{"id":13993,"date":"2020-04-29T08:55:28","date_gmt":"2020-04-29T08:55:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=13993"},"modified":"2021-10-11T06:08:04","modified_gmt":"2021-10-11T06:08:04","slug":"present-research-on-main-kinds-of-wc-based-composites","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/obecne-badania-na-glownych-rodzajach-kompozytow-wc\/","title":{"rendered":"Obecne badania nad g\u0142\u00f3wnymi rodzajami kompozyt\u00f3w opartych na WC"},"content":{"rendered":"

W\u0119glik spiekany jest rodzajem w\u0119glika spiekanego, kt\u00f3ry jest wytwarzany w procesie metalurgii proszk\u00f3w z twardego zwi\u0105zku metalu ogniotrwa\u0142ego i metalu wi\u0105\u017c\u0105cego. Ze wzgl\u0119du na dobr\u0105 twardo\u015b\u0107 i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach. Poniewa\u017c wymagania dotycz\u0105ce wysokiej temperatury i odporno\u015bci na korozj\u0119 materia\u0142\u00f3w z w\u0119glik\u00f3w spiekanych staj\u0105 si\u0119 coraz wy\u017csze, wydajno\u015b\u0107 istniej\u0105cych materia\u0142\u00f3w z w\u0119glik\u00f3w spiekanych jest trudna do spe\u0142nienia. W ci\u0105gu ostatnich 30 lat wielu uczonych przeprowadzi\u0142o eksperymentalne badania zwi\u0105zk\u00f3w na bazie WC i uzyska\u0142o szereg wynik\u00f3w bada\u0144.<\/p>

Metale z WC<\/strong><\/strong><\/h2>

WC-Co<\/strong><\/strong><\/h3>

Materia\u0142em cementowym szeroko stosowanym w w\u0119gliku wolframu jest kobalt. System WC Co zosta\u0142 dok\u0142adnie przebadany. Dodatek CO sprawia, \u017ce WC maj\u0105 dobr\u0105 zwil\u017calno\u015b\u0107 i przyczepno\u015b\u0107. Ponadto, jak pokazano na rycinie 13.2, dodanie CO mo\u017ce r\u00f3wnie\u017c znacznie poprawi\u0107 wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107.<\/p>

\"\"<\/figure>
\"\"<\/figure>

Rycina 13.3 mikrografia elektronowa rozproszenia wstecznego proszku WC Co pokazuj\u0105ca struktury zewn\u0119trzne i przekrojowe: (a), (b) F8; (c), (d) M8; i (E), (f) C8.<\/p>

Wykona\u0142 obrazowanie elektronowe z rozproszeniem wstecznym proszk\u00f3w F8, M8 i C8 oraz ich wypolerowanych sekcji. Zaobserwowano, \u017ce wszystkie proszki maj\u0105 typowy kulisty kszta\u0142t. Proszek F8 wykazuje g\u0119ste nagromadzenie drobnych w\u0119glik\u00f3w, podczas gdy proszek M8 i C8 wykazuje stosunkowo lu\u017an\u0105 struktur\u0119 akumulacji z pewnymi porami. Na wypolerowanej sekcji wszystkie pr\u00f3bki wykazuj\u0105 oczywiste zjawisko rozproszenia, a twardo\u015b\u0107 i odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie s\u0105 odwrotnie proporcjonalne do zawarto\u015bci kobaltu. Twardo\u015b\u0107 Vickersa (HV) waha si\u0119 od 1500 do 2000 HV30, a wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na p\u0119kanie wynosi od 7 do 15 MPa M1 \/ 2. Ta znacz\u0105ca zmiana jest funkcj\u0105 sk\u0142adu w\u0119glika, mikrostruktury i czysto\u015bci chemicznej.<\/p>

M\u00f3wi\u0105c og\u00f3lnie, im mniejszy rozmiar cz\u0105stek, tym wy\u017csza twardo\u015b\u0107 i lepsza odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie. Im wy\u017cszy udzia\u0142 obj\u0119to\u015bciowy CO, tym wy\u017csza wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na kruche p\u0119kanie, ale mniejsza twardo\u015b\u0107 i odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie (Jia i in., 2007). Dlatego, aby uzyska\u0107 lepsz\u0105 wydajno\u015b\u0107, nieuniknione jest rozwa\u017cenie zastosowania innych materia\u0142\u00f3w cementowych.<\/p>

Z drugiej strony, z powy\u017cszych powod\u00f3w, nie ma strategii naukowej i \u0142atwo wp\u0142ywa na trend cenowy. Ponadto po\u0142\u0105czenie WC i py\u0142u jest niepokoj\u0105ce, poniewa\u017c s\u0105 bardziej zab\u00f3jcze ni\u017c jakiekolwiek pojedyncze u\u017cycie.<\/p>

WC-Ni<\/strong><\/strong><\/h3>

Nikiel jest ta\u0144szy i \u0142atwiejszy do uzyskania ni\u017c kobalt. Ma dobr\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015b\u0107 hartowania. Mo\u017ce by\u0107 stosowany do poprawy wydajno\u015bci korozji \/ utleniania, odporno\u015bci na wysokie temperatury i odporno\u015bci na zu\u017cycie w trudnych warunkach. W por\u00f3wnaniu ze stopem WC Co plastyczno\u015b\u0107 materia\u0142u jest ni\u017csza. Poniewa\u017c nikiel dobrze rozpuszcza si\u0119 w WC, jest stosowany jako klej do pod\u0142o\u017cy WC, co powoduje silne wi\u0105zanie mi\u0119dzy nimi.<\/p>

WC-Ag<\/strong><\/strong><\/h3>

Dodatek Ag sprawia, \u017ce WC jest rodzajem materia\u0142u odpornego na \u0142uk. Pod dzia\u0142aniem pr\u0105du przeci\u0105\u017ceniowego WC jest cz\u0119sto obci\u0105\u017cane w urz\u0105dzeniach prze\u0142\u0105czaj\u0105cych, kt\u00f3re mo\u017cna przypisa\u0107 dobrze znanej rezystancji styku elektrycznego (RC) tych ostatnich. Warto wspomnie\u0107, \u017ce oporno\u015b\u0107 kompozytu WC Ag maleje wraz ze wzrostem zawarto\u015bci Ag, a twardo\u015b\u0107 maleje wraz ze wzrostem zawarto\u015bci Ag, co wynika z du\u017cej r\u00f3\u017cnicy mi\u0119dzy twardo\u015bci\u0105 WC i Ag. Ponadto, gruboziarniste ziarna WC maj\u0105 bardzo nisk\u0105 i stabiln\u0105 odporno\u015b\u0107 na kontakt.<\/p>

Rysunek 13.4 pokazuje \u015bredni\u0105 rezystancj\u0119 zestyku elektrycznego (RC) wytwarzan\u0105 przez prze\u0142\u0105cznik<\/p>

Cykl 11e50 z r\u00f3\u017cn\u0105 zawarto\u015bci\u0105 srebra i wielko\u015bci\u0105 cz\u0105stek WC, poniewa\u017c RC wi\u0119kszo\u015bci materia\u0142\u00f3w jest stabilny po 10 cyklach prze\u0142\u0105czania. Rezystancja kontaktowa srebra wynosi mi\u0119dzy 50-55 wt% (stosunek obj\u0119to\u015bci 60% i 64,6%) w WC o wielko\u015bci cz\u0105stek 4 mm, i mi\u0119dzy 55-60 wt% (stosunek obj\u0119to\u015bci 64,6% do 69%) w WC o wielko\u015bci cz\u0105stek 0,8 i 1,5 mm. Dlatego determinuje to pocz\u0105tkowy sk\u0142ad inwestycji, w kt\u00f3rej matryca Ag jest w pe\u0142ni po\u0142\u0105czona. Dla sta\u0142ych element\u00f3w zaobserwowano spadek rezystancji kontaktowej mi\u0119dzy wielko\u015bci\u0105 cz\u0105stek WC 1,5 a 4 mm, co r\u00f3wnie\u017c oznacza pr\u00f3g przenikania.<\/p>

WC-Re<\/strong><\/strong><\/h3>
\"\"<\/figure>

Naukowcy u\u017cywaj\u0105 w\u0119glika wolframu do wzmocnienia renu w celu uzyskania lepszej wydajno\u015bci ni\u017c WC Co, poniewa\u017c RE mo\u017ce zapewni\u0107 twardo\u015b\u0107 w wysokiej temperaturze i dobre po\u0142\u0105czenie<\/p>

Ryc. 13.4 stosunek \u015bredniej oporno\u015bci elektrycznej kontaktu przy r\u00f3\u017cnej zawarto\u015bci Ag i wielko\u015bci cz\u0105stek WC do rezystancji kontaktowej pod\u0142o\u017ca WC podczas cykli 11 do 50 wynosi co lub Ni. Zgodnie z charakterystyk\u0105 mikrostruktury rdzenia WC (zawarto\u015b\u0107 20% RE) opisano, \u017ce rdzenie WC by\u0142y zatrzymywane w CO i nadal tworzy\u0142y struktur\u0119 HCP, poprawiaj\u0105c w ten spos\u00f3b twardo\u015b\u0107 stopu. Naukowcy wzmocnili tak\u017ce ponownie WC Ni i znale\u017ali podobne wnioski. Ze wzgl\u0119du na najwy\u017csz\u0105 twardo\u015b\u0107 i dwukrotnie wi\u0119ksz\u0105 wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 ni\u017c WC Co, stop ten jest wykorzystywany do produkcji konkurencyjnych cz\u0119\u015bci narz\u0119dzi. Podczas prasowania na zimno proszk\u00f3w WC i Re, a nast\u0119pnie opatentowanego procesu prasowania na gor\u0105co, zaobserwowano ponad 2400 kg \/ mm ~ 2 HV (w por\u00f3wnaniu do 1700 kg \/ mm ~ 2 dla WC-Co)<\/p>

Intermetaliki WC<\/strong><\/h2>

WC-FeAl<\/strong><\/h3>

W ci\u0105gu ostatnich kilku dekad zwi\u0105zki mi\u0119dzymetaliczne jako kleje ceramiczne przyci\u0105gn\u0119\u0142y uwag\u0119 ludzi. Glinek \u017celaza ma doskona\u0142\u0105 odporno\u015b\u0107 na utlenianie i korozj\u0119, nisk\u0105 toksyczno\u015b\u0107, wysok\u0105 twardo\u015b\u0107, dobr\u0105 odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie, stabilno\u015b\u0107 w wysokiej temperaturze i dobr\u0105 zwil\u017calno\u015b\u0107. Jest termodynamicznie odpowiedni do spoiwa WC. Twardo\u015b\u0107 i odporno\u015b\u0107 na p\u0119kanie WC FeAl i WC Co s\u0105 w zasadzie takie same. Twardo\u015b\u0107 i odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie stopu WC Co s\u0105 podobne do konwencjonalnego stopu WC Co. Mo\u017cna uzna\u0107, \u017ce je\u015bli mo\u017cna zoptymalizowa\u0107 wielko\u015b\u0107 ziaren, mo\u017cna zast\u0105pi\u0107 tradycyjn\u0105 WC Co. Krzyw\u0105 rozk\u0142adu wielko\u015bci cz\u0105stek zmieszanego proszku WC FeAl przygotowanego r\u00f3\u017cnymi procesami mielenia i \/ lub suszenia kulowego pokazano na rycinie 13.5. Trzy krzywe na ryc. 13.5 maj\u0105 rozk\u0142ad bimodalny. Na rycinie 13.5 lewy pik mniejszej wielko\u015bci cz\u0105stek odpowiada lewemu pikowi pojedynczej cz\u0105stki WC. Prawid\u0142owa warto\u015b\u0107 szczytowa wi\u0119kszego rozmiaru cz\u0105stek odpowiada warto\u015bci szczytowej fragment\u00f3w FeAl zawieraj\u0105cych niekt\u00f3re cz\u0105stki WC. Gdy porusza si\u0119 prawid\u0142owy pik, lewy pik nie zale\u017cy od procesu mielenia i \/ lub suszenia. Prawid\u0142owy pik proszku DR (odwodniony etanol jako rozpuszczalnik do szybkiego suszenia) przesuwa si\u0119 do odpowiedniego piku pozosta\u0142ych dw\u00f3ch proszk\u00f3w.<\/p>

\"\"<\/figure>

Rycina 13.5 Rozk\u0142ady wielko\u015bci cz\u0105stek zmieszanych proszk\u00f3w WC-FeAl przygotowanych z r\u00f3\u017cnych proces\u00f3w proszkowych.<\/p>

Ceramika WC<\/strong><\/strong><\/h2>

WC-MgO<\/strong><\/strong><\/h3>
\"\"<\/figure>

Materia\u0142y kompozytowe Wc-mgo by\u0142y szeroko stosowane ze wzgl\u0119du na dodatek cz\u0105stek MgO w matrycy WC, co ma niewielki wp\u0142yw na twardo\u015b\u0107 i znacznie poprawia wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 materia\u0142\u00f3w. Twardo\u015b\u0107 jest odwrotnie proporcjonalna do twardo\u015bci, ale w przypadku tego stopu wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 jest uzyskiwana, gdy utrata twardo\u015bci jest bardzo ma\u0142a. Dodanie niewielkiej ilo\u015bci VC, Cr3C2 i innych inhibitor\u00f3w wzrostu ziarna do badanego materia\u0142u mo\u017ce nie tylko kontrolowa\u0107 wzrost ziarna w procesie spiekania, ale tak\u017ce poprawi\u0107 w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne materia\u0142u.<\/p>

WC-Al2O3<\/strong><\/strong><\/h3>

Nale\u017cy tutaj wspomnie\u0107, \u017ce Al2O3 jest stosowany jako materia\u0142 wzmacniaj\u0105cy do WC i odwrotnie, ze wzgl\u0119du na ich doskona\u0142e w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne i fizyczne.<\/p>

Temperatura spiekania i czas przetrzymywania maj\u0105 znacz\u0105cy wp\u0142yw na mikrostruktur\u0119 i w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne kompozytu wc-40vol% Al2O3. Wraz ze wzrostem temperatury spiekania i czasu utrzymywania ro\u015bnie g\u0119sto\u015b\u0107 wzgl\u0119dna i wielko\u015b\u0107 cz\u0105stek. Jednocze\u015bnie warto\u015bci odporno\u015bci na wysokie ci\u015bnienie i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na p\u0119kanie najpierw rosn\u0105, a nast\u0119pnie malej\u0105. Mikrostruktura \u015bcie\u017cki p\u0119kni\u0119cia ujawnia istnienie mostkowania p\u0119kni\u0119\u0107 i ugi\u0119cia p\u0119kni\u0119\u0107. W kompozytach wc-40vol% Al 2O 3 g\u0142\u00f3wnym mechanizmem hartowania jest generowanie p\u0119kni\u0119\u0107 wt\u00f3rnych i bocznych. Inne badanie pokazuje, \u017ce HV wynosi oko\u0142o 20e25gpa, a wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na z\u0142amanie wynosi 5e6mpa.m1 \/ 2.<\/p>

Rycina 13.6 pokazuje trend zmian twardo\u015bci, odporno\u015bci na p\u0119kanie i wytrzyma\u0142o\u015bci na p\u0119kanie poprzeczne z zawarto\u015bci\u0105 tlenku glinu. Nale\u017cy zauwa\u017cy\u0107, \u017ce warto\u015bci te s\u0105 zupe\u0142nie inne ni\u017c zg\u0142aszane (Mao i in., 2015). Czysta toaleta ma najwy\u017csz\u0105 twardo\u015b\u0107 i najni\u017csz\u0105 odporno\u015b\u0107 na p\u0119kanie. Dodatek Al2O3 poprawia wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na kruche p\u0119kanie, ale twardo\u015b\u0107 czystego tlenku glinu jest ni\u017csza ni\u017c czystego WC, a twardo\u015b\u0107 kompozytu wc-al2o3 maleje. R\u00f3\u017cne wyniki na ryc. 13.6 pokazuj\u0105, \u017ce w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne zale\u017c\u0105 nie tylko od zawarto\u015bci tlenku glinu, ale tak\u017ce od procesu produkcji i gatunku r\u00f3\u017cnych pod\u0142o\u017cy. <\/p>

Materia\u0142y \u015bcierne do WC<\/strong><\/strong><\/h2>

WC cBN<\/strong><\/strong><\/h3>

Poniewa\u017c CBN ma doskona\u0142\u0105 twardo\u015b\u0107, stabilno\u015b\u0107 termiczn\u0105 i aktywno\u015b\u0107 reakcji z \u017celazem, dodanie CBN do WC Co mo\u017ce poprawi\u0107 odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie, twardo\u015b\u0107 i w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne materia\u0142u. Po wzmocnieniu CBN w matrycy WC powstanie silna przyczepno\u015b\u0107. Ponadto lepsz\u0105 odporno\u015b\u0107 na p\u0119kanie mo\u017cna uzyska\u0107 przez ugi\u0119cie p\u0119kni\u0119cia lub zmostkowanie cz\u0105stek CBN. Dwie g\u0142\u00f3wne przeszkody w procesie dodawania CBN to konwersja z CBN do hBN i silne wi\u0105zanie kowalencyjne mi\u0119dzy B i N, co powoduje nisk\u0105 zdolno\u015b\u0107 spiekania CBN i w\u0119glika spiekanego.<\/p>

Diamenty WC<\/strong><\/strong><\/h3>

Diament WC ma doskona\u0142\u0105 odporno\u015b\u0107 na p\u0119kanie, odporno\u015b\u0107 na p\u0119kanie i odbijanie. Materia\u0142 ten mo\u017cna wytwarza\u0107 wy\u0142\u0105cznie w warunkach termodynamicznych, aby zapobiec przemianie diamentu w grafit. Poprzez dalsze badania maj\u0105ce na celu popraw\u0119 wydajno\u015bci tego materia\u0142u, mo\u017cemy nadrobi\u0107 ogromn\u0105 luk\u0119 kosztow\u0105, kt\u00f3ra jest bardzo konieczna.<\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Cemented carbide is a kind of cemented carbide which is made by powder metallurgy process from the hard compound of refractory metal and bonding metal. Because of its good hardness and strength, it is widely used in many fields. With the requirement of high temperature performance and corrosion resistance of cemented carbide materials getting higher…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":13997,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79,1],"tags":[],"class_list":["post-13993","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly","category-uncategorized"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/\u56fe\u72472-7.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13993","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13993"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13993\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13997"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13993"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13993"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13993"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}