang Hard Phase: Ang butil ng karbida
Ang phase na ito ay nagbibigay ng maalamat na materyal tigas at magsuot ng paglaban. Binubuo ito ng mga mikroskopikong particle ng isang metal na karbida, kadalasang karaniwang Tungsten Carbide (WC) . Ang Tungsten Carbide ay isang ceramic compound na nasa ranggo lamang sa ilalim ng brilyante sa tigas na scale. Ang mga mahigpit, angular na butil ay ang mga workhorses na gumagawa ng pagputol, pagbabarena, at paggiling. Ang iba pang mga carbides, tulad ng Titanium Carbide (TIC) o Chromium Carbide (CRC), ay kung minsan ay ginagamit upang mapahusay ang mga tiyak na katangian tulad ng paglaban sa kaagnasan.
2. Ang phase ng binder: ang metallic glue
Ang matigas na butil ng karbida ay halo -halong may isang metal na pulbos, karaniwang Cobalt (CO) , ngunit kung minsan nickel (Ni) o bakal (Fe). Ito ang binder -Ang "pandikit" na humahawak ng mga ceramic particle. Kung wala ito, ang karbida ay magiging masyadong malutong at masira sa ilalim ng epekto. Nagbibigay ang binder ng mahalaga Toughness at paglaban sa bali.
Ang ratio sa pagitan ng hard carbide at ang mas malambot, metal na binder ay tiyak na kinokontrol upang lumikha ng iba't ibang mga marka ng materyal. Ang mas maraming binder ay nangangahulugang isang mas mahirap na materyal na lumalaban sa pagkabigla nang mas mahusay, habang ang hindi gaanong binder at mas maliit na mga butil ng karbida ay nagbubunga ng isang mas mahirap, mas maraming masusing materyal.
Mula sa pulbos hanggang sa tool: ang proseso ng pagsasala
Paano nagbabago ang maluwag na pulbos na ito sa isang solidong bagay na may kakayahang maghiwa sa pamamagitan ng bakal? Ang proseso ay tinatawag Sintering , isang anyo ng metalurhiya ng pulbos.
1. Paghahalo at pagpindot (ang "berde" na estado)
Una, ang Carbide composite powder ay lubusang halo -halong, madalas na may isang organikong pagpindot sa tulong, at pagkatapos ay compact sa ilalim ng mataas na presyon sa nais na hugis. Ang pre-sintered na bagay na ito, na tinatawag na isang "berdeng compact," ay marupok at tulad ng tisa.
2. Sintering at Cementing
Ang berdeng compact ay pagkatapos ay inilalagay sa isang mataas na temperatura, kinokontrol-kapaligiran na hurno. Ito ay pinainit sa isang temperatura sa itaas ng natutunaw na punto ng binder (kobalt) ngunit sa ilalim ng natutunaw na punto ng karbida (tungsten carbide). Ang binder ay natutunaw at dumadaloy sa istraktura, natunaw at pagkatapos ay muling isasagawa ang mga butil ng karbida, pinagsama ang mga ito sa paglamig. Ito ay bumubuo ng isang siksik, solidong materyal kung saan ang mga hard carbide haspe ay napapalibutan at suportado ng metal na binder - ang pangwakas, hindi kapani -paniwalang malakas Cemented Carbide or Hardmetal .
Ang kailangang -kailangan na mga aplikasyon ng mga composite ng karbida
Ang nagresultang materyal ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang natitirang kumbinasyon ng mataas na tigas, mataas na compressive lakas, at mabuting katigasan, na ginagawang mahalaga para sa hindi mabilang na mga trabaho sa industriya:
- Mga tool sa pagputol: Ang pagputol ng mga pagsingit at mga tip na ginamit sa high-speed machining (lathes, mills) ay halos eksklusibo na gawa sa semento na karbida. Pinapayagan nila ang mga tagagawa na gupitin, hugis, at tapusin ang mga matitigas na metal nang mas mabilis kaysa sa tradisyonal na mga tool na bakal.
- Pagmimina at pagbabarena: Ang mga drills ng rock, mga pagsingit ng machine ng lagusan ng lagusan, at ang mga bits ng pagbabarena ng langis at gas ay umaasa sa mga tip sa karbida upang mapaglabanan ang matinding pag -abrasion at epekto ng pagputol sa pamamagitan ng bato at lupa.
- Magsuot ng mga bahagi: Kahit saan na ang mga bahagi ay kuskusin laban sa bawat isa sa ilalim ng mataas na pag -load, tulad ng mga bearings, seal, mga sangkap ng bomba, at mga nozzle, protektado sila ng mga semento na karbida.
- Mga coatings sa ibabaw: Ang mga pulbos na composite na karbida ay na-spray din sa mga sangkap ng metal (hal., Gear ng landing gear ng sasakyang panghimpapawid, blades ng turbine) gamit ang mga pamamaraan tulad ng high-velocity oxygen fuel (HVOF) na pag-spray upang lumikha ng labis na mahirap, proteksiyon na coatings na lumalaban sa pagguho at kaagnasan.
Sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang balanseng materyal na nag -aalok ng katas ng isang ceramic at ang pagiging matatag ng isang metal, Carbide composite powder Tunay na nagbibigay sa industriya ng hindi nababagabag na gilid na kailangan nitong bumuo ng modernong mundo.
