Poznavanje industrije bakra: Proces proizvodnje legure volfram-bakar
Proces proizvodnje legure volfram bakra:
1. Metoda infiltracije taline od volframovog bakra
Metoda infiltracije taline je presovanje praha od volframa u gredicu, prethodno sinterovanje na određenoj temperaturi da bi se pripremio porozni skelet volframove matrice određene gustine i čvrstoće, a zatim topljenje metalnog bakra sa nižom tačkom taljenja i infiltriranje u volfram kostura kako bi se dobio gušći materijal od volfram bakra. Njegov mehanizam je uglavnom da kada metalna tečna faza navlaži poroznu matricu, metalna tečnost teče duž otvora čestica pod dejstvom kapilarne sile kako bi ispunila pore poroznog volframovog skeleta, čime se dobija gušći materijal. Ova metoda može poboljšati žilavost materijala od volfram bakra. Kompozitni materijal od volfram-bakara visoke gustine pripremljen metodom infiltracije taline ima dobru toplotnu i električnu provodljivost, ali je teško za volfram kostur da poveže sve pore i da bude konzistentne veličine, a takođe je teško osigurati ujednačenost distribucija bakra u proizvodu nakon infiltracije taline, što će sigurno uticati na svojstva materijala. Sa razvojem tehnologije plastificiranja praha blizu mreže i sve većim zahtjevima moderne nauke i tehnologije za složenošću dijelova i komponenti, priprema volframovih kostura razvila se od jednostrukog tradicionalnog oblikovanja u metalurgiji praha do ekstruzijskog oblikovanja i oblikovanja ubrizgavanjem. Na primjer, RM German i drugi u Sjedinjenim Državama koristili su tehnologiju brizganja za pripremu volframovih kostura i postigli dobre rezultate. Prethodno su sinterovali prethodno pripremljeni volfram skelet na 900 stepeni i topljeni su infiltrirani na 1500 stepeni tokom 90 ~ 120 minuta. Dobivena legura imala je odlične performanse. S obzirom na to da kompozitni materijal volfram-bakar pripremljen ovom metodom ima odlične performanse, najčešće se koristi. Međutim, ova metoda ima i velike nedostatke, što se posebno očituje u potrebi za obradom nakon infiltracije radi uklanjanja viška metalnog bakra, što poskupljuje naknadnu obradu, smanjuje popuštanje i nije pogodno za upotrebu u dijelovima složenih oblika. .
2. Visokotemperaturno tečno fazno sinterovanje volframovog bakra
Visokotemperaturno tečno fazno sinterovanje je procesna metoda za pripremu kompozitnih materijala volfram-bakar mešanjem volframovog praha i bakarnog praha u određenom omjeru, presovanjem i sinterovanjem u tečnoj fazi. Tradicionalna metoda obično izvodi visokotemperaturno tečno fazno sinterovanje na temperaturi iznad 300 stepeni iznad tačke topljenja bakra da bi se postigao gusti. Karakteristika je da je proizvodni proces jednostavan, ali postoje nedostaci kao što su visoka temperatura sinterovanja, dugo vrijeme sinteriranja, velika količina isparavanja bakra, loša učinkovitost sinteriranja i niska gustina sinteriranja (samo 90~95 teorijske gustine), što ne može ispuniti zahtjeve za korištenje. Stoga, da bi se poboljšala gustoća materijala, relevantni koraci naknadne obrade kao što su ponovno presovanje, vruće prešanje, vruće kalciniranje, itd. moraju se dodati nakon sinterovanja u tečnoj fazi, ali to povećava složenost procesa i ograničava njegovu primjenu. Volfram bakreni materijal pripremljen metodom eksplozivnog sabijanja od strane AKBhalla18 et al. ima dobar efekat sinterovanja tečne faze na visokim temperaturama. Osim toga, u procesu sinteriranja tečne faze na visokoj temperaturi utvrđeno je da veličina čestica volframa i bakarnog praha također utječe na gustoću sinteriranja volfram-bakarnih kompozita. Što je prah finiji, to je veća gustina sinterovanja.
3. Ultrafina/nano-veličina volfram bakar u prahu i metoda sinterovanja u jednom koraku gotovo potpunog zgušnjavanja
Ultrafini/nano prah ima niz odličnih karakteristika: kao što su fina zrna praha, velika specifična površina, velika kontaktna površina između prahova, velika površinska aktivnost, velika pokretačka sila sinterovanja, niska temperatura sinterovanja, brzo zgušnjavanje, visoka gustina i dobre performanse bez dodavanje bilo kog aktivatora. Stoga, kompozitni materijal volfram-bakar pripremljen ultrafinim prahom ima vrlo veliku gustoću, visoku toplotnu i električnu provodljivost, vrlo finu i ujednačenu mikrostrukturu i ima neuporedive prednosti u odnosu na kompozitni materijal volfram-bakar pripremljen konvencionalnim metodama. Postoje mnoge metode za pripremu ultrafino/nano volfram-bakar kompozitnih prahova, kao što su mehaničko legiranje (MA), sol-gel metoda (Sol-Ge1), mehaničko-termohemijska metoda sinteze (mehano-termohemijski proces) itd.
4. Volfram-bakar aktivirano tečno fazno sinterovanje
Sinterovanje u aktivnoj tečnoj fazi je metoda dodavanja količine u tragovima ({{0}}.1-0.5) trećeg metalnog elementa kao što je Pd, Ni, Co, Fe, itd. volfram-bakar materijal za podsticanje da se volframova faza koja je nerastvorljiva u bakru rastvori u bakarnoj fazi i formira 7-fazu koja sadrži ove metalne elemente tokom procesa sinterovanja tečne faze. U poređenju sa visokotemperaturnom metodom sinterovanja u tečnoj fazi, ova metoda ne samo da smanjuje temperaturu sinterovanja i skraćuje vreme sinterovanja, već i značajno poboljšava gustinu sinterovanja. JL Johnsonl1 et al. proučavao je aktivacioni efekat prelaznih elemenata Pd, Ni, Co i Fe na sinterovanje materijala od volfram bakra. Studija je pokazala da Co i Fe imaju najbolji efekat aktivacije, što može značajno poboljšati gustinu materijala od volfram bakra. Aktivacijski efekat Ni i Pd u W-Cu nije očigledan, što je gore od onog u čistom volframovom prahu. Razlog je taj što Ni, Pd i Cu formiraju beskonačnu čvrstu otopinu i ne mogu imati aktivacijski efekat, dok Co, Fe i Cu formiraju samo ograničenu čvrstu otopinu. Tokom procesa sinterovanja, druga faza formirana od elemenata u tragovima će precipitirati na granici zrna i formirati intermetalna jedinjenja, koja pospešuju zgušnjavanje volframa. Studija JL Johnsona i RMGermana i saradnika o sistemu W-lOCu takođe je pokazala da kada je sadržaj Co 0,35, performanse materijala nakon sinterovanja na 1300 stepeni u trajanju od 1h su veoma dobre. Sinterovanje tečne faze poboljšano aktivacijom može omogućiti materijalima od volfram bakra da dobiju veću relativnu gustinu, tvrdoću, čvrstoću na savijanje i druga svojstva. Međutim, vrijedno je napomenuti da će dodavanje aktivatora utjecati na električnu i toplinsku provodljivost faznog bakra visoke vodljivosti, čime se značajno smanjuje toplinska i električna provodljivost materijala, što je nepovoljno za mikroelektronske materijale koji zahtijevaju visoku električnu i toplinsku provodljivost. . Stoga su materijali pripremljeni ovom metodom prikladni samo u slučajevima kada električna i toplinska provodljivost nije potrebna.
Svi znaju razrede legura volframovog bakra. Hajde da razgovaramo o metodi identifikacije legura volfram bakra: Ako znate sadržaj volfram bakra, možete ga izračunati na osnovu gustine, što je gruba identifikacija. Najnaučnija provjera je analiza difrakcije rendgenskih zraka, koja može precizno vidjeti elemente sadržane u materijalu.
