Volframikarbidiakselin holkin tuotantoprosessi: jauhemetallurgia selitetty

Mikä on volframikarbidiakselin holkki?

Volframikarbidiakselin holkki on kulutusta -kestävä, renkaan-muotoinen komponentti, joka on asennettu teräsakselin päälle suojaamaan akselin pintaa hankaukselta, eroosiolta ja hankauksilta pumpuissa, sekoittimissa, ruuvikuljettimissa, kaivoslaitteissa ja paperikoneissa. Materiaali on sementoitua kovametallia: kovia volframikarbidirakeita, jotka on sidottu metalliseen kobolttimatriisiin. Yhdistelmä tuottaa kovuuden lähellä leikkaustyökalun kovuutta säilyttäen samalla riittävän lujuuden kestämään iskukuormituksen käytön aikana.

Koska sementoitua kovametallia ei voida muotoilla sulattamalla ja valamalla, holkki valmistetaan jauhemetallurgialla. Jokainen vaihe - jauheen valinta, jyrsintä, muotoilu, sintraus ja timanttiviimeistely - muuttaa lopullista mikrorakennetta, joten prosessin ohjaus erottaa vuosia kestävän holkin viikoissa halkeavasta.

Raaka-aineiden ja jauheiden valinta

Volframikarbidijauhe: kova faasi, toimitetaan määrätyllä hiukkaskoolla ja hiilipitoisuudella

Kobolttijauhe: sideaine, joka antaa sitkeyden; tyypilliset lisäykset vaihtelevat välillä 6 - 15 paino-%.

jyvän-kasvun estäjät, kuten vanadiini tai kromikarbidi submikronilaatuisina

Lisäkarbidit, kuten titaanikarbidi tai tantaaliniobiumkarbidi kuumakovuuteen tietyissä luokissa

Hienompi WC-jauhe tuottaa kovemman, kulumista kestävämmän-holkin, jolla on suurempi poikittaismurtolujuus. Karkeampi jauhe on taloudellisempi ja anteeksiantavampi raskaissa iskusovelluksissa. Hiilipitoisuutta on tasapainotettava huolellisesti: lievä hiilen puute aiheuttaa hauraan etafaasin, kun taas ylimääräinen hiili muodostaa vapaata grafiittia, ja molemmat heikentävät lujuutta.

Jyrsintä, sekoitus ja ruiskukuivaus

Raakajauheet punnitaan eräkaavaan ja jauhetaan sitten tavallisesti hankaus- tai kuulamyllyssä sementoidulla karbidiväliaineella nestemäisessä väliaineessa, kuten etanolissa tai asetonissa. Jyrsintä tekee kaksi työtä kerralla: se pienentää ja homogenisoi hiukkaskokoa ja jakaa kobolttisideaineen ohuena kalvona kovametallirakeiden päälle.

Jauhamisen jälkeen liete suihkukuivataan vapaasti{0}}virtaaviksi rakeiksi sideaineella, kuten parafiinivahalla tai polyetyleeniglykolilla. Pallomaiset, tiheät rakeet virtaavat tasaisesti suuttimeen, mikä on välttämätöntä tasaisen seinämän paksuuden omaavalle holkille. Rakeiden kokojakauma tarkistetaan ennen puristamista, koska agglomeraatit tai hienoainekset muuttuvat sekä tiheysgradienteiksi että myöhemmin vääristymiksi sintrauksen aikana.

Muotoilu: stanssaus ja kylmä isostaattinen puristus

Vihreä muotoilu määrää tiheysjakauman, ja hihalle se on kriittisin muotoilupäätös.

Meistinpuristus: nopea ja taloudellinen suorille sylinterimäisille hihoille, mutta tiheys on hieman epätasainen puristusakselilla

Kylmäisostaattinen puristus: jauhe tiivistetään joustavassa muotissa tasaisen paineen alaisena, mikä antaa paljon paremman tiheyden tasaisuuden pitkille tai ohutseinäisille{0}}hihoille

Vihreä koneistus: holkit, joissa on askelmia, uria tai laippapiirteitä, muotoillaan usein esi-ja sitten käännetään vihreäksi, ennen kuin materiaali kovettuu

Vihreä tiheys saavuttaa tyypillisesti 55-65 % teoreettisesta, ja sen on oltava tasainen koko pituudelta; alhainen-tiheysalue kutistuu eri tavalla ja vetää reiän pois pyöreästä.

Sintraus

Puristettu holkki sintrataan tyhjiö- tai vetyatmosfääriuunissa, jota seuraa usein kuumaisostaattinen puristus. Noin 1 380 - 1 500 asteen lämpötilassa kobolttisideaine sulattaa ja kostuttaa volframikarbidirakeita, ja tiiviste tiivistyy nestefaasisintrauksella lähes täyteen tiheyteen.

Lämmitysnopeus ja pitoaika säätelevät viljan kasvua; liiallinen viipymä karkentaa kovametallirakeita ja vähentää kovuutta

Tyhjiösintraus poistaa parafiinisideaineen kontrolloidussa vahanpoistovaiheessa ja estää hapettumisen

Kuumaisostaattinen puristus noin 1000 baarissa sulkee jäännöshuokoisuuden ja nostaa poikittaista murtumislujuutta

Lineaarinen kutistuminen 18 % - 25 % on kompensoitava vihermitoissa, minkä vuoksi muotin suunnittelu on kalibroitu mitattua kutistumista vastaan ​​jokaisessa laadussa

Viimeistely ja laadunvalvonta

Sintratut holkit ovat kovia, joten kaikki lopullinen muotoilu tehdään timanttityökaluilla: ulkoinen ja sisäinen lieriömäinen hionta, pintahionta, reiän hionta tai läppäys ja kiillotus silloin, kun vaaditaan vähän kitkaa olevaa pintaa. Poran pyöreys, suoruus ja pinnan karheus ovat ominaisuuksia, jotka ratkaisevat, tiivistyykö holkki ja kulkeeko se akselilla oikein.

Tyypillinen hyväksymistestaus yhdistää tuhoavat ja ei-{0}}tuhoavat menetelmät:

Kobolttipitoisuus asettaa tasapainon. 6 % kobolttilaatu antaa korkeimman kovuuden ja kulutuskestävyyden, mikä sopii hihoille, jotka kulkevat hankaavia lietteitä vastaan ​​tasaisella kuormituksella. 10–15 % kobolttilaatu uhraa jonkin verran kovuutta sitkeyden vuoksi ja on suositeltava, jos tapahtuu iskuja tai kohdistusvirheitä. Lajiluokitus noudattaa ISO 513 -standardia leikkausmateriaaleille ja GB/T 18376.1 -standardia kovametallilajeille.

Akseliholkkien sovellusohjeet

Poraustoleranssilla ja pyöreydellä on enemmän merkitystä kuin ulkopinnalla: holkki, joka ei ole samankeskinen, tärisee ja kuluttaa akselia

Häiriösovitukset on laskettava karbidin lämpölaajenemisen mukaan, joka on pienempi kuin teräksen

Kovametalliholkit ovat jännityksessä hauraita, joten puristusvoimat tulee kohdistaa pehmeiden tyynyjen läpi

Suojaa hionnan aiheuttama jäännöspuristusjännitys välttämällä ylikuumeneneita, raskasta massan{0}}poistoa

Usein kysytyt kysymykset

K: Miksi volframikarbidiakselin holkkia ei ole valettu tai taottu?
Sementoitu karbidi on yhdistelmä volframikarbidirakeita, jotka on liitetty koboltilla. Se ei muodosta tavanomaista sulatetta, joka voidaan valaa, ja sitä on liian vaikea takoa. Jauhemetallurgia nestefaasisintrauksella on ainoa käytännöllinen tuotantoreitti.

K: Mitä eroa on muotinpuristuksen ja kylmä-isostaattisen puristuksen välillä?
Die puristus puristaa jauheen jäykässä muotissa ja on nopeaa, mutta tiheys on epätasainen puristussuunnassa. Kylmäisostaattinen puristus käyttää tasaista hydraulista painetta joustavaan muotiin, mikä antaa tasaisemman vihreän tiheyden ja vähemmän vääristymiä sintrauksen jälkeen.

K: Mikä kobolttipitoisuus on paras hihansuihin?
Tasaista kulumista varten 6 % kobolttilaatu antaa pisimmän käyttöiän, koska kovuus on korkein. Sovelluksissa, joissa esiintyy iskuja, kohdistusvirheitä tai lämpökiertoa, 10–15 % kobolttia antaa tarvittavan sitkeyden, jotta vältetään lohkeilu.

K: Miksi poraus tarvitsee timanttihiontaa ja hiontaa?
Sintraus lähtee vain lähelle-verkkomuotoa, eikä sintrattu pinta voi säilyttää vaadittua pyöreyttä tai pintakäsittelyä. Timanttihionta ja hionta muodostavat lopullisen porausgeometrian, joka ohjaa istuvuutta, samankeskisyyttä ja tiivistyskykyä.

K: Mikä aiheuttaa huokoisuutta sintratussa holkissa?
Riittämätön vihreä tiheys, epätäydellinen vahanpoisto, huono tyhjiö tai riittämätön sintrauslämpötila ja pito. Huokoisuus luokitellaan ASTM B276:n mukaan, ja sitä säädellään normaalisti kuluvien komponenttien hienompiin luokkiin.

K: Kuinka paljon osa kutistuu sintrauksen aikana?
Lineaarinen kutistuminen on yleensä 18-25 %, riippuen pääasiassa kobolttipitoisuudesta ja vihertiheydestä. Muotit kalibroidaan mitattujen kutistumistietojen perusteella kullekin lajille ja puristusreitille.