ວິທີການເຮັດໂລຫະ Tungsten ສຳລັບເຄື່ອງມືຕັດ
ຕະກຽງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກວ່າເປັນໂລຫະທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດຊະນິດໜຶ່ງໃນໂລກຂອງເຄື່ອງຈັກ ແລະ ການຜະລິດ, ໂດຍສະເພາະສຳລັບການນຳໃຊ້ເຄື່ອງມືຕັດ. ຂໍ້ດີຂອງມັນຢູ່ທີ່ຈຸດລະລາຍທີ່ສູງຫຼາຍ, ຄວາມແຂງ, ຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່, ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງໃນອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກທີ່ຮຸນແຮງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຈະເຂົ້າໃຈວ່າ "ເຄື່ອງມືຕັດຕະກຽງ" ໃນອຸດສາຫະກຳເກືອບບໍ່ເຄີຍໃຊ້ຕະກຽງບໍລິສຸດ, ແຕ່ໃຊ້ຕະກຽງຄາໄບ (WC) ລວມກັບສານຍຶດຕິດເຊັ່ນໂຄບອລ (Co) ຫຼື ນິກເກີນ. ການປະສົມປະສານນີ້ຜະລິດວັດສະດຸຄາໄບຊີມັງ (ຄາໄບຊິນເຕີ) ທີ່ເໝາະສົມກວ່າສຳລັບການຕັດໂລຫະກ່ວາຕະກຽງບໍລິສຸດ.
ບົດຄວາມນີ້ອະທິບາຍກ່ຽວກັບວິທີການຜະລິດວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ທັງສະເຕນສຳລັບເຄື່ອງມືຕັດ, ຕັ້ງແຕ່ແຫຼ່ງແຮ່ຈົນເຖິງແຜ່ນຕັດສຳເລັດຮູບ ຫຼື ຫົວຕັດ.
-
1. ແຫຼ່ງທັງສະເຕນ: ຈາກແຮ່ຫາແຮ່ເຂັ້ມຂຸ້ນ
ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ທາດທັງສະເຕນພົບໃນທຳມະຊາດໃນແຮ່ທາດວູຟຣາໄມ ((Fe,Mn)WO_4) ແລະ ຊີໄລທ໌ ((CaWO_4). ຂັ້ນຕອນເບື້ອງຕົ້ນຂອງການຜະລິດແມ່ນການຂຸດຄົ້ນ ແລະ ປຸງແຕ່ງແຮ່ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ທາດທັງສະເຕນທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງ.
ຂະບວນການດັ່ງກ່າວປະກອບມີ:
- ການບົດ ແລະ ບົດແຮ່ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຂະໜາດອະນຸພາກຂະໜາດນ້ອຍ.
- ການແຍກອອກຈາກແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (ເພາະວ່າແຮ່ທາດທັງສະເຕນມີນ້ຳໜັກຂ້ອນຂ້າງໜັກ).
- ການລອຍຕົວ ຫຼື ການແຍກແມ່ເຫຼັກ (ຂຶ້ນກັບປະເພດຂອງແຮ່).
– ການອົບແຫ້ງສານເຂັ້ມຂຸ້ນເປັນວັດຖຸດິບສຳລັບຂັ້ນຕອນທາງເຄມີ.
ຜົນຂອງຂັ້ນຕອນນີ້ບໍ່ແມ່ນໂລຫະທັງສະເຕນ, ແຕ່ແມ່ນແຮ່ທາດທັງສະເຕນທີ່ພ້ອມທີ່ຈະປຸງແຕ່ງທາງເຄມີ.
-
2. ການສະກັດເອົາທາງເຄມີ: ການເຮັດ APT (ແອມໂມນຽມ ພາຣາຕຸງສະເຕດ)
ອຸດສາຫະກຳທັງສະເຕນທີ່ທັນສະໄໝນຳໃຊ້ເສັ້ນທາງຂະບວນການທີ່ຜະລິດ APT (ammonium paratungstate) ຢ່າງກວ້າງຂວາງເປັນຕົວກາງຫຼັກ. APT ຖືກຖືວ່າເປັນ "ມາດຕະຖານ" ເນື່ອງຈາກມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ ແລະ ງ່າຍຕໍ່ການປຸງແຕ່ງເປັນຜະລິດຕະພັນທັງສະເຕນຕ່າງໆ.
ໂຄງຮ່າງ:
1. ການລະລາຍສານເຂັ້ມຂຸ້ນໂດຍໃຊ້ສານລະລາຍດ່າງ (ເຊັ່ນ: NaOH) ຫຼື ກົດ, ຂຶ້ນກັບຊະນິດຂອງແຮ່ທາດ.
2. ທັງສະເຕນລະລາຍເພື່ອສ້າງສານປະກອບທັງສະເຕນໃນສານລະລາຍ.
3. ການເຮັດໃຫ້ບໍລິສຸດຂອງສານລະລາຍເພື່ອກຳຈັດສິ່ງເຈືອປົນເຊັ່ນ: ໂມລິບດີນຳ, ຟອສຟໍຣັດ, ອາເຊນິກ, ແລະ ຊິລິກາ.
4. ການເກີດຜລຶກຂອງ APT ໂດຍການປັບ pH, ອຸນຫະພູມ, ແລະ ການເພີ່ມແອມໂມເນຍເພື່ອສ້າງຜລຶກ APT.
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, APT ນີ້ຖືກເຜົາໃຫ້ເປັນທາດສະເຕນອອກໄຊ.
-
3. ການເຜົາຜານ: ການປ່ຽນ APT ໄປເປັນທັງສະແຕນອອກໄຊ (WO₃)
APT ຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃນອຸນຫະພູມທີ່ແນ່ນອນເພື່ອເອົາສ່ວນປະກອບຂອງນໍ້າ ແລະ ແອມໂມນຽມອອກ, ເຊິ່ງຜະລິດທັງສະເຕນໄຕຣອອກໄຊ (WO₃). ຂັ້ນຕອນນີ້ມີຄວາມສຳຄັນເພາະວ່າ WO₃ ເປັນວັດຖຸດິບຫຼັກສຳລັບການຜະລິດ:
- ຜົງໂລຫະທັງສະເຕນ (ຜົງທັງສະເຕນບໍລິສຸດ), ຫຼື
- ຜົງທັງສະເຕນຄາໄບ (ຜົງ WC) ສຳລັບເຄື່ອງມືຕັດ.
ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ ແລະ ເວລາໃນການເຜົາມີຜົນກະທົບຕໍ່:
- ຂະໜາດຂອງອະນຸພາກອົກໄຊດ໌
- ພື້ນຜິວ,
- ປະຕິກິລິຍາໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຫຼຸດຜ່ອນ.
-
4. ການຫຼຸດຜ່ອນ: ຈາກ WO₃ ເປັນຜົງທັງສະເຕນ (W)
ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂລຫະທັງສແຕນ, WO₃ ຈະຖືກຫຼຸດຜ່ອນໂດຍໃຊ້ອາຍແກັສໄຮໂດເຈນທີ່ອຸນຫະພູມສູງ. ປະຕິກິລິຍາໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນເຮັດເປັນຂັ້ນຕອນ, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ ການສ້າງອົກໄຊດ໌ລະດັບກາງກ່ອນທີ່ຈະໄດ້ຮັບ W ບໍລິສຸດ. ຂະບວນການດັ່ງກ່າວແມ່ນດຳເນີນຢູ່ໃນເຕົາອົບພິເສດພາຍໃຕ້ການຄວບຄຸມຢ່າງເຂັ້ມງວດເພື່ອຮັບປະກັນວ່າ:
- ຄວາມບໍລິສຸດສູງ,
- ລະດັບອົກຊີເຈນຕໍ່າ,
- ຜົງຟູ ຂະໜາດຕາມຄວາມຕ້ອງການ.
ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນຜົງທັງສເຕນ, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໃຊ້ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ສະເພາະ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສໍາລັບເຄື່ອງມືຕັດ, ອຸດສາຫະກໍາມັກຈະກ້າວໄປສູ່ຂັ້ນຕອນການສ້າງທັງສເຕນຄາໄບ.
-
5. ການເຜົາດ້ວຍຄາບູໄຣເຊຊັນ: ການຜະລິດທັງສະເຕັນຄາໄບ (WC)
ເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມເປັນເຄື່ອງມືຕັດ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ທາດທັງສເຕນຈະຖືກປ່ຽນເປັນທາດທັງສເຕນຄາໄບ (WC). ຂະບວນການນີ້ເອີ້ນວ່າ ການຄາບູໄຣເຊຊັນ, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບປະຕິກິລິຍາຜົງທັງສເຕນກັບແຫຼ່ງຄາບອນ (ເຊັ່ນ: ຄາບອນດຳ) ທີ່ອຸນຫະພູມສູງໃນບັນຍາກາດທີ່ຄວບຄຸມໄດ້.
ຈຸດປະສົງຫຼັກ:
- ສ້າງໄລຍະ WC ທີ່ໝັ້ນຄົງ,
- ປ້ອງກັນການສ້າງໄລຍະທີ່ບໍ່ຕ້ອງການເຊັ່ນ: ຫຼາຍເກີນໄປ \(W_2C\),
- ຄວບຄຸມຂະໜາດຂອງເມັດພືດຂອງ WC ເພາະສິ່ງນີ້ມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່ ແລະ ຄວາມທົນທານ.
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຜົງ WC ທີ່ໄດ້ຮັບຈະຖືກຈັດປະເພດ (ກັ່ນ/ວັດແທກເພື່ອການແຈກຢາຍຂະໜາດ) ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຄຸນນະພາບ.
-
6. ການປະສົມກັບສານຍຶດຕິດ: ການເຮັດ “ຄາໄບຣດ໌ຊີເມນ”
WC ພຽງຢ່າງດຽວແມ່ນແຂງຫຼາຍແຕ່ແຕກງ່າຍ. ສຳລັບເຄື່ອງມືຕັດ, WC ຈະຖືກປະສົມກັບສານຍຶດຕິດ (ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນໂຄບອລ 6–12% ສຳລັບການນຳໃຊ້ເຄື່ອງຈັກຫຼາຍຢ່າງ) ເພື່ອສ້າງວັດສະດຸທີ່ມີການປະສົມປະສານຂອງ:
- ຄວາມແຂງສູງ (ຈາກ WC),
- ຄວາມທົນທານ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການແຕກ (ຂອງສານຍຶດຕິດ).
ຂັ້ນຕອນປະສົມ:
1. ການຊັ່ງນໍ້າໜັກ: ການຊັ່ງນໍ້າໜັກສ່ວນປະກອບຂອງ WC ແລະ ສານຍຶດຕິດຕາມຊັ້ນ.
2. ການບົດດ້ວຍລູກບານ / ການບົດດ້ວຍເຄື່ອງອັດ: ການປະສົມຢ່າງເຂັ້ມຂຸ້ນກັບສື່ກາງ ແລະ ນ້ຳ (ມັກໃຊ້ຕົວລະລາຍອິນຊີ) ເພື່ອໃຫ້ເປັນເອກະພາບ.
3. ການເພີ່ມຂີ້ເຜີ້ງ/ສານຍຶດຕິດອິນຊີຊົ່ວຄາວເພື່ອຊ່ວຍໃນຂະບວນການສ້າງຮູບ (ການກົດ).
4. ຕາກແຫ້ງຈົນກວ່າມັນຈະກາຍເປັນຜົງທີ່ພ້ອມທີ່ຈະພິມ (ເມັດ).
ໃນຂັ້ນຕອນນີ້, ການຄວບຄຸມການປົນເປື້ອນແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ. ເຖິງແມ່ນວ່າຝຸ່ນພຽງເລັກນ້ອຍກໍ່ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງມືໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
-
7. ການຂຶ້ນຮູບ (ການບີບອັດ): ການກົດເຂົ້າໄປໃນຮູບຮ່າງຂອງແຜ່ນໃສ່
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຜົງປະສົມຈະຖືກປັ້ນເປັນ “ຮູບຊົງສີຂຽວ” (ຮູບແບບດິບກ່ອນການເຜົາ). ສອງວິທີທົ່ວໄປ:
– ການກົດແບບແກນດຽວ: ກົດໃນແມ່ພິມໃຫ້ເປັນຮູບຊົງມາດຕະຖານຂອງການໃສ່.
- ການກົດດັນແບບເຢັນ (CIP): ແຮງດັນທີ່ສະໝໍ່າສະເໝີຈາກທຸກທິດທາງ, ເໝາະສົມກັບຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ເປັນເອກະພາບຫຼາຍຂຶ້ນ.
ກະທັດຮັດສີຂຽວຍັງຄົງແຕກຫັກງ່າຍ, ແຕ່ຄ້າຍຄືກັບຮູບຮ່າງສຸດທ້າຍຂອງເຄື່ອງມືຕັດແລ້ວ.
-
8. ການເຜົາຜະລຶກ: ການອັດແໜ້ນ ແລະ ການສ້າງໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກ
ຂັ້ນຕອນທີ່ສຳຄັນແມ່ນການເຜົາທີ່ອຸນຫະພູມສູງ (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວສູງກວ່າ 1300°C, ຂຶ້ນກັບສ່ວນປະກອບ). ໃນຄາໄບຣທີ່ເຮັດດ້ວຍຊີມັງ, ການເຜົາມັກຈະເກີດຂຶ້ນເປັນການເຜົາໃນໄລຍະຂອງແຫຼວ: ສານຍຶດຕິດ (ເຊັ່ນ: Co) ລະລາຍ ແລະ ຊ່ວຍເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງແຂງຕົວ, ຕື່ມຮູຂຸມຂົນ, ແລະ "ຕິດ" ເມັດ WC ເຂົ້າກັນ.
ຜົນໄດ້ຮັບຈາກການເຜົາໄໝ້ທີ່ດີມີລັກສະນະດັ່ງນີ້:
- ຄວາມໜາແໜ້ນສູງ (ຄວາມพรຸນຕ່ຳ),
- ການແຈກຢາຍຂອງສານຍຶດຕິດຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີ,
- ຂະໜາດເມັດ WC ຕາມຊັ້ນ (ລະອຽດ, ກາງ, ຫຍາບ),
- ຄວາມແຂງກະດ້າງ ແລະ ຄວາມທົນທານທີ່ສົມດຸນ.
ການບີບອັດ HIP (Hot Isostatic Pressing) ມັກຈະຖືກປະຕິບັດຫຼັງຈາກການເຜົາເພື່ອປິດຮູຂຸມຂົນຂະໜາດນ້ອຍ ແລະ ເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານການແຕກ.
-
9. ການສຳເລັດຮູບ: ການບົດ, EDM, ແລະ ການຄວບຄຸມມິຕິ
ຫຼັງຈາກການເຜົາໄໝ້, ຄາໄບຣດ໌ຊີມັງຈະແຂງຫຼາຍ ດັ່ງນັ້ນການປັ້ນຮູບສຸດທ້າຍຈຶ່ງເຮັດໄດ້ໂດຍ:
- ການຂັດໂດຍໃຊ້ລໍ້ເພັດ,
- EDM ສຳລັບຮູບຮ່າງສະເພາະ (ໂດຍສະເພາະຖ້າມີລັກສະນະທີ່ຍາກ),
- ການຕັດມຸມ ແລະ ການກະກຽມຂອບ ເພື່ອວ່າຂອບຕັດຈະບໍ່ບิ่นງ່າຍ.
ຂັ້ນຕອນນີ້ກຳນົດຄຸນລັກສະນະທາງເລຂາຄະນິດຂອງເຄື່ອງມືຄື: ມຸມເກັບມ້ຽນ, ລັດສະໝີປາຍ, ແລະ ຄວາມຫຍາບຂອງໜ້າດິນ.
-
10. ການເຄືອບ (ທາງເລືອກແຕ່ທົ່ວໄປ): ປັບປຸງປະສິດທິພາບການຕັດ
ເຄື່ອງມືຕັດຄາໄບຫຼາຍຊະນິດຖືກເຄືອບເພື່ອປັບປຸງ:
- ຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່,
- ຄວາມຕ້ານທານການຜຸພັງ,
- ປະສິດທິພາບໃນຄວາມໄວສູງຂອງການຕັດ.
ເຕັກໂນໂລຊີການເຄືອບທົ່ວໄປ:
- CVD (ເຊັ່ນ: TiC, TiCN, Al₂O₃)
– PVD (ເຊັ່ນ: TiAlN, AlTiN)
ການເລືອກການເຄືອບແມ່ນຂຶ້ນກັບວັດສະດຸຂອງຊິ້ນວຽກ (ເຫຼັກ, ສະແຕນເລດ, ເຫຼັກຫລໍ່, ໂລຫະປະສົມຊຸບເປີ), ເງື່ອນໄຂການຕັດ, ແລະ ຍຸດທະສາດການຫຼໍ່ເຢັນ.
-
11. ການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບ: ການທົດສອບຄວາມແຂງ, ຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ໂຄງສ້າງ
ກ່ອນທີ່ຈະອອກສູ່ຕະຫຼາດ, ຊິ້ນສ່ວນ/ເຄື່ອງມືຕ່າງໆຈະຖືກທົດສອບຜ່ານ:
- ຄວາມຮຸນແຮງ (Vickers),
- ຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ຄວາມพรຸນ
- ການທົດສອບຄວາມແຮງຂອງການແຕກຫັກຕາມແນວຂວາງ (TRS),
- ການກວດສອບໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກ (ຂະໜາດເມັດພືດ, ການແຈກຢາຍສານຍຶດຕິດ),
- ການກວດກາຂະໜາດ ແລະ ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງພື້ນຜິວ.
ຄຸນນະພາບຂອງເຄື່ອງມື tungsten carbide ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຖືກກຳນົດໂດຍຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຂະບວນການຕັ້ງແຕ່ຜົງຈົນເຖິງການເຜົາ.
-
ສະຫຼຸບ
ການຜະລິດວັດສະດຸທັງສະເຕນສຳລັບເຄື່ອງມືຕັດບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນການລະລາຍທັງສະເຕນໃຫ້ເປັນຮູບຊົງສິ່ວເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ແມ່ນຂະບວນການທີ່ຍາວນານຄື: ຕັ້ງແຕ່ແຮ່ເຂັ້ມຂຸ້ນ, ການຫລອມໂລຫະໄປສູ່ APT, ການຜະລິດ WO₃, ການຫຼຸດຜົນເປັນຜົງທັງສະເຕນ, ການເຜົາດ້ວຍຄາບູໄຣເຊຊັນໄປສູ່ WC, ການປະສົມກັບສານຍຶດຕິດ, ການກົດ, ການເຜົາ, ການສຳເລັດຮູບ, ແລະ ການເຄືອບ. ຜົນໄດ້ຮັບສຸດທ້າຍທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດໃນອຸດສາຫະກຳແມ່ນທັງສະເຕນຄາໄບທີ່ອີງໃສ່ WC-Co ເພາະມັນໃຫ້ການປະສົມປະສານທີ່ເໝາະສົມລະຫວ່າງຄວາມແຂງ ແລະ ຄວາມທົນທານສຳລັບການຕັດ.
ຖ້າທ່ານຕ້ອງການ, ຂ້ອຍສາມາດສ້າງບົດຄວາມນີ້ໃນຮູບແບບດ້ານວິຊາການຫຼາຍຂຶ້ນດ້ວຍແຜນວາດການໄຫຼຂອງຂະບວນການ, ພາລາມິເຕີອຸນຫະພູມທົ່ວໄປສຳລັບແຕ່ລະຂັ້ນຕອນ, ແລະຕົວຢ່າງຂອງສ່ວນປະກອບຂອງເກຣດຄາໄບສຳລັບການກ້ຽວ, ການເຈາະ, ແລະ ການເຈາະ.
