I. Genel Bak??

?imentolu karbür endüstrinin "di?leri" olarak da bilinir. Kurulu?undan bu yana, verimli bir alet malzemesi ve yap?sal malzeme olarak, uygulama alan? sürekli olarak geni?letilmi?tir ve bu da endüstriyel kalk?nman?n ve bilimsel ve teknolojik ilerlemenin te?vik edilmesinde ?nemli bir rol oynam??t?r. Son 20 y?lda, tungsten-kobalt-baz

d ?imentolu karbürler, yüksek sertlik, tokluk ve di?er sert ala??mlara k?yasla mükemmel a??nma direnci nedeniyle metal kesme, metal ?ekillendirme aletleri, madencilik delme ve a??nma par?alar?nda yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. .

?imentolu karbür bir dizi mükemmel performans ?zelli?ine sahiptir: yüksek sertlik ve a??nma direncine sahiptir, ?zellikle de?erli, iyi k?rm?z? sertli?e sahiptir, 600 ° C'de yüksek h?z ?eli?inin normal s?cakl?k sertli?ini a?ar ve 1000 ° C'de karbon ?eli?i a?ar. Normal s?cakl?k sertli?i; iyi elastik modülü vard?r, genellikle (4 ~ 7) × 104kg / mm2, normal s?cakl?kta iyi sertlik; 600kg / mm2'ye kadar yüksek bas?n? dayan?m?; iyi kimyasal kararl?l?k, Baz? semente karbür kaliteleri asit ve alkali korozyonuna kar?? dayan?kl?d?r ve yüksek s?cakl?klarda bile ?nemli oksidasyona maruz kalmaz; dü?ük termal genle?me katsay?s?. Is? iletkenli?i ve iletkenli?i demir ve demir ala??mlar?n?n iletkenli?ine yak?nd?r.

?imentolu karbürde WC'nin ortalama tane boyutuna g?re, ?imentolu karbür, nanokristalin ?imentolu karbür, ultra ince taneli ?imentolu karbür, submikron taneli ?imentolu karbür, ince taneli ?imentolu karbür, Orta taneli ?imentolu karbür, kaba taneli ?imentolu karbür, süper kaba taneli semente karbür.

Alt mikron ve ultra ince taneli karbürler yüksek sertlik ve a??nma direncine sahiptir ve kesme aletleri, testere b??a??, freze b??aklar?, damgalay?c?lar, valf sap? bile?enleri, kumlama ekipman? nozullar?nda vb.

Ultra kal?n taneli karbür daha iyi toklu?a ve termal yorulma direncine sahiptir ve madencilik ve kaz? ara?lar?ndaki uygulamas? h?zla geli?mi?tir. Gradyan ala??mlar? ve karbür-elmas kompozitler, farkl? uygulama gereksinimlerine g?re belirli spesifik ?zellikleri vurgulamak i?in kullan?labilir, bu nedenle aletlerin ve madencilik ara?lar?n?n uygulanmas? h?zla geli?mi?tir.

Tungsten-kobalt esasl? semente karbürlerin ?zellikleri esas olarak Co'nun i?eri?ine ve WC'nin tane boyutuna ba?l?d?r. Tipik kobalt-kobalt ?imentolu karbür, 3 ila 30 wt%'lik bir kobalt i?eri?ine sahiptir ve WC tane boyutu, mikron alt? ila birka? aras?nda de?i?ir. Mikron. Nano ?l?ekli par?ac?k sentezi teknolojisinin, ?zellikle nano ?l?ekli WC ve Co par?ac?klar?n?n geli?tirilmesi, nano-WC-Co ?imentolu karbürün mekanik ?zelliklerini büyük ?l?üde geli?tirdi.

WC tane submikron boyutundan daha kü?ük oldu?unda, ala??m?n mukavemeti, sertli?i, toklu?u ve a??nma ?zellikleri büyük ?l?üde iyile?tirilir ve sinterleme s?cakl??? dü?ürülürken yüksek yo?unlu?a sahip ala??m elde edilebilir. Bu nedenle, ?imentolu karbür alan?nda, geleneksel tiplerin ultra-ince ve nano-?l?e?e d?nü?ümü geli?me e?ilimi haline gelmi?tir.

Bununla birlikte, WC tah?l büyümesi, ultra ince WC-Co ala??mlar?n?n geli?tirilmesi ve üretiminde her zaman bir darbo?az olmu?tur. Semente karbüre belirli katk? maddeleri eklemek, ala??m?n ?zelliklerini iyile?tirmenin etkili yollar?ndan biridir. Semente karbüre iki ana tip katk? maddesi eklenir: biri refrakter metal karbür, di?eri metal katk? maddesidir. Katk? maddesinin rolü, ala??m?n sinterleme s?cakl??? dalgalanmalar?na duyarl?l???n? ve karbon i?eri?indeki de?i?ikliklere duyarl?l??? azaltmak, karbür tanelerinin e?it olmayan büyümesini ?nlemek, ala??m?n faz bile?imini de?i?tirmek, b?ylece ala??m?n yap?s?n? ve ?zelliklerini iyile?tirmektir. ala??m.

En s?k kullan?lan karbür katk? maddeleri aras?nda krom karbür (Cr3C2), vanadyum karbür (VC), molibden karbür (Mo2C veya Mo C), kobalt karbür, tantal karbür ve benzerleri bulunur. ?nhibit?r se?imi, toplam inhibit?r etkiye ba?l?d?r ve inhibit?r etkiler a?a??daki gibidir: VC> Cr3C2> Nb C> Ta C> Ti C> Zr / Hf C. Yayg?n olarak kullan?lan metal katk? maddeleri krom, molibden, tungsten, renyum, rutenyum, bak?r, alüminyum ve nadir toprak elementleri. Semente karbürde nadir toprak elementlerinin eklenmesi sadece sinterleme s?ras?nda WC tanelerinin büyümesini engellemekle kalmaz, ayn? zamanda ala??m?n mekanik ?zelliklerini ve a??nma direncini de geli?tirir, b?ylece ürünlerin servis ?mrünü daha da art?r?r. Semente karbürler alan?nda, nadir toprak katk?lar? üzerine ara?t?rmalar s?cak bir konu olmu?tur, ancak genel fikir sert ala??mlar? de?i?tirmek i?in nano ?l?ekli nadir toprak katk?lar? eklemektir, ancak nano nadir toprak katk?lar?n?n eklenmesi nadiren olmu?tur. bildirildi.

The use of the nano rare earth additive is lower than that of the ordinary rare earth additive, and the gap with the WC grain (large circle) is small, and the arrangement is more dense. The size of the ordinary rare earth additive is almost the same as that of WC, so it is easy to form a crack source. Therefore, this experiment uses nano rare earth as an additive to achieve the purpose of not improving the cost and improving the performance. China is rich in rare earth resources. If we use this kind of thinking to develop new technology, make full use of China’s tungsten ore and rare earth resources, research and develop hard alloy rare earth modified materials, improve the production level and development of China’s cemented carbide industry. High-quality and high value-added deep-processed carbide products, improving competitiveness, reversing the unfavorable situation in the international market, and achieving a virtuous cycle of raw materials are of great significance.

2. Nadir toprak sert ala??m

The rare earth element is 15 lanthanides of the third subgroup of Mendeleev’s periodic table with atomic numbers ranging from 57 to 71, plus a total of 17 elements, which are similar to those of electronic structures and chemical properties. Rare earth is known as the “treasure house” of new materials, and is a group of elements that scientists at home and abroad, especially material experts, are most concerned about. Due to its special properties, rare earths have been widely used in metallurgical materials, optics, magnetism, electronics, machinery, chemicals, atomic energy, agriculture and light industry. Although rare earths are used as additives and modifiers, their direct output value and profit are not high, but the secondary economic benefits can be increased by tens or even hundreds of times. China’s rare earth resources are abundant, and its reserves rank first in the world, and its comprehensive production capacity ranks second in the world. At home and abroad, the application of rare earths and their compounds is almost everywhere in the national economy. Rare earth has obvious improvement on the performance of cemented carbide. A large number of studies have shown that the addition of rare earth can improve the strength and toughness of cemented carbide to a large extent, so that rare earth-added cemented carbide can be widely used in tool materials and mining tools. , molds, top hammers, etc., have excellent development prospects. The rare earths commonly used as additives are Ce, Y, Pr, La, Sc, Dy, Gd, Nd, Sm, and the like. The addition form is generally an oxide, a pure metal, a nitride, a hydride, a carbide, a rare earth-cobalt intermediate alloy, a carbonate, a nitrate, and the like. The type and morphology of the added rare earth affect the physical and mechanical properties of the cemented carbide.

3. Nadir toprak gü?lendirme ve sertle?tirme mekanizmas?

Semente karbürde eser miktarda nadir toprak elementlerinin eklenmesi, sadece sinterleme i?lemi s?ras?nda ala??m?n tane büyümesini engellemekle kalmaz, ayn? zamanda ala??m?n mekanik ?zelliklerini de iyile?tirir, b?ylece ürünün hizmet ?mrünü daha da art?r?r. Semente karbür üzerindeki nadir topraklar?n gü?lendirme mekanizmas? a?a??daki gibidir:

(1) Zhang Fenglin ve di?. γ faz? yüksek s?cakl?ktan oda s?cakl???na so?utuldu?unda fcc → hcp'nin bir difüzyon tipi (Ms mekanizmas? taraf?ndan desteklenir) faz ge?i?i oldu?una inan?r. Bunlar aras?nda, γfcc ve γhcp faz? yakla??k 10%'dir. Nadir toprak eklenmesi martensitik d?nü?ümü engelleyebilece?inden, ba?lay?c? fazdaki γhcp i?eri?i azalt?labilir. Martensit d?nü?ümünü inhibe etme mekanizmas? iki nedenden kaynaklanabilir: biri, yer de?i?tirme hareketini engelleyen nadir toprak oksit sabitleme ??k???d?r; ?te yandan, nadir toprak oksidi kusur yerine sabitlenir ve potansiyel ε ?ekirdekle?me ?ekirde?i olu?turulur. Embriyo azal?r. B?ylece gevrek faz azal?r ve tokluk α faz? artar.

Wang Ruikun ve di?erleri, ?imentolu karbürlere eser nadir topraklar?n eklenmesinin, Co binder faz?ndaki istifleme hatalar?n?n geni?lemesini engelleyebilece?ini, b?ylece fcc α-Co → hcp ε-Co'nun (katmanl? ?ekirdeklenme) d?nü?ümünü engelleyebilece?ine ve Ala??ml? -Co. Hacim oran? artar. α-Co'nun 12 slip sistemi bulunurken ε-Co'nun sadece 3 slip sistemi vard?r. Nadir toprak ?imentolu karbür esas olarak gerginli?i koordine etme ve stresi gev?etme, b?ylece toklu?unu artt?rma yetene?ini art?racak fcc α-Co'dan olu?ur.

(2) W kat? ??zünürlü?ü üzerindeki etkisi.

WC / Co faz arayüzünde nadir topraklar?n ayr?lmas?, W ve Ti gibi elementlerin Co'dan ayr?lmas?n? etkiler. Ba?lay?c? fazda W ve Ti i?eri?ini artt?rmak, b?ylece kat? bir ??zelti gü?lendirmesi olarak i?lev g?rmek mümkündür. Ancak mekanizma tam olarak tan?nm?yor.

(3) Kurulu?u hassasla?t?r?n.

Semente karbürdeki nadir toprak, WC / Co ve WC / WC arayüzünde da??t?l?r. Arayüzdeki nadir toprak elemanlar?n?n adsorpsiyonu, kat?-s?v? faz arayüzünün arayüzey enerjisini kesinlikle azaltacakt?r. Bu, sinterleme s?ras?nda WC tanelerinin kal?nla?ma sürecini bask?layabilir.

(4) Tane s?n?rlar?n?n ve faz s?n?rlar?n?n gü?lendirilmesi ve sertle?tirilmesi.

Semente karbürün k?r?lmas?nda, esas olarak Co ba?? faz k?r??? boyuncad?r ve WC tanesi boyunca baz? ?atlaklar vard?r. Bu nedenle, k?r?k davran???n?n WC / Co arayüzünün davran??? ile ?nemli bir ili?kisi vard?r. Semente karbürlerde nadir topraklar?n varl??? esas olarak oksitlerden veya metaller aras? bile?iklerden kaynaklan?r. Da??t?m esas olarak WC / Co ve WC / WC arayüzündedir. Ba?lay?c? fazda az miktarda nadir toprak oksitleri de bulunabilir. ?ekli esas olarak küresel veya ?ok yüzlüdür. Tah?l s?n?rlar?n? ve faz s?n?rlar?n? ar?nd?rmada nadir toprak rolü ve faz arayüzünün gücünün iyile?tirilmesi nedeniyle, nadir toprak ?imentolu karbürlerin k?r?lma toklu?u büyük ?l?üde geli?tirilecektir.

Farkl? yollar, formlar, nadir toprak tipleri ve ara?t?rma y?ntemleri nedeniyle, ara?t?rma sonu?lar? farkl?d?r ve ?nerilen mekanizma farkl? ve hatta ?eli?kili olacakt?r. Nadir toprak sertle?tirilmi? semente karbürler üzerinde yap?lan ara?t?rmalar i?in daha fazla ?al??maya ihtiya? vard?r.