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Processus de fabrication des composants en carbure de tungstène fritté
06 mars 2025
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I. Préparation des matières premières Rapport de mélange Mélanger les poudres de carbure de tungstène (WC) avec des liants métalliques tels que le cobalt (Co) en fonction de la dureté et de la ténacité souhaitées et des exigences spécifiques à l'application. La teneur en cobalt [...]
I. Préparation des matières premières
Rapport de mélange
- Les poudres de carbure de tungstène (WC) sont mélangées à des liants métalliques tels que le cobalt (Co) en fonction de la dureté et de la ténacité souhaitées et des exigences spécifiques à l'application. La teneur en cobalt est généralement comprise entre 3% et 25%.
- Ajouter des traces de tantale (TaC), de titane (TiC) et de niobium (NbC) pour produire différents types de métaux alliés.
Broyage à billes
- Utiliser un processus de broyage à billes humide (en utilisant de l'alcool ou de l'acétone comme milieu) pendant 24-48 heures pour affiner la taille des particules de poudre à 0,5-2,0 μm, en assurant un mélange uniforme.
- Après le broyage à billes, la séparation centrifuge permet d'éliminer le solvant et d'obtenir des poudres de carbure de tungstène mélangées et bien fluides.
Séchage et granulation
- Le séchage par atomisation permet d'éliminer les solvants résiduels et de tamiser les particules agglomérées, ce qui permet d'obtenir des poudres de carbure de tungstène ayant une distribution granulométrique uniforme.
II. Processus de formation
Appuyer sur
- Presser les poudres pour obtenir des compacts verts en carbure de tungstène sous une pression de 200 à 400 MPa, afin d'obtenir une densité de 50%-60% par rapport à la densité théorique.
- Des additifs tels que la paraffine et le polyéthylène glycol (PEG) peuvent être ajoutés pendant le formage pour améliorer les performances de démoulage ; ils sont éliminés lors du pré-frittage.
Pressage isostatique à froid (CIP)
- Utiliser le pressage isostatique à froid sur des composants en carbure de tungstène de forme complexe, en appliquant une pression de 100 à 300 MPa pour améliorer la densité et l'uniformité du compact.
III. Processus de frittage
Le processus de frittage des composants en carbure de tungstène est divisé en quatre étapes, avec un contrôle précis de la température et de la durée :
L'activité de notre usine : Nous concevons, développons et produisons des moules pour la métallurgie des poudres, des pièces en carbure, des moules pour l'injection de poudres, des outils d'estampage et des pièces de moules de précision. Whatsapp:+8618638951317. Courriel : [email protected],
| Stade | Plage de température | Fonction des touches | La durée |
|---|---|---|---|
| Déliantage et pré-interprétation | 400-800°C | Éliminer les agents de formation résiduels et réduire les oxydes de surface | 1-2 heures |
| Frittage en phase solide | 800-1300°C | Densification par diffusion des particules, formation de la structure initiale du squelette | 2-4 heures |
| Frittage en phase liquide | 1400-1600°C | Le cobalt fond pour former une phase liquide, remplissant les pores pour une densification complète. | 8-15 heures |
| Refroidissement | Refroidir à température ambiante | Refroidissement lent ou trempe sous vide pour optimiser les propriétés du matériau | Dépend du processus |
IV. Technologies de frittage innovantes pour les composants en carbure de tungstène
Frittage par plasma étincelant (SPS)
- Un chauffage rapide à 100-200°C/min réduit le temps de frittage à 10-30 minutes, avec des tailles de grains contrôlées en dessous de 1 μm.
Frittage de nanocomposites
- Utiliser des alliages à haute entropie (par exemple, Al₀.5CoCrFeNiTi₀.5) comme phase de liaison, ce qui permet d'obtenir des grains de WC prismatiques triangulaires et une dureté supérieure à 2500 HV.
V. Corrélation entre les paramètres clés et les performances
| Paramètres | Gamme typique | Effet sur les performances |
|---|---|---|
| Teneur en cobalt | 6%-15% | Augmentation de la teneur en cobalt → Augmentation de la ténacité, diminution de la résistance à l'usure |
| Température de frittage | 1400-1550°C | Augmentation de la température → Augmentation de la densité, mais risque de grossissement des grains |
| Temps de maintien | 1-3 heures (phase liquide) | Temps insuffisant → Présence de pores ; temps excessivement long → Croissance des grains |
Notes :
- Le processus de frittage des composants en carbure de tungstène nécessite des ajustements de paramètres en fonction du type de produit (outils, moules, pièces résistantes à l'usure) et une optimisation par le biais d'expériences orthogonales.
- Un contrôle strict de la pureté de l'hydrogène (≥99,995%) et des niveaux de vide (≤10-² Pa) est essentiel pendant la production pour éviter toute contamination.