Kaedah Penyediaan Serbuk WC88%-12%Co

Penyediaan serbuk WC88%-12%Co, serbuk semburan terma berasaskan tungsten karbida, melibatkan beberapa langkah utama untuk memastikan sifat dan taburan saiz zarah yang diingini. Serbuk ini digunakan secara meluas dalam pelbagai aplikasi kerana kekerasan, rintangan haus dan kestabilan terma yang sangat baik. Berikut adalah penerangan terperinci tentang proses penyediaan.

1. Pemilihan Bahan dan Pencampuran Awal

Proses ini bermula dengan pemilihan bahan mentah. Bagi penyediaan serbuk WC88%-12%Co, serbuk tungsten karbida (WC) 88% berat dan serbuk kobalt (Co) 12% berat dipilih sebagai komponen utama. Bahan-bahan ini dikenali kerana sifat mekanikalnya yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berprestasi tinggi.

Serbuk tungsten karbida dan serbuk kobalt ditambah ke dalam kilang bebola. Bagi memudahkan proses penggilingan, air deionisasi diperkenalkan untuk mengawal kandungan pepejal kepada 75%. Penggunaan air deionisasi membantu mencegah pencemaran dan memastikan campuran yang seragam. Proses penggilingan basah dijalankan selama 12 jam, membolehkan serbuk mencapai campuran yang halus dan homogen.

2. Pengurangan Saiz Zarah

Selepas proses pengisaran basah, saiz zarah purata serbuk campuran dikurangkan kepada kira-kira 0.1 hingga 10 mikrometer. Saiz zarah halus ini penting untuk mencapai produk akhir yang seragam dan padat. Untuk meningkatkan lagi sifat serbuk, 2 wt% polietilena glikol (PEG) ditambah ke dalam serbuk campuran. PEG bertindak sebagai pengikat dan membantu meningkatkan kebolehaliran serbuk semasa pemprosesan berikutnya.

Campuran dikacau selama 2 jam untuk memastikan PEG diagihkan secara sekata ke seluruh serbuk. Langkah ini penting untuk mencapai sifat yang konsisten dalam produk akhir.

3. Granulasi

Langkah seterusnya melibatkan penggranulan serbuk campuran menggunakan menara pengeringan semburan. Suhu masuk pengering semburan dikawal pada 260°C, manakala suhu keluar dikekalkan pada 110°C. Kawalan suhu ini adalah penting untuk memastikan serbuk dikeringkan dengan berkesan tanpa menyebabkan degradasi bahan.

Semasa proses pengeringan semburan, campuran cecair diatomkan menjadi titisan halus, yang kemudiannya dikeringkan dengan cepat semasa ia melalui udara panas di dalam ruang pengeringan. Ini menghasilkan pembentukan serbuk berbutir, yang lebih mudah dikendalikan dan diproses dalam langkah-langkah berikutnya.

4. Penapisan dan Pengelasan Saiz

Sebaik sahaja serbuk berbutir diperoleh, ia akan melalui skrin bergetar dua lapisan dengan saiz mesh 200 mesh dan 900 mesh. Proses penapisan ini mengasingkan serbuk berdasarkan saiz zarah, menghasilkan pecahan dengan taburan saiz zarah 15 hingga 75 mikrometer.

Serbuk yang tertahan pada saringan 200 mesh dan serbuk yang melalui saringan 900 mesh dikembalikan ke proses penggilingan basah. Kitar semula ini memastikan semua zarah berada dalam julat saiz yang diingini, menyumbang kepada keseragaman produk akhir.

5. Proses Penyahikat

Langkah seterusnya ialah proses penyahikat, di mana serbuk berbutir menjalani rawatan haba dalam relau tiub. Suhu ditetapkan pada 800°C, dan tempohnya dikekalkan selama 4 jam. Langkah ini penting untuk menanggalkan pengikat polietilena glikol daripada serbuk berbutir.

Semasa proses penyahikat, PEG terurai dan tersejat, meninggalkan serbuk bersih yang sedia untuk disinter. Langkah ini penting untuk memastikan produk akhir mempunyai ketumpatan dan sifat mekanikal yang diingini.

6. Pensinteran

Selepas penyahikat, serbuk tersebut akan menjalani proses pensinteran pantas dalam relau pensinteran suhu tinggi menegak. Serbuk dibiarkan jatuh bebas melalui zon pemanasan dan penyejukan, bagi memastikan pemanasan dan penyejukan yang seragam. Kaedah penyuapan untuk serbuk adalah melalui skrin bergetar, dan gas nitrogen digunakan sebagai atmosfera pelindung semasa proses pensinteran.

Suhu pensinteran ditetapkan pada 1250°C, dan tempohnya dikawal pada 0.4 saat. Proses pensinteran yang pantas ini membolehkan pembentukan jasad pensinteran yang padat dan kuat sambil meminimumkan risiko pengoksidaan dan pencemaran.

7. Pengelasan Saiz Zarah

Setelah proses pensinteran selesai, serbuk yang disinter tertakluk kepada pengelasan aliran udara untuk mengasingkan zarah dalam julat saiz yang diingini iaitu 15 hingga 45 mikrometer. Langkah pengelasan ini memastikan produk akhir memenuhi spesifikasi yang diperlukan untuk aplikasi penyemburan haba.

Serbuk WC88%-12%Co yang terhasil mempamerkan sifat-sifat yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk pelbagai proses semburan haba. Saiz zarah biasa yang tersedia termasuk 5-30 mikrometer, 10-38 mikrometer, 15-45 mikrometer dan 45-75 mikrometer. Taburan saiz zarah tersuai juga boleh disediakan berdasarkan keperluan pelanggan tertentu.

8. Aplikasi Semburan Terma

Serbuk WC88%-12%Co digunakan terutamanya dalam aplikasi semburan terma, dengan kaedah pemprosesan biasa termasuk bahan api oksigen halaju tinggi (HVOF), bahan api udara halaju tinggi (HVAF), dan penyemburan plasma. Salutan yang dihasilkan daripada serbuk ini mempamerkan kekerasan yang luar biasa, biasanya antara 1000 hingga 1400 HV.

Salutan yang diperbuat daripada serbuk WC88%-12%Co boleh menahan suhu persekitaran kerja sehingga 500°C, menjadikannya sesuai untuk aplikasi suhu tinggi. Salutan ini juga mempunyai beberapa kelebihan penting, termasuk:

1. Rintangan Haus yang Cemerlang: Kekerasan tungsten karbida yang tinggi memberikan rintangan haus yang luar biasa, menjadikan salutan sesuai untuk aplikasi yang melibatkan haus kasar.

2. Kekuatan Ikatan Tinggi: Ikatan metalurgi antara salutan dan substrat memastikan kekuatan lekatan yang tinggi, yang penting untuk jangka hayat salutan.

3. Rintangan Haus Gelongsor yang Cemerlang: Salutan ini mempamerkan prestasi cemerlang terhadap haus gelongsor, menjadikannya sesuai untuk komponen yang terdedah kepada geseran.

4. Pelbagai Aplikasi: Salutan WC88%-12%Co digunakan secara meluas dalam pelbagai industri, termasuk pembuatan bahagian tahan haus, tempat duduk injap, penggelek, bilah pemampat dan komponen lain yang memerlukan ketahanan yang dipertingkatkan.

Kesimpulan

Penyediaan serbuk WC88%-12%Co melibatkan satu siri proses yang dikawal dengan baik, termasuk pencampuran, penggilingan, granulasi, penyahikat, pensinteran dan pengelasan. Serbuk yang terhasil mempamerkan sifat-sifat cemerlang yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi semburan haba, menyediakan salutan berprestasi tinggi dengan rintangan haus dan kestabilan haba yang luar biasa. Memandangkan industri terus menuntut bahan yang boleh menahan keadaan operasi yang keras, kepentingan serbuk berasaskan tungsten karbida berkualiti tinggi seperti WC88%-12%Co hanya akan terus berkembang.