Met een hoge mechanische sterkte (17,5-19,3 g/cm³), smeltpunt (3422 g/cm³) en ultrahoge dichtheid wordt wolfraamlegering erkend in de geavanceerde militaire, ruimtevaart- en nucleaire techniek. Maar het. Het wordt nog steeds geassocieerd met hoge verwerkingscapaciteit. moeilijkheid. Deze moeilijkheid komt voort uit de oxidatie bij lage en hoge temperaturen, de weerstand van de verwerkte materialen tegen vervorming en de lage temperatuur. Als gevolg hiervan werd het wolfraam bros en verloor het enige ductiliteit, wat het werken ermee zeer uitdagend maakt. Als oplossing heeft de industrie sleuteltechnologieën ontwikkeld, waaronder poedermetallurgie, positieve vervorming en kunststofvorming. Met nauwkeurige procesoptimalisatie en sinterversterking is het mogelijk om hoge precisie en wolfraamoppervlakteprestaties te bereiken. Hieronder gaan we dieper in op de werkmethoden van wolfraamlegeringen.
1. Poedermetallurgie: de basis voor de productie van knuppels met hoge-zuiverheid. Met inbegrip van maar niet beperkt tot de volgende kritische activiteiten is poedermetallurgie de eerste stap in de verwerking van wolfraamlegeringen.
1) Zuivering van de grondstof en het daaropvolgende mengsel
Er wordt wolfraampoeder met een hoge zuiverheid geselecteerd dat meer dan of gelijk is aan 99,95 procent en vervolgens gelijkmatig gemengd met de legeringscomponenten nikkel, ijzer en kobalt tijdens het kogelmalen en zeven. De vervormbaarheid van het poeder ligt in het bereik van 5 tot 10 micron. Voor specifieke toepassingen, zoals materialen die worden gebruikt bij kernfusie, worden secundaire fasedeeltjes zoals titaniumcarbide, TiC en yttriumoxide, Y2O3, gebruikt om de dispersie-versterkte stralingsweerstand te verbeteren.
2) Vormen en voor-sinteren
Biljetten worden voorbereid met behulp van isostatisch persen (druk groter dan of gelijk aan 2500 MPa) of stempelperstechnieken-. Typische afmetingen zijn staven of platen van 12×12×400 mm. Het voorsinteren wordt gedurende één uur bij 1200 graden in een waterstofatmosfeer uitgevoerd om aanvankelijk de sterkte en geleidbaarheid van de knuppel te verbeteren.
2. Kunststofverwerking: de sleutel tot het overwinnen van het knelpunt van broosheid. De lage ductiliteit van wolfraamlegeringen vereist een nauwkeurige verwerking door middel van kunststofvorming bij hoge- temperaturen:
1) Heet en warm rollen
Heetwalsen begint bij een staaftemperatuur van 1350-1500 graden. Door meerdere walsgangen wordt de plaatdikte teruggebracht van 8 mm naar 0,5 mm. De rollen moeten worden voorverwarmd tot 100-350 graden om de vervormingsweerstand te verminderen. Warmwalsen (1200 graden) verfijnt de plaat verder tot 0,2 mm. Tijdens het hele proces wordt grafiet- of molybdeendisulfidesmering gespoten om scheuren te voorkomen.
2) Swaging en draadtrekken
Swaging wordt uitgevoerd in een waterstofatmosfeer bij 1400-1600 graden. Dit roterende smeden transformeert de knuppel in een uniforme ronde staaf (einddiameter 3 mm) met een dichtheid van 18,8-19,2 g/cm³. Draadtrekken maakt gebruik van een "warm trek" -proces. Na voorverwarmen tot 100-350 graden wordt de plaat geleidelijk door een kettingspanner getrokken tot een fijnere draaddikte van minder dan 0,06 mm, geschikt voor toepassingen in de elektronica en verlichting.
3. Sinterproces: verbeteringen van dichtheid en prestaties. Sinteren is belangrijk bij het vergroten van de dichtheid en mechanische eigenschappen van wolfraamlegeringen. De belangrijkste zijn:
(1) Verticaal smelten (zelf-geremd sinteren): er wordt stroom rechtstreeks door de knuppel gestuurd om Joule-verwarming te creëren. Omdat de stroom wordt gesinterd uit de stroom die smelt. Het regelt het aantal korrels tot ongeveer 10.000 tot 20.000 korrels per mm² en de dichtheid tot 17,8 tot 18,6 gram per cm³. Het is ideaal voor draad en kleine onderdelen.
(2) Spark Plasma Sintering (SPS): Het combineert een stroompuls met enige druk, en bereikt een snelle verdichting van minder dan 2000 0 C, waarbij de korrelgrootte minder dan 300 nm regelt en een aanzienlijke verbetering van de kruipweerstand
3) Drukloos sinteren in twee- stappen: de temperatuur wordt in fasen geregeld (2300-2700 graden) in een vacuüm- of waterstofatmosfeer, waarbij een theoretische dichtheid van meer dan 98% wordt bereikt. Het is geschikt voor grote buizen en speciaal gevormde onderdelen.
4. Oppervlaktebehandeling en nabewerking-: functionaliteit en precisie
1) Galvaniseren en coaten
Als reactie op de dringende behoefte van het galvaniseerbedrijf om corrosie en slijtage van olieveldmechanismen te verminderen, hebben we galvaniseertechnologie voor wolfraamlegeringen ontwikkeld. Wolfraamlegeringen hebben een betere zuur- en alkalicorrosieweerstand, en slijtvastheid en hardheid vergelijkbaar met verchroomde galvanische platen. Componenten voor hete-secties moeten worden besproeid met coatings die bestand zijn tegen oxidatiemiddelen- (zoals silicium-aluminide) om catastrofale oxidatie boven de 1000 graden te verminderen.
2) Bewerking en warmtebehandeling
Tijdens de snijfase, wanneer we hardmetalen gereedschappen gebruiken, is het essentieel om de werkstukken boven de 200-500 graden te brengen, wat de ductiele-brosse overgangstemperatuur is, om het risico op scheuren te elimineren. Het "verouderingsproces" betekent dat het werkstuk een eerste modificatiefase moet doorlopen, die vervolgens wordt gevolgd door een secundaire fase. Als een W-Re-legering bijvoorbeeld wordt verwarmd tot 1500 graden, weten we dat we daarin zeker een temperatuur van 1650 graden zullen bereiken.
5. Innovatieve processen: nieuwe richtingen in onderzoek
1) In-in-situ-reactiemethode
Deze aanpak voert de in-situ reactie uit van wolfraampoeder met koolstof en stikstof om de versterkende fasen van wolfraamcarbide (WC) en wolfraamnitride (WN) te vormen. Deze reactie verlaagt de productiekosten van composietmaterialen.
2) Additieve productie
Deze aanpak maakt gebruik van SLM-technologie (Selective Laser Melting), die rechtstreeks ingewikkelde geometrische onderdelen fabriceert. In combinatie met andere technieken lossen SLM, nanopoeders en gradiëntontwerp de ruimtelijke beperkingen van conventionele methoden op.
Er zijn verschillende geavanceerde, hoog{0}}presterende materialen nodig voor kernfusiereactoren en hypersonische voertuigen, en dit stimuleert de ontwikkeling van verwerkingstechnologie voor wolfraamlegeringen. Door samenwerkingen op het gebied van de poedermetallurgie, het vormen van kunststoffen en het sinteren, en binnen elke andere reeks oppervlaktebehandelingen, werd de DBTT (ductiele-brosse overgangstemperatuur) van wolfraamlegeringen verlaagd van 400 graden en onder kamertemperatuur, waardoor hun weerstand tegen straling en oxidatie werd verbeterd.
