Những điều bạn chưa biết về quá trình thiêu kết carbide xi măng

Cacbua xi măng được cấu thành từ nhiều loại cacbua và nguyên tố sắt. Đặc điểm điển hình của những vật liệu này là chúng có thể đạt được mật độ lý thuyết gần 100% thông qua quá trình thiêu kết pha lỏng. Sau khi thiêu kết, độ xốp còn lại thấp là chìa khóa để ứng dụng thành công cacbua xi măng trong các điều kiện làm việc chịu ứng suất cao như cắt kim loại, mũi khoan dầu hoặc khuôn tạo hình kim loại.

Quá trình thiêu kết cacbua xi măng phải được kiểm soát cẩn thận để có được cấu trúc vi mô và thành phần hóa học mong muốn. Trong nhiều ứng dụng, cacbua xi măng được sử dụng ở trạng thái thiêu kết. Bề mặt của hợp kim thiêu kết thường phải chịu ma sát và ứng suất mạnh. Trong hầu hết các ứng dụng cắt kim loại, độ sâu mài mòn của bề mặt đầu dụng cụ vượt quá {{0}}.2~0,4mm và dụng cụ được đánh giá là bị loại bỏ. Do đó, việc cải thiện hiệu suất bề mặt của cacbua xi măng là rất quan trọng. Có hai phương pháp cơ bản để thiêu kết cacbua xi măng: một là thiêu kết hydro - kiểm soát thành phần của các bộ phận thông qua động học phản ứng pha trong hydro và ở áp suất bình thường, và phương pháp còn lại là thiêu kết chân không - sử dụng môi trường chân không hoặc giảm áp suất khí xung quanh để kiểm soát thành phần của cacbua xi măng bằng cách làm chậm động học phản ứng.

Thiêu kết chân không có phạm vi ứng dụng công nghiệp rộng hơn. Đôi khi, ép đẳng tĩnh nóng và ép đẳng tĩnh nóng cũng được sử dụng để thiêu kết. Các công nghệ này có tác động quan trọng đến sản xuất cacbua xi măng. Thiêu kết hydro: Hydro là khí quyển khử, nhưng khi hydro phản ứng với thành lò thiêu kết hoặc chất mang, nó sẽ thay đổi các thành phần khác và cung cấp tiềm năng thấm cacbon thích hợp để duy trì trạng thái cân bằng nhiệt động với cacbua xi măng. So với thiêu kết hydro, thiêu kết chân không có những ưu điểm sau:

Đầu tiên, thiêu kết chân không có thể kiểm soát thành phần sản phẩm rất tốt. Ở áp suất 1,3~133pa, tỷ lệ trao đổi cacbon và oxy giữa khí quyển và hợp kim rất thấp. Yếu tố chính ảnh hưởng đến sự thay đổi thành phần là hàm lượng oxy trong các hạt cacbua. Do đó, thiêu kết chân không có lợi thế trong sản xuất công nghiệp cacbua xi măng thiêu kết. Trong quá trình thiêu kết hydro, thế oxy hóa của khí quyển trong lò tăng lên do sự xâm nhập của hydro và phản ứng của hydro với các thành phần lò gốm. Thiêu kết chân không không có những vấn đề này. Thế oxy hóa trong lò thấp hơn so với thiêu kết hydro. Do đó, thiêu kết chân không phù hợp hơn với các hợp kim chứa titan cacbua, tantali cacbua và niobi cacbua, rất nhạy cảm với quá trình oxy hóa.

Thứ hai, thiêu kết chân không có thể kiểm soát linh hoạt hệ thống thiêu kết, đặc biệt là tốc độ gia nhiệt trong giai đoạn gia nhiệt, để đáp ứng nhu cầu sản xuất. Thiêu kết chân không là hoạt động không liên tục, có thể linh hoạt điều chỉnh hệ thống thiêu kết cần thiết, trong khi thiêu kết hydro chủ yếu là quá trình thiêu kết liên tục, có thể kiểm soát chính xác nhiệt độ của từng giai đoạn thiêu kết.

Ép đẳng tĩnh nóng thiêu kết: Ép đẳng tĩnh nóng thiêu kết đôi khi cũng được gọi là thiêu kết quá áp và thiêu kết áp suất. Lò thiêu kết thực chất là lò thiêu kết chân không có thể chịu áp suất. Để giảm hoặc loại bỏ các lỗ rỗng còn sót lại, khi các lỗ rỗng khép kín hình thành trong các bộ phận ở nhiệt độ thiêu kết, lò được nạp khí trơ để tạo áp suất đẳng tĩnh cho nó. Áp suất argon là 1,5~10Mpa, thấp hơn nhiều so với áp suất đẳng tĩnh nóng theo nghĩa thông thường. Một quy trình thiêu kết cụ thể bao gồm loại bỏ chất bôi trơn, khử oxit và thiêu kết hợp kim carbide. Khi các lỗ rỗng khép kín xuất hiện trong quá trình thiêu kết carbide, áp suất tĩnh nóng áp suất thấp trong lò được nâng lên mức cao hơn. Ép đẳng tĩnh nóng được thực hiện trong một bình chứa áp suất cao được thiết kế đặc biệt, được nén đến 100Mpa bằng argon và nhiệt độ gần bằng nhiệt độ thiêu kết truyền thống. Thông thường, quá trình thiêu kết được thực hiện trước, sau đó thực hiện ép đẳng tĩnh để loại bỏ một lượng nhỏ lỗ rỗng còn sót lại mà các quy trình thiêu kết thông thường không thể loại bỏ được. Ép đẳng tĩnh nóng là khoản đầu tư chính. Là bước xử lý sau khi thiêu kết, nó làm tăng chi phí vận hành, mức tiêu thụ năng lượng và khí đốt và chu kỳ sản xuất. Cacbua xi măng được sản xuất bằng cách ép đẳng tĩnh nóng có đặc điểm là hạt mịn và hàm lượng thấp, do đó có độ bền cao hơn. Tuy nhiên, cho dù sử dụng ép đẳng tĩnh nóng thiêu kết hay ép đẳng tĩnh nóng sau thiêu kết, chỉ bằng cách thiết lập mối quan hệ phù hợp giữa thời gian, nhiệt độ và áp suất thì mới có thể thu được sản phẩm có độ bền cao hơn so với sản phẩm thiêu kết hydro và thiêu kết chân không.