Le mécanisme de frittage du carbure

L'état de la formation de compacts de carbure

Une fois le compact de carbure formé, il existe dans un état poreux. Au cours du broyage humide, la forme du WC subit de forts impacts, ce qui augmente l'énergie de surface et la réactivité. Une exposition prolongée à l'air entraîne une plus grande oxydation, ce qui nécessite plus de carbone pour la réduction. La teneur théorique en carbone du carbure étant de 6,128%, le rapport oxygène/carbone est de 12/16. Pour chaque unité d'oxygène supplémentaire, les 3/4 du carbone sont consommés, ce qui facilite la formation de la phase η après le frittage de l'alliage.

Existence d'oxygène dans les mélanges de carbure

L'oxygène dans les mélanges de carbure existe sous forme d'oxygène occlus, d'oxygène de surface du cobalt et d'oxygène dans le WO2 ou le WO3. La teneur totale en oxygène est difficile à déterminer, ce qui entrave la production. La gestion efficace des processus est cruciale en raison de l'enrichissement omniprésent en oxygène.

Oxygène occlus

Présent dans les interstices et les surfaces compactes, il est éliminé par évacuation sous vide avant le frittage et n'affecte pas le frittage de l'alliage.

Cobalt Oxygène de surface

Forme un film d'oxyde en raison de la grande sensibilité du cobalt à l'oxydation. La réduction pendant le frittage dépend du carbone libre et du carbone combiné, ce qui a un impact sur l'équilibre carbone-oxygène et le contrôle du frittage.

WO2 ou WO3 Oxygène

Certains oxydes peuvent rester incomplètement réduits ou oxydés, ce qui consomme beaucoup de carbone et complique le contrôle de la teneur en carbone du frittage.

Forme du carbone dans le carbure

Le carbone existe dans la stœchiométrie du WC, dans l'augmentation du carbone provenant de la décomposition du liant et dans l'infiltration du carbone provenant des gaz du four. Les ajustements sont effectués sur la base de la teneur théorique en carbone et de la décomposition du liant. L'infiltration de carbone dans les gaz du four est due aux effets du produit graphite et s'accentue à des températures plus élevées.

Impact du cobalt sur les propriétés du carbure

La structure cristalline du cobalt influe sur la ténacité de l'alliage. La structure ε-Co entraîne une moindre ténacité, tandis que la structure α-Co améliore la résistance à la rupture. La dissolution du cobalt dans le WC varie avec la température, affectant les plans de glissement et les processus de frittage.

Phase liquide dans le carbure

La phase liquide apparaît théoriquement à 1340°C et varie en fonction de la teneur en carbone. La température de frittage influence la quantité de phase liquide et la croissance des grains. Des inhibiteurs tels que VC, TaC et Cr3C2 peuvent contrôler la croissance excessive des grains.

Conclusion

La recherche de structures eutectiques ternaires est cruciale dans le frittage du carbure WC-Co, car elle améliore la durabilité et la ténacité. Une gestion efficace de la croissance des grains de WC et de la dissolution du cobalt sans décarburation améliore les propriétés du carbure. "Haute température et faible teneur en carbone" résument l'essence du frittage.