?imentolu karbür, refrakter metalin ve yap??t?rma metalinin sert bile?i?inden toz metalurjisi i?lemi ile yap?lan bir tür ?imentolu karbürdür. ?yi sertli?i ve mukavemeti nedeniyle, bir?ok alanda yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. Yüksek s?cakl?k performans? ve ?imentolu karbür malzemelerin korozyon direnci artt?k?a, mevcut ?imentolu karbür malzemelerin performans?n?n kullan?m gereksinimlerini kar??lamak zordur. Son 30 y?lda, bir?ok bilim adam? WC bazl? bile?ikler üzerinde deneysel ara?t?rmalar ger?ekle?tirmi? ve bir dizi ara?t?rma sonucu elde etmi?tir.

WC metalleri

WC-Co

Tungsten karbürde yayg?n olarak kullan?lan ?imentolu malzeme kobaltt?r. WC Co sistemi kapsaml? bir ?ekilde incelenmi?tir. CO ilavesi, WC'nin iyi ?slanabilirli?e ve yap??maya sahip olmas?n? sa?lar. Ek olarak, ?ekil 13.2'de g?sterildi?i gibi, CO ilavesi de mukavemeti ve toklu?u ?nemli ?l?üde geli?tirebilir.

?ekil 13.3 D?? ve enine kesit yap?lar? g?steren WC Co tozunun geri sa??l?m elektron mikrograf?: (a), (b) F8; (c), (d) M8; ve (E), (f) C8.

F8, M8 ve C8 tozlar?n?n ve parlat?lm?? b?lümlerinin geri sa??l?m elektron g?rüntülemesini yapt?. Tüm tozlar?n tipik küresel bir ?ekle sahip oldu?u g?zlenmi?tir. F8 tozu yo?un ince karbür birikimi g?sterirken, M8 ve C8 tozu baz? g?zeneklerle nispeten gev?ek bir birikim yap?s? g?sterir. Cilal? b?lümde, tüm numuneler belirgin sa??lma fenomeni g?sterir ve sertlik ve a??nma direnci kobalt i?eri?i ile ters orant?l?d?r. Vickers sertli?i (HV) 1500 ila 2000 HV30 aras?nda de?i?ir ve k?r?lma toklu?u 7 ila 15 MPa M1 / 2 aras?nda de?i?ir. Bu ?nemli de?i?iklik karbür bile?imi, mikro yap? ve kimyasal safl???n bir fonksiyonudur.

Genel olarak, partikül boyutu ne kadar kü?ük olursa, sertlik o kadar yüksek olur ve a??nma direnci o kadar iyidir. CO'nun hacim fraksiyonu ne kadar yüksek olursa, k?r?lma toklu?u o kadar yüksek olur, ancak sertlik ve a??nma direnci o kadar dü?ük olur (Jia ve di?erleri, 2007). Bu nedenle, daha iyi performans elde etmek i?in, bunun yerine di?er ?imentolu malzemeleri kullanmay? dü?ünmek ka??n?lmazd?r.

?te yandan, yukar?daki nedenlerden dolay?, stratejide bilimsel de?ildir ve fiyat e?ilimini etkilemek kolayd?r. Ek olarak, WC ve ko toz kombinasyonu endi?e vericidir ?ünkü herhangi bir tek kullan?mdan daha ?ldürücüdürler.

WC-Ni

Nikel, kobalttan daha ucuz ve elde edilmesi daha kolayd?r. ?yi bir sertle?tirme ?zelli?ine sahiptir. Zorlu ortamlarda korozyon / oksidasyon performans?n?, yüksek s?cakl?k mukavemetini ve a??nma direncini artt?rmak i?in kullan?labilir. WC Co ala??m? ile kar??la?t?r?ld???nda, malzemenin plastisitesi daha dü?üktür. Nikel WC'de iyi ??zündü?ünden, WC substratlar? i?in bir yap??t?r?c? olarak kullan?l?r, bu da aralar?nda gü?lü bir ba? ile sonu?lan?r.

WC-Ag

Ag ilavesi, WC'yi bir tür ark diren?li malzeme haline getirir. A??r? yük ak?m?n?n etkisi alt?nda, WC genellikle ikincisinin iyi bilinen elektrik temas direncine (RC) atfedilebilen anahtarlama cihazlar?na yüklenir. WC Ag kompozitinin direncinin Ag i?eri?inin artmas?yla azald???n? ve Ag i?eri?inin artmas?yla sertli?in azald???n? ve bu da WC ve Ag'nin sertli?i aras?ndaki büyük farktan kaynakland???n? belirtmek gerekir. Ek olarak, kaba WC taneleri ?ok dü?ük ve kararl? temas direncine sahiptir.

?ekil 13.4, anahtar taraf?ndan üretilen ortalama elektrik temas direncini (RC) g?sterir

Farkl? gümü? i?eri?ine ve WC par?ac?k boyutuna sahip d?ngü 11e50, ?ünkü ?o?u malzemenin RC'si 10 anahtarlama ?evriminden sonra stabil olarak g?zlenir. Gümü?ün temas direnci WC i?inde 50-55 wt% (hacim oran? 60% ve 64.6%) aras?nda ve 4 mm partikül büyüklü?ü ile WC i?inde 55-60 wt% (hacim oran? 64.6% ve 69%) aras?ndad?r. 0.8 ve 1.5 mm. Bu nedenle, bu, Ag matrisinin tamamen birbirine ba?l? oldu?u yat?r?m?n ilk kompozisyonunu belirler. Sabit bile?enler i?in, ge?irgenlik e?i?ini de belirten 1.5 ila 4 mm WC par?ac?k boyutu aras?nda temas direncinde bir azalma g?zlenmi?tir.

WC-Re

Bilim adamlar?, WC Co'dan daha iyi performans elde etmek i?in renyumunu gü?lendirmek i?in tungsten karbür kullan?yorlar, ?ünkü RE yüksek s?cakl?k sertli?i ve iyi kombinasyon getirebilir

?ekil 13.4 Farkl? Ag i?eri?indeki ve WC partikül boyutundaki ortalama elektrik temas direncinin, 11 ila 50 aras?ndaki sikluslar s?ras?nda WC substrat?n?n temas direncine oran? ko veya Ni'dir. WC koerinin (20% RE i?eri?i) mikroyap? ?zelliklerine g?re, WC'nin CO'da tutuldu?u ve HCP yap?s? olu?turmaya devam etti?i, b?ylece ala??m?n sertli?inin art?r?ld??? a??klanmaktad?r. Ara?t?rmac?lar ayr?ca WC Ni'de yeniden gü?lendi ve benzer ??kar?mlar buldular. En yüksek sertli?i ve WC Co'nun iki kat dayan?kl?l??? nedeniyle, ala??m rekabet?i tak?m par?alar? üretmek i?in kullan?l?r. So?uk presleme WC ve Re tozlar? ve ard?ndan patentli bir s?cak presleme i?lemi s?ras?nda, 2400 kg / mm ~ 2'den fazla HV g?zlendi (WC-Co i?in 1700 kg / mm ~ 2 ile kar??la?t?r?ld???nda)

WC intermetalikler

WC-Feal

Son birka? on y?lda, seramik yap??t?r?c?lar olarak intermetalik bile?ikler insanlar?n dikkatini ?ekmi?tir. Demir alüminid, mükemmel oksidasyon direncine ve korozyon direncine, dü?ük toksisiteye, yüksek sertli?e, iyi a??nma direncine, yüksek s?cakl?k kararl?l???na ve iyi ?slanabilirli?e sahiptir. WC i?in ba?lay?c? olarak termodinamik olarak uygundur. WC FeAl ve WC Co'nun sertli?i ve k?r?lma toklu?u temelde ayn?d?r. WC Co ala??m?n?n sertli?i ve a??nma direnci, geleneksel WC Co ala??m?na benzer. Tane boyutunun optimize edilmesi durumunda geleneksel WC Co'nun yerinin al?nabilece?i dü?ünülebilir. Farkl? bilyal? ??ütme ve/veya kurutma i?lemleriyle haz?rlanan WC FeAl kar???m tozunun par?ac?k boyutu da??l?m e?risi ?ekil 13.5'te g?sterilmektedir. ?ekil 13.5'teki ü? e?ri iki modlu da??l?ma sahiptir. ?ekil 13.5'te, daha kü?ük partikül boyutunun sol zirvesi, tek bir WC partikülünün sol zirvesine kar??l?k gelir. Daha büyük par?ac?k boyutunun do?ru tepe de?eri, baz? WC par?ac?klar?n? i?eren FeAl par?ac?klar?n?n tepe de?erine kar??l?k gelir. Do?ru pik hareket etti?inde, sol pik, ??ütme ve/veya kurutma i?lemine ba?l? de?ildir. DR tozunun do?ru piki (h?zl? kuruma i?in ??zücü olarak kurutulmu? etanol), di?er iki tozun ilgili pikine kayar.

?ekil 13.5 ?e?itli toz i?lemlerinden haz?rlanan WC-FeAl kar???k tozlar?n?n par?ac?k boyutu da??l?mlar?.

WC-seramik

WC-MgO

Wc-mgo kompozit malzemeler, sertlik üzerinde ?ok az etkisi olan ve malzemelerin toklu?unu ?nemli ?l?üde art?ran WC matrisine MgO par?ac?klar?n?n eklenmesi nedeniyle yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. Sertlik tokluk ile ters orant?l?d?r, ancak bu ala??m durumunda sertlik kayb? ?ok kü?ük oldu?unda tokluk elde edilir. ?ncelenen malzemeye az miktarda VC, Cr3C2 ve di?er tah?l büyüme inhibit?rleri eklemek, sadece sinterleme i?lemindeki tane büyümesini kontrol etmekle kalmaz, ayn? zamanda malzemenin mekanik ?zelliklerini de geli?tirir.

WC-AI2O3

Burada Al2O3'ün mükemmel mekanik ve fiziksel ?zellikleri nedeniyle WC i?in takviye malzemesi olarak kullan?ld??? ve bunun tersi de belirtilmelidir.

Sinterleme s?cakl??? ve bekletme süresi, wc-40vol% Al2O3 kompozitinin mikroyap?s? ve mekanik ?zellikleri üzerinde ?nemli etkilere sahiptir. Sinterleme s?cakl??? ve tutma süresinin artmas?yla, nispi yo?unluk ve par?ac?k boyutu artar. Ayn? zamanda, yüksek bas?n? ve k?r?lma toklu?u de?erleri ?nce artar ve sonra azal?r. ?atlak yolunun mikro yap?s?, ?atlak k?prüleme ve ?atlak sapmas?n?n varl???n? ortaya koymaktad?r. Wc-40vol% Al 2O3 kompozitlerinde, ana sertle?tirme mekanizmas? sekonder ve lateral ?atlaklar?n üretilmesidir. Ba?ka bir ?al??ma, HV'nin yakla??k 20e25 gpa oldu?unu ve k?r?k toklu?unun 5e6mpa.m1 / 2 oldu?unu g?stermektedir.

?ekil 13.6, sertlik, k?r?lma toklu?u ve enine k?r?lma mukavemetinin alümina i?eri?i ile de?i?im e?ilimini g?stermektedir. Bu de?erlerin rapor edilenlerden olduk?a farkl? oldu?una dikkat edilmelidir (Mao ve ark., 2015). Saf WC en yüksek sertli?e ve en dü?ük k?r?lma toklu?una sahiptir. Al2O3 eklenmesi k?r?k toklu?unu artt?r?r, ancak saf alümina sertli?i saf WC'den daha dü?üktür ve wc-al2o3 kompozitinin sertli?i azal?r. ?ekil 13.6'daki farkl? sonu?lar, mekanik ?zelliklerin sadece alümina i?eri?ine de?il, ayn? zamanda farkl? substratlar?n üretim sürecine ve derecesine de ba?l? oldu?unu g?stermektedir. 

WC a??nd?r?c?lar

WC cBN

CBN mükemmel sertli?e, termal stabiliteye ve demir ile reaksiyon aktivitesine sahip oldu?undan, WC Co'ya CBN eklenmesi malzemenin a??nma direncini, sertli?ini ve mekanik ?zelliklerini geli?tirebilir. CBN, WC matrisine gü?lendirildikten sonra, gü?lü yap??ma üretilecektir. Ek olarak, ?atlak sapmas? veya CBN partiküllerinin k?prülenmesi ile daha iyi k?r?k toklu?u elde edilebilir. CBN ilavesi sürecindeki iki ana engel, CBN'den hBN'ye d?nü?üm ve B ve N aras?ndaki gü?lü kovalent ba?d?r, bu da CBN ve semente karbürün dü?ük sinterleme kabiliyeti ile sonu?lan?r.

WC elmaslar

WC elmas mükemmel k?r?lma toklu?una, ?atlak büyüme direncine ve yans?ma direncine sahiptir. Bu malzeme, elmas?n grafite d?nü?mesini ?nlemek i?in sadece termodinamik ko?ullar alt?nda üretilebilir. Bu malzemenin performans?n? art?rmak i?in daha fazla ara?t?rma yaparak, ?ok gerekli olan büyük maliyet bo?lu?unu olu?turabiliriz.