Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. Учебное пособие для вузов
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 41 42 43 44 45 46 47... 214 215 216
|
|
|
|
§ 5. ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКОВ КАРБИДОВ: ВОЛЬФРАМА, ТИТАНА, ТИТАНО-ВОЛЬФРАМА 5.1. Физико-химические условия процессов карбидизации Карбиды тугоплавких металлов представляют основу металлокерамиче-ских твердых сплавов. Из известных методов получения карбидов остановимся на тех методах, которые применяются в производстве твердых сплавов. Для получения карбида вольфрама готовят шихту вольфрама и сажи в расчете на прохождение реакции Щ + С = \УС. Содержание сажи в смеси 6,1. ..6,12%. Смешение проводят в двухконусном смесителе 1-2 ч без размольных тел. Реакция проходит в графитовой печи сопротивления в атмосфере оксида углерода или водорода. Шихта загружается в графитовую лодочку. Из работ по исследованию науглероживания компактного металлического вольфрама известен механизм образования карбидов. Опыты Г.С.Креймера, Л.Д.Эфрос и Е.А. Воронковой по изучению диффузии углерода в компактный вольфрам при нагревании образцов в контакте с сажей и в атмосфере углеродосодержащих газов показали, что образующийся на поверхности образца в результате так называемой реактивной диффузии слой состоит из двух фаз \УС и \У2С, причем сначала на поверхности образуется фаза \УС, из которой углерод диффундирует внутрь с образованием слоя фазы \У2С. Энергия активации процесса диффузии углерода в вольфраме составляет 470 ± 12,6 кДж/гат. Коэффициент диффузии углерода в вольфрам при температуре 2500 °С равен 3,8 10~5 см2/с. Процесс науглероживания вольфрама осуществляется, в основном, через содержащую углерод газовую среду, что является чрезвычайно важным моментом в механизме образования карбида вольфрама. Механизм процесса переноса атомов углерода из частиц сажи через содержащие углерод газы на частицы вольфрама при карбидизации был рассмотрен Г.А. Меерсоном (1934 г.). Автор полагает, что поскольку науглероживание обычно протекает в атмосфере водорода с примесью углеводородов или оксида углерода, то при температурах карбидизации вольфрама газом, содержащим углерод и служащим переносчиком его, должен являться ацетилен, следы которого всегда присутствуют в реакционном пространстве печи (вследствие взаимодействия водорода с сажей или графитом) и который устойчив при 1300... 1600 °С. При более низких температурах устойчив метан, равновесная концентрация которого увеличивается с понижением температуры. Реакции при карбидизации в этом случае можно представить следующими уравнениями: 2С + Н2 = С2Н2, 2\У + С2Н2 = 2У/С + Н2. 84 Если карбидизация протекает в атмосфере оксида углерода, то перенос углерода через газовую фазу осуществляется по реакциям: С + С02 = 2СО, 2СО + W = WC + С02. Равновесная концентрация углеводородов (или СО) над углеродом (или сажей) выше, чем над вольфрамом или карбидом вольфрама, вследствие чего углеводородные соединения осаждаются на вольфраме и идет образование карбида. Скорость механизма определяется скоростью диффузии углерода из слоя WC внутрь частицы вольфрама. На нее влияет температура процесса и размер частиц. Чем крупнее порошок вольфрама, тем требуется большая температура и выдержка. Зернистость порошка WC зависит от температуры процесса, времени выдержки и зернистости вольфрама. Как правило, чем мельче вольфрам, тем мельче WC, и наоборот. Однако эта зависимость имеет некоторые отклонения. Если порошок вольфрама очень крупнозернистый, то WC получается обычно несколько мельче. В процессе науглероживания происходит "измельчение", обуславливаемое растрескиванием частиц под влиянием объемных напряжений, возникающих при диффузии углерода внутрь зерна и при перестройке кристаллической решетки. Снаружи образуется гексогональная (Г8) решетка WC, а внутри сохраняется кубическая (ГЦК) решетка W. Если очень мелкий вольфрам, то возможно укрупнение частиц WC (агломерация, спекание мелких активных частиц). Известно, что на размер зерна карбида вольфрама могут влиять примеси, содержащиеся в исходной шихте (W + С). Так, Е. Ларднер указывает, что примесь натрия или кальция (0,05...0,2 %) вызывает уменьшение размера зерна карбида по сравнению с получаемым из чистой шихты; такие примеси, как кремнезем и сера наоборот укрупняют зерно. Действие кремнезема обнаружено при значительных его количествах (-0,25 %), которое не встречается, как правило, в исходном сырье (W03). Что же касается серы, то многочисленные опыты, выполненные с добавками серы в виде различных соединений показали, что ее присутствие даже в количестве 0,05 % вызывает укрупнение зерна. Вопрос о влиянии серы имеет большое практическое значение, поскольку сажа, применяемая в производстве, обычно содержит примесь серы. Если при восстановлении W03 содержание примесей мало меняется, то при карбидизации значительно уменьшается содержание Mg, Са, Si, Na, Fe (идет восстановление оксидов углеродом до металлов, которые улетучиваются), о чем свидетельствует часто обнаруживаемый налет на трубе печи. Труднее всего удаляется кальций. Дисперсность порошка карбида, полученного, например, из крупнозернистого вольфрама, можно существенно изменить, если его подвергать интенсивному мокрому размолу.
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 41 42 43 44 45 46 47... 214 215 216
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
