{"id":22524,"date":"2024-03-08T15:58:27","date_gmt":"2024-03-08T07:58:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=22524"},"modified":"2024-03-08T15:58:27","modified_gmt":"2024-03-08T07:58:27","slug":"the-sintering-mechanism-of-carbide","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/the-sintering-mechanism-of-carbide\/","title":{"rendered":"Le m\u00e9canisme de frittage du carbure"},"content":{"rendered":"
Le frittage du carbure est une \u00e9tape cruciale dans la production de carbure. Pendant le processus de pressage de la poudre de carbure, la liaison entre les particules de poudre repose principalement sur la pression exerc\u00e9e lors du pressage, et les particules de poudre ne peuvent pas se lier les unes aux autres en raison du manque de tension d'\u00e9lasticit\u00e9. Le compact press\u00e9 existe dans un \u00e9tat poreux. La m\u00e9thode de frittage en phase liquide de la m\u00e9tallurgie des poudres est requise pour le frittage. Il existe principalement plusieurs m\u00e9thodes de frittage du carbure : le frittage \u00e0 l'hydrog\u00e8ne, le frittage sous vide, le frittage basse pression et le pressage isostatique \u00e0 chaud. L'\u00e9quipement varie \u00e9galement en fonction des diff\u00e9rents proc\u00e9d\u00e9s et m\u00e9thodes de frittage.<\/p>\n

L\u2019\u00e9tat de la formation Carbide Compact<\/h1>\n

Une fois le comprim\u00e9 de carbure form\u00e9, il existe dans un \u00e9tat poreux. Au cours du processus de meulage humide, la forme du WC est soumise \u00e0 de forts impacts, ce qui entra\u00eene une augmentation de l'\u00e9nergie de surface et une r\u00e9activit\u00e9 am\u00e9lior\u00e9e. Plus le temps de contact du compact avec l'air est long, plus le degr\u00e9 d'oxydation est \u00e9lev\u00e9, n\u00e9cessitant plus de carbone pour la r\u00e9duction. La teneur th\u00e9orique en carbone du carbure restant \u00e0 6,128%, le rapport atomes d'oxyg\u00e8ne\/atomes de carbone est de 12\/16. Par cons\u00e9quent, pour chaque unit\u00e9 suppl\u00e9mentaire d\u2019oxyg\u00e8ne, elle consommera les 3\/4 de la teneur en carbone. Ceci conduit \u00e0 la formation de la phase \u03b7 plus facilement apr\u00e8s le frittage de l'alliage.<\/p>\n

L'existence de l'oxyg\u00e8ne dans les m\u00e9langes de carbures<\/h1>\n

La teneur en oxyg\u00e8ne dans le m\u00e9lange de carbures peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e comme existant sous trois formes\u00a0: l'oxyg\u00e8ne occlus, l'oxyg\u00e8ne de surface du cobalt et l'oxyg\u00e8ne dans WO2 ou WO3. La teneur en oxyg\u00e8ne mesur\u00e9e par dosage chimique de l'oxyg\u00e8ne incluant la somme de ces trois types d'oxyg\u00e8ne, il est difficile de d\u00e9terminer leurs proportions respectives dans la production. Cela pose donc des d\u00e9fis \u00e0 la production. De plus, l\u2019enrichissement en oxyg\u00e8ne de l\u2019environnement est omnipr\u00e9sent, il est donc essentiel de g\u00e9rer chaque processus de mani\u00e8re raisonnable dans le cadre de la production r\u00e9elle.<\/p>\n

Oxyg\u00e8ne occult\u00e9<\/h2>\n

Existe dans les interstices du compact et \u00e0 la surface du compact et du m\u00e9lange\u00a0; g\u00e9n\u00e9ralement \u00e9limin\u00e9 par \u00e9vacuation sous vide au d\u00e9but du frittage, cela n'affecte donc pas le frittage de l'alliage.<\/p>\n

Oxyg\u00e8ne de surface du cobalt<\/h2>\n

En raison de la grande sensibilit\u00e9 du cobalt \u00e0 l\u2019oxydation \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, l\u2019oxydation s\u2019intensifie avec l\u2019augmentation de la temp\u00e9rature. Apr\u00e8s broyage humide et s\u00e9chage ult\u00e9rieur, une couche de film d'oxyde se forme \u00e0 la surface du cobalt ; plus le mat\u00e9riau ou le compact est stock\u00e9 longtemps avant le frittage, plus le degr\u00e9 d'oxydation du cobalt est \u00e9lev\u00e9. Cette partie de l'oxyde n\u00e9cessite du carbone pour la r\u00e9duction\u00a0; avant que la temp\u00e9rature n'atteigne 600\u00b0C pendant le frittage, la r\u00e9duction repose principalement sur le carbone libre, et les oxydes non r\u00e9duits restants doivent \u00eatre r\u00e9duits par le carbone combin\u00e9. Cette portion d\u2019oxyg\u00e8ne est essentielle \u00e0 l\u2019\u00e9quilibre carbone-oxyg\u00e8ne lors du frittage de l\u2019alliage et est difficile \u00e0 contr\u00f4ler.<\/p>\n

WO2 ou WO3 Oxyg\u00e8ne<\/h2>\n

\u00c9galement connu sous le nom d\u2019oxyg\u00e8ne compos\u00e9\u00a0; avant la carbonisation du WC, WO3 se transforme progressivement en WO2 puis en poudre de tungst\u00e8ne (W), suivi d'une carbonisation. Certains oxydes peuvent rester incompl\u00e8tement r\u00e9duits ou partiellement oxyd\u00e9s en raison de la dur\u00e9e de stockage, de W \u2192 W2C \u2192 WC, et peuvent persister m\u00eame apr\u00e8s leur ach\u00e8vement. Alternativement, une protection inad\u00e9quate pendant le stockage peut entra\u00eener une oxydation. Ces r\u00e9sidus d'oxyde sont appel\u00e9s oxyg\u00e8ne compos\u00e9\u00a0; la temp\u00e9rature de r\u00e9duction se produit g\u00e9n\u00e9ralement avant 1 000 \u00b0C, mais une oxydation importante peut retarder la r\u00e9duction jusqu'\u00e0 1 200 \u00b0C. Ce r\u00e9sidu d'oxyde consomme beaucoup de carbone, r\u00e9duisant la marge pour les niveaux de carbone et rendant difficile le contr\u00f4le de la teneur en carbone de frittage, compliquant ainsi l'obtention d'une formation suffisante de phase liquide.<\/p>\n

 <\/p>\n

La forme du carbone dans le carbure<\/p>\n

La teneur en carbone du carbure existe principalement de trois mani\u00e8res\u00a0: la st\u0153chiom\u00e9trie WC, l'augmentation du carbone provenant de la d\u00e9composition du liant et l'infiltration du carbone provenant des gaz de four.<\/p>\n

G\u00e9n\u00e9ralement, le WC est ajust\u00e9 en fonction de la teneur th\u00e9orique en carbone du carbure\u00a0; un ajustement raisonnable du carbone est effectu\u00e9 sur la base de petits \u00e9chantillons avant le broyage humide\u00a0; dans le processus de cire, la teneur en carbone est ajust\u00e9e en soustrayant la quantit\u00e9 de carbone infiltr\u00e9e des gaz du four et en ajoutant la quantit\u00e9 de carbone consomm\u00e9e par les oxydes. Lors du processus de fabrication du caoutchouc, un tiers du poids du caoutchouc doit \u00eatre soustrait.<\/p>\n

Incr\u00e9ment de carbone d\u00fb \u00e0 la d\u00e9composition du liant<\/h2>\n

Lors du d\u00e9liantage et du frittage, que ce soit \u00e0 l'aide de cire, de PEG ou de caoutchouc, il y a plus ou moins de d\u00e9composition ; ainsi, le carbure peut gagner du carbone, bien que la quantit\u00e9 d'augmentation de carbone varie selon les diff\u00e9rents liants. \u00c9tant donn\u00e9 que la cire repose principalement sur l\u2019\u00e9vaporation, on consid\u00e8re g\u00e9n\u00e9ralement qu\u2019elle n\u2019augmente pas la teneur en carbone. D\u2019un autre c\u00f4t\u00e9, le caoutchouc et le PEG d\u00e9pendent de la d\u00e9composition, la d\u00e9composition du caoutchouc se produisant \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es, entra\u00eenant une augmentation accrue du carbone.<\/p>\n

\"carbure<\/p>\n

Infiltration de carbone provenant des gaz de fournaise<\/h2>\n

\u00c9tant donn\u00e9 que la plupart des \u00e9l\u00e9ments chauffants, des couches d'isolation, des plaques de frittage ou des nacelles dans les fours de frittage en carbure sont constitu\u00e9s de produits en graphite, leurs effets deviennent \u00e9vidents \u00e0 600\u00b0C ; Lorsque la temp\u00e9rature de frittage d\u00e9passe 1 200 \u00b0C, une grande quantit\u00e9 de carbone et de CO lib\u00e9r\u00e9s par le graphite exacerbent l'infiltration de carbone dans le carbure.<\/p>\n

Impact du cobalt sur les propri\u00e9t\u00e9s du carbure<\/h2>\n

Cobalt has a hexagonal close-packed crystal structure, making it highly reactive and prone to oxidation. In WC-Co alloys, cobalt acts as the binder metal. When the cobalt phase exhibits the \u03b5-Co crystal structure, with fewer slip planes (theoretically no more than 3), the alloy’s toughness is low. However, when the cobalt phase exhibits the \u03b1-Co crystal structure, the maximum number of theoretical slip planes can increase to 12, resulting in stronger fracture resistance. With increasing sintering temperature, the cobalt crystal structure shifts from hexagonal close-packed to face-centered cubic; the reverse occurs during cooling. Since tungsten dissolves more in cobalt, playing a “nailing” role, the transformation of crystal structure during cooling varies with the amount of tungsten dissolved.<\/p>\n

Jusqu'\u00e0 1% de cobalt peuvent se dissoudre dans les WC \u00e0 temp\u00e9rature ambiante\u00a0; lorsque la temp\u00e9rature de frittage atteint entre 400\u00b0C et 800\u00b0C, une diffusion et un r\u00e9arrangement vigoureux du cobalt se produisent. Pendant cette p\u00e9riode, une quantit\u00e9 plus faible de carbone libre est plus propice \u00e0 une augmentation des plans de glissement\u00a0; ceci est avantageux dans les proc\u00e9d\u00e9s \u00e0 la cire. Cependant, les processus de caoutchouc n\u00e9cessitent une d\u00e9composition compl\u00e8te autour de 600\u00b0C, ce qui affecte l'apparition effective des plans de glissement de phase cobalt.<\/p>\n

\u00c0 1\u00a0000 \u00b0C pendant le frittage, l\u2019oxyde a presque termin\u00e9 le processus de r\u00e9duction, c\u2019est pourquoi cette \u00e9tape est appel\u00e9e frittage sans oxyg\u00e8ne. La teneur en carbone du carbure est g\u00e9n\u00e9ralement test\u00e9e \u00e0 ce stade\u00a0; cependant, le carbone dit sans oxyg\u00e8ne ne contient qu\u2019une quantit\u00e9 minime d\u2019oxyg\u00e8ne. N\u00e9anmoins, l\u2019oxyde \u00e0 la surface du cobalt a \u00e9t\u00e9 compl\u00e8tement r\u00e9duit \u00e0 ce stade et les bords de la phase cobalt ont produit moins de phases liquides. A cette \u00e9tape, le compact a acquis une certaine duret\u00e9, appel\u00e9e \u00e9tape de pr\u00e9-frittage. Les produits \u00e0 ce stade peuvent subir une transformation plastique si n\u00e9cessaire.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Phase liquide dans le carbure<\/h1>\n

Th\u00e9oriquement, la phase liquide dans les alliages WC-Co appara\u00eet \u00e0 1340\u00b0C. La temp\u00e9rature \u00e0 laquelle la phase liquide appara\u00eet suffisamment varie avec la teneur en carbone. \u00c0 mesure que la temp\u00e9rature de frittage augmente, la quantit\u00e9 de phase liquide augmente ; les fines particules de WC forment progressivement une phase liquide. Un retrait intense se produit dans le produit, r\u00e9duisant la distance entre les particules de WC. Les fines particules de WC sont progressivement fondues par des particules plus grosses, ce qui donne des particules de WC plus grossi\u00e8res. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est connu sous le nom de croissance des grains. La croissance des grains pendant le frittage est in\u00e9vitable, en particulier dans les WC ultrafins ou submicroniques, o\u00f9 la croissance des grains est plus prononc\u00e9e. Pour inhiber efficacement la croissance excessive des grains, des inhibiteurs tels que VC, TaC et Cr3C2 peuvent \u00eatre ajout\u00e9s.<\/p>\n

Apr\u00e8s le frittage, les WC et W2C non dissous pr\u00e9cipitent rapidement, suivis d'une formation eutectique ternaire, jetant les bases de l'alliage. Plus le temps de refroidissement est long au-dessus de 1 200\u00b0C, plus la pr\u00e9cipitation est compl\u00e8te, mais plus les chances de croissance des grains sont grandes.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Conclusion<\/h1>\n

The pursuit of ternary eutectic structures is the most critical aspect of sintering in WC-Co carbide. Ternary eutectic structures form the fundamental framework of carbide. In the W-C-Co ternary system, effective handling of WC grain growth, allowing more tungsten to dissolve in cobalt without decarburization, thereby improving the durability and toughness of carbide, is always the goal of alloy manufacturers. A German technical expert once said: “The essence of sintering lies in ‘high temperature and low carbon’.”<\/p><\/div>\n

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Sintering of carbide\u00a0is a crucial step in the production of carbide. During the pressing process of carbide\u00a0powder, the bonding between powder particles mainly relies on the pressure exerted during pressing, and the powder particles cannot bond with each other due to the lack of yield tension. The pressed compact exists in a porous state. Liquid…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":22526,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/t0183b785de9ddd12ac.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22524"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=22524"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22524\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/22526"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22524"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22524"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22524"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}