Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям

Приведены результаты исследований свойств порошков с частицами карбидов вольфрама WC–W2C, полученных по различным технологиям. Дана оценка физических характеристик указанных частиц. Выполнен химический и рентгеноструктурный анализ исследуемых порошков....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Дзыкович, В.И., Жудра, А.П., Белый, А.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2010
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101677
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям / В.И. Дзыкович, А.П. Жудра, А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 4 (684). — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-101677
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1016772016-06-07T03:02:27Z Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям Дзыкович, В.И. Жудра, А.П. Белый, А.И. Научно-технический раздел Приведены результаты исследований свойств порошков с частицами карбидов вольфрама WC–W2C, полученных по различным технологиям. Дана оценка физических характеристик указанных частиц. Выполнен химический и рентгеноструктурный анализ исследуемых порошков. Investigation results on properties of the powders containing tungsten carbide particles WC-W2C, produced by different technologies, are presented. Measurements of physical characteristics of the said particles were made. Chemical and X-ray analysis of the investigated powders was carried out. 2010 Article Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям / В.И. Дзыкович, А.П. Жудра, А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 4 (684). — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101677 621.791.011:53 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Дзыкович, В.И. Жудра, А.П. Белый, А.И. Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям Автоматическая сварка
description	Приведены результаты исследований свойств порошков с частицами карбидов вольфрама WC–W2C, полученных по различным технологиям. Дана оценка физических характеристик указанных частиц. Выполнен химический и рентгеноструктурный анализ исследуемых порошков.
format	Article
author	Дзыкович, В.И. Жудра, А.П. Белый, А.И.
author_facet	Дзыкович, В.И. Жудра, А.П. Белый, А.И.
author_sort	Дзыкович, В.И.
title	Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям
title_short	Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям
title_full	Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям
title_fullStr	Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям
title_full_unstemmed	Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям
title_sort	свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101677
citation_txt	Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям / В.И. Дзыкович, А.П. Жудра, А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 4 (684). — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT dzykovičvi svojstvaporoškovkarbidovvolʹframapolučennyhporazličnymtehnologiâm AT žudraap svojstvaporoškovkarbidovvolʹframapolučennyhporazličnymtehnologiâm AT belyjai svojstvaporoškovkarbidovvolʹframapolučennyhporazličnymtehnologiâm
first_indexed	2025-07-07T11:14:07Z
last_indexed	2025-07-07T11:14:07Z
_version_	1836986503618625536
fulltext	УДК 621.791.011:53 СВОЙСТВА ПОРОШКОВ КАРБИДОВ ВОЛЬФРАМА, ПОЛУЧЕННЫХ ПО РАЗЛИЧНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ В. И. ДЗЫКОВИЧ, инж., А. П. ЖУДРА, А. И. БЕЛЫЙ, кандидаты техн. наук (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины) Приведены результаты исследований свойств порошков с частицами карбидов вольфрама WC–W2C, полученных по различным технологиям. Дана оценка физических характеристик указанных частиц. Выполнен химический и рентгеноструктурный анализ исследуемых порошков. К л ю ч е в ы е с л о в а : наплавочные порошки, карбиды воль- фрама, технологии получения порошков, сферический кар- бид вольфрама, свойства карбидов вольфрама, износос- тойкие композиционные покрытия Традиционно плавленые карбиды вольфрама WC+W2C получают путем дробления слитков, выплавленных в печи Таммана при температуре 3100°С. После дробления порошок подлежит рас- севу по фракциям. Форма таких зерен преиму- щественно оскольчатая, неправильная (рис. 1, а). В результате механического дробления в зернах появляется множество трещин, что значительно снижает их прочность [1]. Подобные недостатки имеют частицы макрокристаллических карбидов вольфрама (рис. 1, б), полученные по технологии фирмы «WOKA» [2]. Неправильная форма частиц значительно сни- жает сыпучесть порошка, что уменьшает его тех- нологические возможности при нанесении высо- коизносостойких композиционных покрытий, способствует (при использовании некоторых тех- нологий) растворению зерен карбидов вольфрама и охрупчиванию матрицы сплава, и в итоге при- водит к снижению износостойкости композицион- ного сплава в целом. Известно, что в большинстве случаев для нап- лавочных порошков наиболее оптимальной явля- ется сферическая форма частиц, которая обеспе- чивает максимальную сыпучесть материалов и стабильную работу дозирующих устройств [3]. Одним из методов получения сферических частиц тугоплавких материалов является процесс их сфе- роидизации с использованием индукционно-плаз- менной технологии [4–7]. Основные преимущес- тва последней заключаются в возможности сох- ранения химического состава получаемых частиц благодаря исключению разложения обрабатыва- емого материала. Технология используется пре- имущественно для материалов с высокой темпе- ратурой плавления. Метод сфероидизации с использованием индук- ционно-плазменной технологии, на наш взгляд, имеет существенный недостаток. Оплавлению подвергаются частицы (рис. 1, в), полученные дроблением слитков, выплавленных в печи соп- ротивления или индукционной печи. Данная тех- нология в значительной степени зависит от ква- лификации операторов. Полученные слитки не всегда однородны по сечению и длине. В связи с этим после дробления и оплавления частицы сохраняют указанную неоднородность слитка, что сказывается на качестве материала. В ИЭС им. Е. О. Патона разработан и успешно реализуется способ термоцентробежного распы- ления слитков плавленых карбидов вольфрама [8, 9]. При этом способе (рис. 1, г) при термоцент- робежном распылении происходит плавление вра- щающейся заготовки и на ее торце образуется тонкая пленка расплава, которая под влиянием центробежной силы перемещается к периферии торца по спиралеобразным кривым. Диаметр капель определяется размером пленки расплава, постоянно покрывающей торец заготовки. Толщина этой плен- ки обычно менее 150…200 мкм. При образовании ©В. И. Дзыкович, А. П. Жудра, А. И. Белый, 2010 Рис. 1. Внешний вид частиц карбида вольфрама ( 80), полу- ченных по различным технологиям: а — дробленый; б — макрокристаллический; в, г — соответственно сферический и распыленный 28 4/2010 таких микрообъемов расплавленного металла про- исходит интенсивное перемешивание жидкого ме- талла, способствующее усреднению химического состава отрывающихся частиц, что определяет их высокую однородность и стабильность стехиомет- рического состава. Внешний вид плавления торца стержня карбида вольфрама при термоцентробеж- ном распылении показан на рис. 2. С целью сопоставления свойств порошков карбидов вольфрама, получаемых по разным тех- нологиям, измеряли микротвердость и определяли содержание углерода в них (табл. 1). Размеры час- тиц находились в пределах 50…150 мкм. В табл. 1 приведены значения замеров, сделанных на двад- цати частицах для каждого материала. Для пол- ноты анализа в перечень исследуемых образцов включены образцы сферических частиц, получен- ных способом оплавления, всех известных фирм, которые выпускают подобный материал. Анализ результатов показывает, что наиболее стабильные значения микротвердости имеют час- тицы, полученные термоцентробежным распыле- нием стержней. Широкий диапазон значений мик- ротвердости частиц, полученных оплавлением, подтверждает сделанный выше вывод о сохра- нении частицами неоднородности материала, по- лученного при выплавке исходных слитков кар- бидов вольфрама. Содержание углерода во всех образцах (кроме макрокристаллического карбида вольфрама WC, в котором содержание углерода составляет 6,0 %) находится в пределах 3,9…4,0 мас. %, что соответствует содержанию уг- лерода в релите — эвтектической смеси, состоящей из 78…82 мас. % W2C и 18…22 мас. % WC [10]. Для изучения особенностей структуры исследуемых образцов использовали рас- тровый электронный микроскоп CAM SCAN 4 + LINK — система ENERGY 200 (энергодисперсионный анализатор). Ана- лиз электронно-микроскопических изобра- жений частиц (рис. 3) показывает, что наиболее высокой однородностью структуры отличаются сферические частицы, полученные способом тер- моцентробежного распыления. Выполненные исследования показывают ка- чественное преимущество сферических частиц, полученных способом термоцентробежного рас- пыления по сравнению с частицами макрокрис- Т а б л и ц а 1. Содержание углерода и значения микротвердости частиц карбида вольфрама, полученных по различным технологи- ям № п/п Вид частиц карбида вольфрама С, % HV 100 1 Дробленый 3,90 1800…2300 2 Макрокристаллический 6,00 1900…2150 3 Сферический (оплавление) 1 партия 3,90 1950…3000 4 Сферический (оплавление) 2 партия 3,90 1700…2300 5 Сферический (оплавление) 3 партия 3,90 1900…2800 6 Сферический (распыление) 4,00 2600…3300 Рис. 2. Характер плавления торца стержня при термоцентро- бежном распылении Рис. 3. Электронно-микроскопический вид частиц карбида вольфрама, полученных по различным технологиям: а — дробленый; б — макрокристаллический; в — сферический (оплавленный); г — сферический (распыленный) 4/2010 29 таллического карбида вольфрама и дроблеными частицами плавленых карбидов, которые имеют большое количество дефектов в виде трещин и пор. Кроме того, при сравнении сферических час- тиц, полученных различными технологиями, от- мечается наличие несферической составляющей для образцов, полученных методом сфероиди- зации (до 15 %), в то время как для частиц, по- лученных термоцентробежным распылением, это количество составляет не более 5 %. Сравнительные характеристики частиц карби- дов вольфрама, полученных различными спосо- бами, дополняются результатами рентгенострук- турных исследований образцов, выполненных по методике, описанной в работе [11]. На рис. 4, а, б приведены характерные рентгенограммы частиц карбидов вольфрама, полученных способом дроб- ления и термоцентробежным распылением, а в табл. 2 — состав карбидной фазы и параметры решетки карбидов, полученных по всем четырем технологиям. Необходимо отметить, что микротвердость и свойства частиц литых карбидов вольфрама WC- W2C стремятся к максимуму при соответствии каждой частицы стехиометрическому составу, представляющему собой эвтектический сплав, состоящий из 78…82 % W2C и 18…22 % WC. При сравнении рентгенограмм представленных образ- цов видно, что практически эвтектический состав имеют частицы порошка, полученного по техно- логии термоцентробежного распыления, разрабо- танной в ИЭС им. Е. О. Патона. Там обнаружены две фазы W2C и WC в соотношении 77,34 и 22,66 мас. % соответственно (табл. 2, рис. 4, б). Для сравнения сферические частицы карбидов вольфрама, полученных методом сфероидизации оплавлением, содержат линии свободного воль- фрама, а также фазы свободного вольфрама и уг- лерода (табл. 2). При этом наиболее близок к эвтектическому состав сферических частиц пар- тии № 1 (табл. 2), однако соотношение между фазами W2C и WC нарушено и составляет 62,67 и 37,33 мас.%. Выводы 1. Технология плазменного термоцентробежного распыления тугоплавких материалов, разработан- ная в ИЭС им. Е. О. Патона, позволяет получать сферические частицы карбидов вольфрама, наи- более близкие по стехиометрическому составу к эвтектическому. 2. Частицы плавленых карбидов вольфрама, полученных распылением, отличаются высокой микротвердостью HV 26000…33000 МПа, ста- бильной однородной структурой и превосходят по свойствам частицы, полученные по другим тех- нологиям. Т а б л и ц а 2. Состав фаз порошков и данные парамет- ров решетки Вид частиц Фаза Содержа- ние фазы, мас. % Параметры решетки, нм Дробленый WC 36,20 2,9048 0, 28368 W2C 63,80 5,1861 0,47237 W — — — Макрок- ристалли- ческий WC 95,42 2,9063 0,28398 W2C 4,08 5,1868 0,47163 W — — — Сферичес- кий (оплавле- ние) — 1 партия WC 37,33 2,9067 0,28364 W2C 62,67 5,1909 4,7383 W — — — Сферичес- кий (оплавле- ние) — 2 партия WC 26,32 2,9056 0,28375 W2C 69,42 5,1850 0,47286 W 4,26 3,1645 — Сферичес- кий (оплавле- ние) — 3 партия WC 31,12 2,9063 0,28370 W2C 57,20 5,1855 0,47298 W 11,41 3,1645 — С 0,27 2,4612 0,67163 Сферичес- кий (рас- пыление) WC 22,66 2,9056 0,28368 W2C 77,34 5,1893 0,47333 W Следы — — Рис. 4. Рентгенограммы частиц карбидов вольфрама, полу- ченных по различным технологиям: а — дробленый; б — сферический (распыление) 30 4/2010 1. Меерсон Г. А., Зеликман А. Н. Металлургия редких ме- таллов. — М.: Металлургия, 1973. — 608 с. 2. WOKA carbide materials for wear protective. Welding and PTA applications: Bull. 3. Гладкий П. В., Переплетчиков Е. Ф., Рябцев И. А. Плаз- менная наплавка. — Киев: Екотехнологія, 2007. — 292 с. 4. Dignard N. M., Boulos M. I. Ceramic and metallic powder spheroidization using induction plasma technology. Plasma Technology Research Center (CRTP) // Materials of the uni- ted thermal spray conf., 15–19 Sept., 1997. — Indianapolis, IN, USA. 5. Bourdin E., Fauchais P., Boulos M. I. Induction plasma tec- hnology // Intern. J. of Heat and Mass Transfer. — 1983. — 26(4). — P. 567–582. 6. Pawlovski L. The science and engineering of thermal spray coatings. — Chichester: John Wiley & Sons Ltd., 1995. 7. Muns R. Patriculate systems. — Montreal: McGill Universi- ty, 1995. 8. А. с. 1381840 СССР. Установка центробежного распыле- ния стержней из тугоплавких материалов / А. И. Белый, Б. В. Данильченко, В. С. Гончаренко, В. И. Дзыкович. — 02.02.1987 9. Пат. 20516А. Україна. Спосіб одержання гранульованих тугоплавких матеріалів / К. А. Ющенко, О. П. Жудра, О. ї. Білий, В. І. Дзикович. — 15.07.97. 10. Самсонов Г. В., Витрянюк В. Н., Чаплыгин Ф. И. Карби- ды вольфрама. — Киев: Наук. думка, 1974. — 176 c. 11. Дзыкович В. И. Влияние процесса термоцентробежного распыления на cвойства сферических частиц карбидов вольфрама // Автомат. сварка. — 2009. — № 4. — С. 52– 55. Investigation results on properties of the powders containing tungsten carbide particles WC-W2C, produced by different technologies, are presented. Measurements of physical characteristics of the said particles were made. Chemical and X-ray analysis of the investigated powders was carried out. Поступила в редакцию 10.02.2010 МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ПЕРЕДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И РАЗВИТИЕ СВАРОЧНОЙ НАУКИ И ПРАКТИКИ» (в рамках выставки «Сварка-2010») 20–21 мая 2010 г. Санкт-Петербург Организаторы Тематика конференции • Передовые сварочные технологии и родственные процессы • Автоматизация, роботы и системы позиционирования • Сварочное оборудование • Сварочные материалы, сырьевые компоненты, оборудование для изготовления и контроля сварочных материалов • Подготовка кадров, опережающее обучение • Аттестация, сертификация и стандартизация в сварочном производстве • Диагностика, разрушающие и неразрушающие методы контроля сварных соединений и конструкций, ресурс • Экология и безопасность сварочного производства • Оценка соответствия сварочного производства и деятельности различного назначения СРО Получить информацию о конференции можно на сайте: http://alians-weld.ru. Контакты: ЛЕНЭКСПО — тел./факс: 321 26 31 Национальный комитет по сваре РАН — НКС РАН DVS — Немецкий союз сварщиков Инженерно-технологический центр «Альянс сварщиков Санкт-Петербурга и Северо-Западного Региона» — СПАС Национальное Агентство контроля сварки — НАКС IIS — Институт сварки Италии ОАО «ЛЕНЭКСПО» MESSE ESSEN GmbH 4/2010 31

Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям

Репозитарії

Схожі ресурси