Metalurgia do Pó de Tungsténio - Sinteriza??o

Metalurgia do Pó de Tungstênio - Sinteriza??o Geral:
????????????A fim de aumentar a resistência dos compactos verdes, eles s?o submetidos a tratamento térmico, que é chamado de sinteriza??o. O objectivo principal da sinteriza??o é a densifica??o para proporcionar ao metal as propriedades físicas e mecanicas necessárias e uma densidade que é adequada para o processamento termomecanico subsequente. A sinteriza??o do tungstênio é comumente realizada em uma faixa de temperatura de 2000 até 3050 ℃ sob o fluxo de hidrogênio, quer por sinteriza??o direta (auto-resistência de aquecimento) ou sinteriza??o indireta (resistência elementos de sistemas de aquecimento). A densidade assim obtida deve ser um mínimo de 90% da densidade teórica, mas está geralmente na gama entre 92 a 98%. ?????????

A principal for?a motriz para sinteriza??o é a diminui??o da energia livre, que ocorre quando partículas individuais crescem juntas, poros encolhem e a área superficial elevada do compacto (isto é, seu excesso de excesso de energia superficial) diminui. A diminui??o da área superficial é conseguida através do fluxo difusional de matéria para dentro do volume de poros sob a ac??o de for?as capilares (for?a de tens?o superficial). Além do encolhimento, recupera??o (mudan?a de estruturas de subgrain e alívio de tens?o), a recristaliza??o (forma??o de cristais isentos de tens?o em baixa densidade de deslocamento) eo crescimento de gr?os ocorrem durante a sinteriza??o, contribuindo também para a minimiza??o da energia livre. ??????????

Metalurgia do pó de tungstênio - sinteriza??o é comumente considerado como tendo lugar em três fases: ??????????

* Durante o estágio inicial, formam-se gargalos entre partículas individuais e crescem por difus?o, aumentando a área de contato interparticular. O agregado de pó encolhe, envolvendo a aproxima??o de centro a centro das partículas. Nesta fase, o grau de densifica??o é ainda baixo ea estrutura dos poros é aberta e totalmente ligada. ??????????

Com o aumento da forma??o do pesco?o (estágio intermediário), os pesco?os se tornam e perdem sua identidade. Sup?e-se que os poros s?o cilíndricos. Seus raios variam ao longo de seus comprimentos e, com o encolhimento crescente, os canais dos poros se dividem em segmentos pequenos, ainda parcialmente interconectados. Durante esta fase (fase de encerramento do canal), ocorre densifica??o pronunciada e ocorre crescimento de gr?o significativo em simultaneo com a retrac??o. ?????????

Finalmente, na última etapa (fase de poro isolada), os segmentos de poros ainda se dividem em cadeias de poros discretos e isolados de simetria mais ou menos esférica. Este estágio ocorre quando cerca de 90% da densidade teórica é alcan?ada. A densidade de sinteriza??o ent?o se aproxima assintoticamente do limite prático de 92-98%. ??????????

As investiga??es mostraram que a densifica??o é controlada pela difus?o do limite de gr?o sobre a maior parte da faixa de densifica??o, a menos que a densidades muito altas seja controlada por difus?o em treli?a. ??????????

Uma vez que o movimento dos limites de gr?o, necessário para o crescimento do gr?o, é impedido pela presen?a de poros, o graneamento do gr?o prossegue a uma taxa maior acima de 97% de densidade. Os tamanhos de gr?o dos lingotes sinterizados est?o normalmente na gama de 1 0 a 30 um. ??????????

Além da temperatura e do tempo, vários outros parametros influenciam a densifica??o, tais como o tamanho de partícula em pó, a densidade verde, a atmosfera de sinteriza??o, a pureza do pó, o tamanho / peso compacto, a taxa de aquecimento, os gradientes térmicos ea presen?a de fases insolúveis tais como óxidos Th02, La203, Ce02, 2r02) ou potássio metálico (NS-tungsténio). ??????????

A influência da temperatura e do tempo sobre a densifica??o pode ser estimada usando os chamados diagramas de densidade, que s?o baseados em modelos aproximados de sinteriza??o. No entanto, as equa??es de taxa empírica s?o utilizadas para fins industriais para calcular os tempos de sinteriza??o necessários a diferentes temperaturas.

A sinteriza??o de tungsténio, na prática, é sempre realizada na atmosfera de redu??o que remove o revestimento de oxigénio das superfícies das partículas em pó. O hidrogênio seco de alta pureza é comumente usado. Sob vácuo ou em gás inerte, a sinteriza??o é retida pelo oxigénio residual, e a densidade desejada n?o será alcan?ada. ??????????

Como a ductilidade do tungstênio é muito sensível à maioria das impurezas, a purifica??o é importante. Por conseguinte, deve ser tomado um cuidado especial para que, durante a sinteriza??o, a evapora??o possa ter lugar na extens?o desejada (isto é, desde que haja uma porosidade aberta). Se o lingote densifica muito rapidamente, as impurezas podem ser presas. Devido à maior temperatura de sinteriza??o, a sinteriza??o direta é mais eficaz na limpeza do que a sinteriza??o indireta. ??????????

A sinteriza??o de tungstênio dopado é um caso peculiar na sinteriza??o de tungstênio. Isto inclui materiais refor?ados com dispers?o tais como tungsténio tório ou tungsténio com adi??es de CeO2, La2O3 e ZrO2 bem como tungsténio NS (n?o sag) utilizado para filamentos de lampada. ??????????

O pó de tungstênio dopado com NS contém pequenas inclus?es de aluminosilicatos de potássio, que foram incorporadas durante o processo de redu??o. Durante a sinteriza??o, os silicatos dissociam-se termicamente e as bolhas submicrónicas de potássio formam-se no lingote de tungsténio. Semelhante aos óxidos, estas bolhas fixam os limites do gr?o e inibem o engrossamento do gr?o durante a sinteriza??o. Uma vez que o potássio é gasoso durante a sinteriza??o, as bolhas est?o sob alta press?o, que é equilibrada pela tens?o superficial do poro. Eles podem ser vistos como pequenos poros nas superfícies de fratura de tungstênio dopado com NS além dos poros de sinteriza??o residuais significativamente mais grosseiros, como característica para o tungstênio n?o dopado. Constituem o ponto de partida para a forma??o subsequente de filas de bolhas durante o processamento termomecanico. ??????????

Até os anos sessenta, o único método de sinteriza??o utilizado na prática era a sinteriza??o direta. Embora ainda em uso para a produ??o de tungstênio dopado, perdeu sua importancia. A partir de ent?o, principalmente por causa da demanda crescente de pe?as maiores e da maior capacidade dos agregados, foram desenvolvidos fornos de sinteriza??o indireta. Esta técnica é utilizada hoje em dia como a principal rota para a produ??o de tungstênio puro.

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