Karbürün Sinterleme Mekanizması

Karbür Kompakt Oluşumunun Durumu

Karbür kompakt bir kez oluştuğunda, gözenekli bir halde bulunur. Islak öğütme sırasında, WC şekli güçlü darbelere maruz kalır, yüzey enerjisini ve reaktiviteyi artırır. Daha uzun süre havaya maruz kalma daha fazla oksidasyona yol açarak indirgeme için daha fazla karbon gerektirir. Karbürün teorik karbon içeriği 6,128% iken, oksijen-karbon oranı 12/16'dır. Her ilave oksijen birimi için karbonun 3/4'ü tüketilerek alaşım sinterleme sonrası η fazı oluşumu kolaylaştırılır.

Karbür Karışımlarında Oksijenin Varlığı

Karbür karışımlarındaki oksijen, tıkanmış oksijen, kobalt yüzey oksijeni ve WO2 veya WO3'teki oksijen olarak bulunur. Toplam oksijen içeriğinin belirlenmesi zordur ve üretimi engeller. Her yerde bulunan oksijen zenginleşmesi nedeniyle prosesleri etkili bir şekilde yönetmek çok önemlidir.

Tıkalı Oksijen

Kompakt aralıklarda ve yüzeylerde bulunur, sinterlemeden önce vakum tahliyesi ile uzaklaştırılır, alaşım sinterlemesini etkilemez.

Kobalt Yüzey Oksijeni

Kobaltın oksidasyona karşı yüksek duyarlılığı nedeniyle oksit filmi oluşturur. Sinterleme sırasında indirgeme, karbon-oksijen dengesini ve sinterleme kontrolünü etkileyen serbest karbon ve birleşik karbona dayanır.

WO2 veya WO3 Oksijen

Bazı oksitler tam olarak indirgenmemiş veya oksitlenmemiş olarak kalabilir, önemli ölçüde karbon tüketir ve sinterleme karbon içeriği kontrolünü zorlaştırır.

Karbürdeki Karbon Formu

Karbon, WC stokiyometrisinde, bağlayıcı ayrışmasından kaynaklanan karbon artışında ve fırın gazlarından karbon sızmasında mevcuttur. Ayarlamalar teorik karbon içeriğine ve bağlayıcı ayrışmasına göre yapılır. Fırın gazlarından karbon sızması, grafit ürün etkileri nedeniyle meydana gelir ve daha yüksek sıcaklıklarda şiddetlenir.

Kobaltın Karbür Özellikleri Üzerindeki Etkisi

Kobaltın kristal yapısı alaşım tokluğunu etkiler. ε-Co yapısı daha düşük tokluğa neden olurken, α-Co yapısı kırılma direncini artırır. WC'deki kobalt çözünmesi, kayma düzlemlerini ve sinterleme süreçlerini etkileyerek sıcaklığa göre değişir.

Karbürde Sıvı Faz

Sıvı faz teorik olarak 1340°C'de ortaya çıkar ve karbon içeriğine göre değişir. Sinterleme sıcaklığı sıvı faz miktarını ve tane büyümesini etkiler. VC, TaC ve Cr3C2 gibi inhibitörler aşırı tane büyümesini kontrol edebilir.

Sonuç

Üçlü ötektik yapıların arayışı, WC-Co karbür sinterlemede çok önemlidir, dayanıklılığı ve tokluğu artırır. WC tane büyümesinin ve kobalt çözünmesinin dekarbürizasyon olmadan etkin yönetimi karbür özelliklerini geliştirir. "Yüksek sıcaklık ve düşük karbon" sinterlemenin özünü özetlemektedir.