W?glik spiekany jest typowym kruchym materia?em. Tradycyjny jednolity w?glik, materia? z ró?nych cz??ci jednolitego sk?adu i organizacji, stop jest jednorodny, jego wydajno?? jest spójna. G?ówne sk?adniki w?glika spiekanego obejmuj? ró?ne fazy twarde i fazy wi?zania. Fazy twarde, takie jak fazy i roztwory sta?e, odgrywaj? wa?n? rol? w twardo?ci i odporno?ci stopów na zu?ycie. Klejenie ma istotny wp?yw na wytrzyma?o?? i wytrzyma?o?? stopów.

Zasadniczo zwi?kszenie wielko?ci ziarna WC lub zwi?kszenie zawarto?ci Co zwi?kszy grubo?? fazy wi?zania stopu i poprawi plastyczno?? stopu. W stopach o dobrej ci?gliwo?ci lokalne skoncentrowane napr??enia mog? rozlu?ni? stopy o s?abej plastyczno?ci z powodu deformacji. Inicjacja i propagacja p?kni?? s? indukowane przez relaksacj? napr??eń, co powoduje p?kanie stopu.

Dlatego tradycyjn? metod? jest zwi?kszenie stopu. Zawarto?? i zwi?kszenie wielko?ci ziarna s?u?? jako kierunek dla zwi?kszenia twardo?ci twardego stopu. Jednocze?nie jednak zmniejsza si? twardo?? i odporno?? na zu?ycie. I odwrotnie, twardo?? i odporno?? na zu?ycie mo?na zwi?kszy? bez po?wi?cania wytrzyma?o?ci na zginanie i udarno?ci. Dlatego istnieje wyra?na sprzeczno?? mi?dzy twardo?ci? i wytrzyma?o?ci? materia?ów z w?glików spiekanych, a uzyskanie konwencjonalnego jednorodnego w?glika spiekanego o wysokiej twardo?ci i wytrzyma?o?ci nie jest ?atwe. W wielu warunkach u?ytkowania zastosowanie tradycyjnych jednorodnych twardych stopów b?dzie mia?o pewne ograniczenia. Na przyk?ad, gdy pracuj? kula wiertnicza i g?owica kobaltowa, s? one nie tylko poddawane obci??eniom udarowym i skr?tnym, ale tak?e musz? by? powa?nie zu?yte przez ska??.

Wymaga to, aby z?by kobaltu mia?y nie tylko wystarczaj?c? wytrzyma?o?? na uderzenia, ale tak?e mia?y wysok? Odporno?? na zu?ycie mo?e zakończy? swoj? prac?. Podczas stosowania w syntezie diamentów syntetycznych górne m?oty w?glikowe poddawane s? dzia?aniu wysokiej temperatury i wysokiego ci?nienia, niektóre cz??ci s? poddawane napr??eniom ?ciskaj?cym, a niektóre cz??ci s? poddawane napr??eniom rozci?gaj?cym lub ?cinaj?cym. Ró?ne cz??ci maj? wymagania.

Ró?na wydajno?? i funkcje. W ten sposób konflikt mi?dzy twardo?ci? a ci?gliwo?ci? tradycyjnego twardego stopu o jednolitej strukturze ogranicza dalsz? ekspansj? jego pola zastosowań, trudno jest spe?ni? ?podwójnie wysok?” wysok? twardo?? i wysok? udarno?? dla rozwoju wspó?czesnego spo?eczeństwa, wi?c zbadaj Nowy rodzaj twardego stopu sprawia, ?e szczególnie wa?ne jest, aby ró?ne cz??ci narz?dzia mia?y ró?ne wymagania funkcjonalne.

Naukowcy zajmuj?cy si? materia?ami z ró?nych krajów na ?wiecie próbuj? rozwi?za? wy?ej wspomniane sprzeczno?ci w tradycyjnym jednolitym twardym stopie na ró?ne skuteczne sposoby, zmniejszy? koszty produkcji i u?ytkowania oraz poprawi? ich kompleksowe dzia?anie. Obecnie istniej? g?ównie stopy ultra-cienkie i nanotwarde (tak zwany ultra-drobny w?glik spiekany to stop o uziarnieniu w?glika wolframu 0,2-0,5 μm, a stop nano-twardy to stop z w?glikiem wolframu wielko?? ziarna poni?ej 0,2 μm.), w?glik hartowany p?ytkowo, w?glik powlekany i w?glik gradientu funkcjonalnego oraz inne kierunki mog? skutecznie rozwi?za? t? sprzeczno??. Na przyk?ad, gdy zawarto?? kobaltu w twardym stopie nano wielko?ci jest wysoka, nie tylko ma dobr? odporno?? na p?kanie, ale tak?e ma wysok? twardo??, osi?gaj?c najlepsz? kombinacj? twardo?ci stopu i twardo?ci w?glika gradientu funkcjonalnego poprzez wykonanie fazy spoiwa lub twardo?ci faza wzd?u? jednego kierunku zwi?ksza si? lub zmniejsza, aby nada? ró?nym cz??ciom stopu ró?ne w?a?ciwo?ci, tak ?e po??czenie twardo?ci i odporno?ci na zu?ycie mo?na w pe?ni osi?gn?? przy u?yciu w?glika. Poni?ej znajduje si? krótkie wprowadzenie do nowego post?pu w gradiencie w?glika spiekanego.

Funkcjonalnie spiekany w?glik spiekany

Nag?e zmiany w sk?adzie materia?u i w?a?ciwo?ciach komponentu cz?sto prowadz? do znacznych lokalnych st??eń napr??eń, niezale?nie od tego, czy napr??enie jest wewn?trzne, czy zewn?trzne. Je?li przej?cie z jednego materia?u do drugiego odbywa si? stopniowo, te st??enia napr??eń znacznie wzrosn?. redukowa?.

Te rozwa?ania stanowi? podstawowy element logiczny wi?kszo?ci funkcjonalnie klasyfikowanych materia?ów. Japońscy naukowcy najpierw zaproponowali funkcjonalnie sklasyfikowane materia?y, które charakteryzuj? si? wprowadzeniem stopniowych zmian w mikrostrukturze i / lub sk?adzie sk?adnika, stopniow? zmian? jego mikrostruktury i / lub sk?adu w przestrzeni oraz w?a?ciwo?ciami fizycznymi, chemicznymi i mechanicznymi materia?.

Wydajno?? wykazuje odpowiedni? zmian? gradientu w przestrzeni, dzi?ki czemu spe?nia ró?ne wymagania dotycz?ce wydajno?ci w ró?nych lokalizacjach komponentu, dzi?ki czemu komponent jako ca?o?? osi?ga najlepsze wyniki.

Pomys? ten wprowadzono w dziedzinie w?glika spiekanego w po?owie lat 80. XX wieku, zaproponowano gradient w?glika spiekanego i szybko osi?gni?to szybki rozwój. W rzeczywistym zastosowaniu w?glika spiekanego ró?ne miejsca pracy cz?sto maj? ró?ne wymagania dotycz?ce wydajno?ci. Na przyk?ad g?owica kobaltowa z w?glika spiekanego wymaga wysokiej odporno?ci na zu?ycie powierzchniowe i ogólnej odporno?ci na uderzenia.

Mo?na sobie wyobrazi?, ?e je?li mo?na opracowa? nowy rodzaj materia?u z w?glika spiekanego, cech? strukturaln? tego materia?u jest to, ?e warstwa powierzchniowa jest struktur? o niskiej fazie spoiwa, a zawarto?? fazy spoiwa w rdzeniu jest warto?ci? ?redni? mi?dzy warstwa wierzchnia i rdzeń. Jest to warstwa przej?ciowa o wysokiej zawarto?ci wi?zania i ci?g?ym rozk?adzie. W tego rodzaju strukturze, ze wzgl?du na ró?ny rozk?ad fazy spajania w ka?dej cz??ci, zawarto?? warstwy spajaj?cej na powierzchni stopu jest ni?sza ni? ?rednia warto?? w ka?dej cz??ci, o wysokiej twardo?ci i dobrej odporno?ci na zu?ycie, oraz warstwy spajaj?cej zawarto?? w warstwie przej?ciowej. Wysoka, mo?e spe?nia? dobr? wytrzyma?o?? i odporno?? na uderzenia.

W strukturze dwufazowej zawarto?? kobaltu w warstwie powierzchniowej jest ni?sza ni? nominalna zawarto?? kobaltu w stopie, zawarto?? kobaltu w warstwie po?redniej jest wy?sza ni? nominalna zawarto?? kobaltu w stopie, a zawarto?? kobaltu w rdzeniu zawieraj?cy faz? η to nominalna zawarto?? kobaltu w stopie. Poniewa? zawarto?? kobaltu w stopie wykazuje zmian? gradientu, twardo?? ró?nych cz??ci stopu odzwierciedla równie? odpowiednie prawa. Ponadto rozk?ad gradientu zawarto?ci kobaltu powoduje, ?e skurcz spiekania w ró?nych cz??ciach przekroju jest nierównomierny, co powoduje napr??enia szcz?tkowe w stopie. Ze wzgl?du na nisk? zawarto?? kobaltu w warstwie powierzchniowej stopu i wysok? zawarto?? WC + Co + η powierzchnia stopu ma bardzo wysok? twardo?? i bardzo dobr? odporno?? na zu?ycie. W ?rodkowej warstwie stopu zawarto?? kobaltu jest wy?sza ni? nominalna zawarto?? stopu, a zatem warstwa ma dobr? wytrzyma?o?? i plastyczno??, dzi?ki czemu stop mo?e wytrzyma? wy?sze obci??enia. Struktura fazowa η wewn?trz stopu ma dobr? sztywno??. Wyniki eksperymentów pokazuj?, ?e odporno?? na zu?ycie i wytrzyma?o?? stopu DP s? oczywi?cie lepsze ni? w przypadku tradycyjnego jednorodnego twardego stopu. Zastosowanie stopu DP mo?e oczywi?cie poprawi? wydajno?? wiercenia ska? i zmniejszy? koszty wydobycia.

Zgodnie z obecnym stanem badań materia?ów gradientowych w ró?nych krajach, istniej? g?ównie trzy rodzaje w?glików spiekanych z gradientow? faz? z w?glików spiekanych, takich jak stopy, gradient w?glika spiekanego z tward? faz? (takich jak warstwa β stosowana jako matryca powlekaj?ca. Gradient w?glik spiekany) i gradient w?glika spiekanego o twardej fazie (np. m?otek z w?glika spiekanego).

Punkt widzenia mechanizmu powstawania rozk?adu gradientu fazy kobaltowej spowodowanego kierunkow? migracj? ciek?ej fazy wi???cej w stopie po naw?glaniu nie zosta? jeszcze ujednolicony. Wed?ug aktualnych raportów badawczych migracja kierunkowa fazy ciek?ej obejmuje g?ównie migracj? masy spowodowan? przez trzy ró?ne typy faz cieczy, migracj? orientacyjn? fazy lepiszcza spowodowan? ró?nymi wielko?ciami cz?stek WC oraz migracj? fazy ciek?ej spowodowan? ró?n? zawarto?ci? w?gla. Na przyk?ad dwa stopy YG o tej samej zawarto?ci w?gla WC, jednakowej wielko?ci cz?stek i ró?nej zawarto?ci kobaltu wi???cego zachodz? na siebie i s? utrzymywane w temperaturze fazy ciek?ej przez pewien okres czasu. W rezultacie zwi?zana faza kobaltowa przesuwa si? z wysokiej zawarto?ci kobaltu na nisk? zawarto?? kobaltu. Jedna strona migracji.

Na przyk?ad jedna z cz?stek o ró?nych rozmiarach to drobne cz?stki, a druga to gruboziarniste cz?stki dodane z tym samym kobaltem w celu utworzenia dwóch rodzajów mieszaniny i sprasowane w stop dwuwarstwowy do spiekania pró?niowego. Wydaje si?, ?e ciek?a faza wi?zania z jednej strony jest druga. Strona ziarna migruje. Podczas gdy w?glik spiekany o wysokiej zawarto?ci w?gla jest odw?glany w atmosferze odw?glaj?cej, faza wi???ca ciecz migruje z wn?trza na powierzchni? próbki, podczas gdy stop niskow?glowy migruje do centrum po fazie wi???cej ciecz naw?glaj?c?.

Zjawisko migracji spowodowane ró?nic? zawarto?ci w?gla jest spowodowane ró?nic? ilo?ci fazy ciek?ej w ró?nych cz??ciach stopu. Ten rodzaj odw?glonego lub naw?glonego stopu ma nierówn? wewn?trzn? zawarto?? w?gla, a zawarto?? w?gla jest stosunkowo wysoka w regionach o wysokiej zawarto?ci w?gla. W regionach o ni?szej zawarto?ci w?gla faza ciek?a migruje z obszarów o wysokiej zawarto?ci w?gla do obszarów o niskiej zawarto?ci w?gla. Podsumowuj?c, g?ównymi mechanizmami migracji fazy ciek?ej s?:

Faza spoiwa migruje z regionu gruboziarnistego w?glika do regionu w?glika drobnoziarnistego, a si?? nap?dow? migracji jest ró?nica ci?nienia kapilarnego, to znaczy dzia?anie si?y kapilarnej. Faza wi?zania migruje z regionu o wysokiej fazie ciek?ej do regionu o niskiej fazie ciek?ej i migruje. Si?? nap?dow? jest ró?nica ci?nień w fazie ciek?ej, to znaczy rola zwi?kszania lub zmniejszania obj?to?ci w celu wytworzenia ci?nienia, gdy zmienia si? stan substancji w ró?nicy obj?to?ci fazy ciek?ej.

Gradientowy w?glik spiekany skutecznie rozwi?zuje sprzeczno?? mi?dzy twardo?ci? a ci?gliwo?ci? wyst?puj?c? w konwencjonalnych jednorodnych w?glikach spiekanych. Rozwój tego nowego materia?u jest uwa?any za najwa?niejszy w historii w?glika spiekanego od lat 50. XX wieku. Innowacja." Ze wzgl?du na unikaln? mikrostruktur? i w?a?ciwo?ci gradientowego w?glika spiekanego, sta? si? on wa?n? tre?ci? badawcz? w dziedzinie gradientowych materia?ów funkcjonalnych i stopów twardych. Obecnie jest szeroko stosowany w powlekaniu pod?o?y, narz?dziach skrawaj?cych z w?glików spiekanych, narz?dziach górniczych i wiertniczych, wykrojnikach i narz?dziach do wykrawania, a jego pola zastosowań stale si? poszerzaj?.

(1) U?ywany jako pod?o?e do powlekania

Ze wzgl?du na ró?ne wspó?czynniki rozszerzalno?ci cieplnej ró?nych materia?ów, narz?dzia do powlekania mog? p?ka? z powodu napr??eń termicznych podczas ch?odzenia. Jako matryc? stosuje si? w?glik spiekany o strukturze gradientowej, to znaczy spiekana gradientowo matryca powlekaj?ca tworzy obszar ci?gliwy pozbawiony w?glików sze?ciennych i w?gloazotków w obszarze powierzchni, co mo?e skutecznie zapobiega? rozszerzaniu si? p?kni?? powstaj?cych w pow?oce do wn?trza stopu . , poprawiaj? si?? wi?zania interfejsu i zmniejszaj? koncentracj? napr??eń interfejsu, tym samym poprawiaj?c wydajno?? narz?dzi skrawaj?cych z w?glików spiekanych.

(2) U?ywany jako narz?dzie z w?glików spiekanych

Zmień tradycyjny w?glik spiekany. Model o sta?ej proporcji s?u?y do wykonania stopu o strukturze twardej o niskiej zawarto?ci powierzchni i wysokiej zawarto?ci rdzenia, dzi?ki czemu warstwa powierzchniowa ma wysok? twardo?? i dobr? odporno?? na zu?ycie, podczas gdy rdzeń ma wysok? wytrzyma?o?? i dobr? udarno??, co czyni wytrzyma?o?? i wytrzyma?o?? stopu. Jest dobrze skoordynowany i dlatego mo?e by? stosowany do produkcji narz?dzi skrawaj?cych o zarówno odporno?ci na zu?ycie, jak i wytrzyma?o?ci.

(3) Narz?dzia do wydobywania i wiercenia w kamieniu Narz?dzia do wydobywania i wiercenia w kamieniu

Zastosowanie z?bów kulowych wymaga wi?kszego zu?ycia i uderzenia podczas pracy, co wymaga stopu o wysokiej odporno?ci na zu?ycie powierzchniowe i wysokiej wytrzyma?o?ci. Konwencjonalne jednorodne stopy trudno jest spe?ni? ten wymóg. Zarówno odporno?? na zu?ycie, jak i wytrzyma?o?? s? znacznie lepsze ni? konwencjonalne jednolite w?gliki.

(4) U?ywany jako narz?dzie do wykrawania

Blacha jest zwykle przygotowywana przez wykrawanie lub wykrawanie. Dzi?ki tej metodzie materia? jest ?amany mi?dzy kraw?dziami roboczymi, które s? skierowane do siebie. Podczas przebijania stempel porusza si? przez matryc? w kierunku prostopad?ym do metalowej p?ytki i przebija metalow? p?yt?. Tryb uszkodzenia stempla jest zwykle spowodowany zu?yciem kraw?dzi roboczej i ostatecznie prowadzi do tego, ?e kraw?d? tn?ca stempla staje si? sto?kowa, zwi?kszaj?c w ten sposób si?? tarcia podczas wykrawania i ostatecznie prowadz?c do obni?enia jako?ci wykrawania. Aby maksymalnie wyd?u?y? ?ywotno?? gradientowego narz?dzia tn?cego z w?glików spiekanych, nale?y zastosowa? stopniowany w?glik spiekany z centralnym regionem fazy η, otoczony otaczaj?cym regionem wolnym od j?der i ods?oni?t? powierzchni? robocz? η -faza. U?ywaj?c w?glika spiekanego jako stempla, wielko?? ziarna WC wynosi 2-3 μm, liczba czasów wykrawania dla standardowego w?glika spiekanego jest tylko 15 razy, a liczba wykrawania i ?cinania w?glika spiekanego dla struktury gradientowej jest do 64 000 razy, podczas gdy stalowe wykrawanie Liczba jest oko?o 7231 razy. Mo?na zauwa?y?, ?e w?glik spiekany gradientowo jako narz?dzie do wykrawania mo?e znacznie poprawi? ?ywotno?? narz?dzia.

Badanie gradientu w?glika spiekanego sk?ada si? z trzech cz??ci: projektu materia?u, przygotowania materia?u i oceny w?a?ciwo?ci. Te trzy cz??ci wzajemnie si? uzupe?niaj? i s? niezb?dne. Przygotowanie materia?u jest podstaw? badań gradientowych w?glików spiekanych. Projekt materia?u zapewnia najlepszy sk?ad i rozk?ad gradientu konstrukcji. Aby oceni?, czy zaprojektowany i przygotowany materia? spe?nia z góry okre?lon? funkcj?, nale?y przeprowadzi? ocen? wydajno?ci.

Gradientowa konstrukcja z w?glika spiekanego, powinna ogólnie przej?? przez nast?puj?ce kilka linków Najpierw zgodnie z kszta?tem strukturalnym komponentów i rzeczywistymi warunkami u?ytkowania, narysuj termodynamiczne warunki brzegowe z istniej?cej bazy danych syntezy i wydajno?ci, wybierz mo?liw? syntez? metalu ceramika System ??czenia materia?ów i metoda przygotowania Za?ó?my stosunek kombinacji i zasad? dystrybucji fazy spoiwa i fazy twardej, a tak?e wykorzystuj?c prawo mieszania mikrostruktury materia?u, aby uzyska? równowa?ne parametry fizyczne struktury materia?u za pomoc? teorii termoelastycznej i metody obliczeniowej. Funkcja rozk?adu sk?adników gradientu struktury materia?u jest symulowana przez rozk?ad temperatury i symulowana przez napr??enia termiczne, a tak?e projektowany jest optymalny rozk?ad sk?adu i system materia?owy. Podstawowa praca z gradientowym w?glikiem spiekanym sk?ada si? z nast?puj?cych trzech cz??ci:

(1) Ustanowi? odpowiedni model rozk?adu komponentu gradientowego, aby zaprojektowany materia? funkcjonalny gradientu spe?nia? wymagania dotycz?ce dzia?ania

(2) Oszacowanie w?a?ciwo?ci fizycznych materia?ów gradientowych

(3) Obliczanie pola temperatury i napr??eń termicznych funkcjonalnie sklasyfikowanych materia?ów

Zobacz nasze bity przycisków do wydobywania w?glika wolframu tutaj