Defectos y causas comunes de la sinterización de carburo cementado

El carburo cementado es un material compuesto hecho de carburos metálicos refractarios de alta dureza (como carburo de tungsteno WC, carburo de titanio TIC, etc.) como matriz y sinterizado con aglutinantes metálicos (como cobalto CO, níquel Ni, etc.) a alta temperatura y alta presión. Este material tiene alta dureza y buena resistencia al desgaste y se usa ampliamente en muchos campos.

El proceso de sinterización de carburo cementado incluye principalmente las siguientes etapas:

Eliminación del agente formador y etapa de presinterización:

En esta etapa, el agente de formación se descompone o vaporiza gradualmente y se elimina del cuerpo sinterizado. Al mismo tiempo, la adición del agente de formación puede agregar carbono al cuerpo sinterizado, y la cantidad de adición de carbono varía con el tipo, la cantidad y el proceso de sinterización del agente de formación.

Los óxidos de la superficie del polvo se reducen y el hidrógeno puede reducir los óxidos de cobalto y tungsteno. Cuando se elimina el agente formador y se realiza la sinterización en condiciones de vacío, la reacción carbono-oxígeno no es fuerte.

La tensión de contacto entre las partículas de polvo se elimina gradualmente, el polvo metálico de unión comienza a recuperarse y recristalizarse, comienza a producirse una difusión superficial y se mejora la resistencia del compacto.

Etapa de sinterización en fase sólida (800 ℃ - temperatura eutéctica):

A la temperatura anterior a la aparición de la fase líquida, continúa el proceso de la etapa anterior, la reacción y la difusión de la fase sólida se intensifican, se mejora el flujo plástico y el cuerpo sinterizado se contrae significativamente.

Etapa de sinterización en fase líquida (temperatura eutéctica - temperatura de sinterización):

Cuando la fase líquida aparece en el cuerpo sinterizado, la contracción se completa rápidamente, seguida de una transformación de cristalización para formar la organización y estructura básicas de la aleación.

Etapa de enfriamiento (temperatura de sinterización - temperatura ambiente):

La organización y la composición de fases de la aleación sufren ciertos cambios con las diferentes condiciones de enfriamiento. Esta característica se puede aprovechar para tratar térmicamente el carburo cementado y mejorar sus propiedades físicas y mecánicas.

Estas etapas determinan conjuntamente el rendimiento y la estructura finales del carburo cementado y son pasos clave en el proceso de preparación del carburo cementado.

La sinterización se refiere a un proceso de transformación de materiales en polvo en cuerpos densos, que es un paso muy importante en el proceso de producción de carburo cementado. El proceso de sinterización de carburo cementado se puede dividir en cuatro etapas básicas: eliminación del agente formador y etapa de presinterización; etapa de sinterización en fase sólida (800 ℃ - temperatura eutéctica); etapa de sinterización en fase líquida (temperatura eutéctica - temperatura de sinterización); etapa de enfriamiento (temperatura de sinterización - temperatura ambiente). Sin embargo, debido a la complejidad del proceso de sinterización y las duras condiciones, es fácil producir defectos y reducir la calidad del producto si no se presta atención.

Los defectos de sinterización más comunes y sus causas son los siguientes:

1. Descascarillado El carburo cementado con defectos de descascarillado es propenso a estallar y pulverizarse. La principal razón del descascarillado es que el efecto de contacto del cobalto en el compacto hace que el gas que contiene carbono descomponga el carbono libre en él, lo que da como resultado una disminución de la resistencia local del compacto, lo que da como resultado el descascarillado.

2. Agujeros Los agujeros son poros con un tamaño de más de 40 micrones. La principal razón para la formación de agujeros es que hay impurezas en el cuerpo sinterizado que no son humedecidas por el metal fundido o hay una segregación grave de la fase sólida y la fase líquida, lo que puede formar agujeros.

3. Ampollas Las ampollas pueden provocar superficies curvas elevadas en la superficie del carburo cementado, lo que reduce el rendimiento del producto. Las principales razones de la aparición de ampollas son:

1) El aire se acumula en el cuerpo sinterizado. Durante el proceso de contracción de la sinterización, el cuerpo sinterizado aparece en fase líquida y se densifica, lo que hará que el aire no pueda descargarse y luego se formen ampollas en la superficie del cuerpo sinterizado con la menor resistencia; 2) Hay una reacción química en el cuerpo sinterizado que genera una gran cantidad de gas. El gas se concentra en el cuerpo sinterizado y se generan ampollas de forma natural.

4. Deformación Los fenómenos de deformación más comunes del carburo cementado incluyen ampollas y concavidades. Las principales razones de la deformación son: distribución desigual de la densidad del bloque; deficiencia grave de carbono local en el cuerpo sinterizado; carga irrazonable de la embarcación; almohadilla desigual.

5. Corazón negro El corazón negro se refiere a la parte con estructura suelta en la fractura de aleación. La razón principal del corazón negro es: contenido de carbono demasiado bajo o demasiado alto.

6. Grietas Las grietas son un fenómeno común en el proceso de sinterización del carburo cementado. Las principales causas de las grietas son:

(1) La relajación de la presión no aparece inmediatamente cuando el compacto se seca y la elasticidad se recupera rápidamente durante la sinterización;

(2) Una parte del compacto se oxida severamente cuando se seca y la expansión térmica del área oxidada es diferente a la del área no oxidada.