Wolframkarburierung

Konventionelle Herstellung (Karburierung)

Wolframpulver wird mit Kohlenstoff bei Temperaturen zwischen 1300 und 1700 ℃ in einer Wasserstoffatmosph?re umgesetzt. Die mittlere Teilchengr?e und die Gr??enverteilung des Ausgangs-W-Pulvers bestimmen die Teilchengr?e und die Gr??enverteilung von WC. Durch die Dichte?nderung von 19,3 g ? cm-3 (W) auf 15,7 g ? cm-3 (WC) ergibt sich nur eine leichte Zunahme der Gr??e. Zus?tzlich kommt es vor allem bei h?heren Temperaturen zu einer gewissen Agglomeration (lokales Sintern).

In jedem Fall ist Ru?, insbesondere in Bezug auf die Alkalimetalle Ca, Si, Mg und S, immer unreiner als Wolframpulver. Ein Teil dieser Spurenelemente wird w?hrend der Karburierung verflüchtigt (der prozentuale Anteil in Abh?ngigkeit von der Temperatur) . Deshalb sind feinere WC-Pulver (untere Karburierungstemperatur) meist unreiner als gr?bere Pulver.

Die beiden Komponenten (W und C) müssen vor der Aufkohlung gründlich gemischt werden. Dies geschieht in verschiedenen Ger?tetypen wie V- oder Doppelkonusmischern, Mischkugelmühlen oder Hochenergiemischern. Eine gleichm??ige Mischung ist von Bedeutung, da sich Kohlenstoffatome w?hrend der Karburierung nur über Diffusion oder als Methanmoleküle über sehr kurze Distanzen bewegen k?nnen. Pelletieren oder Verdichten verbessert die Diffusion und erh?ht die Ofenkapazit?t.

Bei der Herstellung von Submikron-WC-Pulver werden manchmal kleine Mengen an kornwachstumshemmenden Substanzen (Hemmen des WC-Kornwachstums w?hrend der Karburierung und insbesondere w?hrend des Hartmetallsinterns) der W + C-Ladung vor dem Mischen zugesetzt. Das übliche Chrom oder Vanadium wird entweder als Oxid oder als Carbid zugegeben. Der Zusatz von Oxid muss bei der Berechnung der Kohlenstoffbilanz berücksichtigt werden, da zus?tzlicher Kohlenstoff zur Reduktion und Karburierung des Metalloxids verbraucht wird

Kohlenstoffgef??e werden mit der Pulvermischung gefüllt. Je nach Ofentyp werden entweder Boote oder Boxen aus dichtem Graphit verwendet. Die Gef??e sind mit einer Graphitabdeckung bedeckt, um jegliche Kontamination zu vermeiden und durch den Ofen zu gehen.

Haupts?chlich werden Sto??fen mit beheizten Rohren oder Kan?len eingesetzt. Konstruktionsmaterial für die Rohre und Kan?le ist entweder Aluminiumoxid oder Graphit, und die Heizelemente bestehen aus Molybd?ndraht oder Graphit. Beide Materialien haben Vorteile, aber auch erhebliche Nachteile, die ihre Lebensdauer verkürzen. Der Vorteil von Graphit ist seine hohe chemische Stabilit?t gegen Spurenelemente, die beim Karburieren verdampfen; Sein Nachteil ist die langsame, aber konstante Reaktion mit Wasserstoff und Wasserdampf. Im Gegensatz dazu ist Aluminiumoxid sehr stabil gegen Wasserstoff und Wasserdampf, reagiert jedoch mit Alkalimetallen (Verdampfen aus der Pulvermischung), die schlie?lich die Keramik durch Verringerung des Schmelzpunktes schw?chen ??????????

Die Ofenrohre und die Heizelemente werden mit trockenem Wasserstoff geweht, der als Schutzatmosph?re für das Produkt sowie für die empfindlichen Ofenteile wirkt. Darüber hinaus tr?gt es eine gewisse Menge an Verunreinigungen ab, die aus dem Produkt verdampfen und zu einer Reinigung führen. Schlie?lich begünstigt sie die Karburierungsreaktion durch Zwischenbilden von Methanmolekülen. Letzteres ist von besonderer Wichtigkeit beim Karburieren von grobem Wolframpulver.

Karburierungstemperaturen schwanken zwischen 1300 und 1700 ℃, haupts?chlich abh?ngig von der durchschnittlichen Teilchengr??e des Pulvers. Je kleiner die Partikelgr??e, desto niedriger kann die Temperatur gehalten werden. Eine niedrigere Karburierungstemperatur führt zu einem h?heren Grad an Gitterfehlern und folglich zu einer h?heren Reaktivit?t w?hrend des Sinterns, was insbesondere für Submikronsorten unerwünscht ist. Auf der anderen Seite neigen sehr feine Pulver schon w?hrend der Karburierung bei h?herer Temperatur zu wachsen. Daher muss ein Kompromiss in Karburierung submicron Pulver gemacht werden.

übliche Retentionszeiten in der hei?en Ofenzone liegen zwischen 1 und 2 Stunden. Die exotherme Reaktionsw?rme kann im hinteren Teil der hei?en Zone verwendet werden, um die Temperatur ohne jede Erw?rmung aufrechtzuerhalten ??????????

Nach Beendigung des Erhitzens passieren die Gef??e eine Kühlzone, noch unter Wasserstoff, und werden bei Raumtemperatur ausgetragen. Moderne ?fen sind mit Schl?ssern ausgestattet, und das Laden und Entladen erfolgt automatisch. Durch die Verwendung von Schl?ssern kann keine Luft beim Laden und Entladen eindringen, wodurch Reaktionen mit Sauerstoff oder Feuchtigkeit vermieden werden. Bei WC-Pulvern mit durchschnittlichen Teilchengr??en unter 0,5 μm (Ultrafeine Qualit?t) ist aufgrund ihrer Pyrophorik besondere Vorsicht geboten, und die Handhabung erfolgt h?ufig unter Inertgas.

Für Submikron-WC-Pulver wird ein verl?ngertes Mahlverfahren angewendet, insbesondere dann, wenn das anschliessende Na?mahlen für eine abgestufte Pulverpr?paration nicht sehr intensiv ist (Attritormangel). Das WM-Fr?sen kann entweder in optimierten Kugelmühlen (Hartmetallkugeln, optimale Kugelmahlbedingungen, Vermeidung jeglicher Verunreinigung von den Stahlw?nden und Aufrechterhalten des Abriebs der Hartmetallkugeln auf Minimum) oder in Düsenmühlen in Komination mit einem Sichter durchgeführt werden. Der Hauptgrund für dieses Mahlen besteht darin, irgendwelche gr?beren WC-Partikel (& lt; 2um) zu zerst?ren, die für grobe WC-Kristalle in der Sinterstruktur verantwortlich sein k?nnten. Ferner werden heterogene Verunreinigungsteilchen (Graphit aus dem Karburierungsbeh?lter und Fe-Ni-Cr enthaltende Teilchen aus der Reduktionsbootskala) fein verteilt und verteilt. Diese Art des Mahlens beeinflusst nicht effektiv die durchschnittliche Korngr??e des WC.

Die physikalischen Parameter sind nicht nur verantwortlich für die Mikrostruktur nach dem Sintern, sondern auch für das Schrumpfverhalten w?hrend der Sinterphase. Daher müssen sie innerhalb sehr enger Grenzen gehalten werden.

Bei weitem wird der gr??te Prozentsatz von WC durch diese Methode produziert.

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