Momwe Mungapangire Chitsulo cha Tungsten Chodulira Zida
Tungsten imadziwika kuti ndi imodzi mwa zitsulo zofunika kwambiri padziko lonse lapansi pakupanga ndi kupanga, makamaka pakugwiritsa ntchito zida zodulira. Ubwino wake uli pamlingo wake wosungunuka kwambiri, kuuma kwake, kukana kuwonongeka, komanso kukhazikika kwake kutentha kwambiri. Komabe, ndikofunikira kumvetsetsa kuti "zida zodulira za tungsten" m'makampani sizigwiritsa ntchito tungsten yoyera, koma m'malo mwake zimagwiritsa ntchito tungsten carbide (WC) yophatikizidwa ndi chomangira monga cobalt (Co) kapena nickel. Kuphatikiza kumeneku kumapanga zinthu zopangidwa ndi simenti (sintered carbide) zomwe ndizoyenera kwambiri kudula zitsulo kuposa tungsten yoyera.
Nkhaniyi ikufotokoza momwe mungapangire zinthu zopangidwa ndi tungsten zodulira, kuyambira ku miyala mpaka zinthu zomalizidwa kapena zidutswa zodulira.
-
1. Magwero a Tungsten: Kuchokera ku Maminerali Kufika ku Concentrate
Tungsten nthawi zambiri imapezeka m'chilengedwe mu mchere wa wolframite ((Fe,Mn)WO_4) ndi scheelite ((CaWO_4). Gawo loyamba la kupanga ndi migodi ndi kukonza miyala kuti ipeze mchere wa tungsten wambiri.
Njirayi ikuphatikizapo:
- Kuphwanya ndi kupukuta miyala kuti mupeze tinthu tating'onoting'ono.
– Kulekanitsa mphamvu yokoka (chifukwa mchere wa tungsten ndi wolemera pang'ono).
– Kuyandama kapena kulekanitsidwa kwa maginito (kutengera mtundu wa miyala).
- Kuumitsa kwa concentrate ngati zinthu zopangira mankhwala.
Zotsatira za gawoli si zitsulo za tungsten, koma mchere wa tungsten womwe uli wokonzeka kukonzedwa ndi mankhwala.
-
2. Kuchotsa Mankhwala: Kupanga APT (Ammonium Paratungstate)
Makampani amakono a tungsten amagwiritsa ntchito kwambiri njira zopangira APT (ammonium paratungstate) ngati njira yoyambira. APT imaonedwa kuti ndi "muyezo" chifukwa cha kuyera kwake kwakukulu komanso kosavuta kuikonza mu zinthu zosiyanasiyana za tungsten.
Chidule:
1. Kutulutsa mchere pogwiritsa ntchito njira ya alkaline (monga NaOH) kapena asidi, kutengera mtundu wa mchere.
2. Tungsten imasungunuka kuti ipange mankhwala a tungstate mu yankho.
3. Kuyeretsa yankho kuti lichotse zinyalala monga molybdenum, phosphorous, arsenic, ndi silika.
4. Kupanga makristalo a APT mwa kusintha pH, kutentha, ndi kuwonjezera ammonia kuti apange makristasi a APT.
Kenako APT iyi imasinthidwa kukhala tungsten oxide.
-
3. Kukonza Kalisiamu: Kusintha APT kukhala Tungsten Oxide (WO₃)
APT imatenthedwa pa kutentha kwina kuti ichotse madzi ndi zigawo za ammonium, zomwe zimapangitsa tungsten trioxide (WO₃). Gawo ili ndi lofunika chifukwa WO₃ ndiye chinthu chachikulu chopangira:
– ufa wachitsulo wa tungsten (ufa weniweni wa tungsten), kapena
– ufa wa tungsten carbide (ufa wa WC) wopangira zida zodulira.
Kulamulira kutentha ndi nthawi ya calcination kumakhudza:
- kukula kwa tinthu ta oxide,
- malo ozungulira,
- kuchitapo kanthu panthawi yochepetsa.
-
4. Kuchepetsa: Kuchokera ku WO₃ kupita ku Ufa wa Tungsten (W)
Kuti mupeze chitsulo cha tungsten, WO₃ imachepetsedwa pogwiritsa ntchito mpweya wa haidrojeni kutentha kwambiri. Kawirikawiri zimachitika pang'onopang'ono, mwachitsanzo, kudzera mu mapangidwe a ma oxide apakati W asanafike. Njirayi imachitika mu uvuni wapadera motsogozedwa mwamphamvu kuti zitsimikizire kuti:
- chiyero chachikulu,
- mpweya wochepa,
- ufa wa tirigu wochuluka ngati pakufunika.
Zotsatira zake ndi ufa wa tungsten, womwe ungagwiritsidwe ntchito pazinthu zina. Komabe, pazida zodulira, makampani nthawi zambiri amapita ku gawo lopanga tungsten carbide.
-
5. Kukonza Kaburization: Kupanga Tungsten Carbide (WC)
Kuti ikhale yoyenera ngati chida chodulira, tungsten nthawi zambiri imasinthidwa kukhala tungsten carbide (WC). Njira imeneyi imatchedwa carburization, yomwe imaphatikizapo kuyanjana kwa ufa wa tungsten ndi gwero la kaboni (monga kaboni wakuda) kutentha kwambiri mumlengalenga wolamulidwa.
Zolinga zazikulu:
- kupanga gawo lokhazikika la WC,
- kuletsa kupangika kwa magawo osafunikira monga kupitirira muyeso \(W_2C\),
- wongolerani kukula kwa WC chifukwa izi zimakhudza kwambiri kukana kuwonongeka ndi kulimba.
Ufa wa WC womwe watuluka umagawidwa m'magulu (wosefedwa/woyezedwa kuti ukhale wofanana ndi kukula kwake) kuti zitsimikizire kuti uli bwino.
-
6. Kusakaniza ndi Binder: Kupanga "Carbide Yopangidwa ndi Simenti"
Chimbudzi chokha ndi cholimba kwambiri koma chosalimba. Pazida zodulira, chimbudzi chimasakanizidwa ndi chomangira (nthawi zambiri 6–12% cobalt pa ntchito zambiri zomangira) kuti apange zinthu zomwe zili ndi:
- kuuma kwakukulu (kuchokera ku WC),
- kulimba ndi kukana ming'alu (ya chomangira).
Magawo osakanikirana:
1. Kulemera: kulemera kwa kapangidwe ka WC ndi binder malinga ndi mtundu wake.
2. Kugaya mpira/kugaya zinthu zosakaniza: kusakaniza kwambiri ndi zinthu zosakaniza ndi zakumwa (nthawi zambiri pogwiritsa ntchito zinthu zosungunulira zachilengedwe) kuti zikhale zofanana.
3. Kuwonjezera sera/chomangira chachilengedwe cha kanthawi kochepa kuti chithandize kupanga (kukanikiza).
4. Kuumitsa mpaka itakhala ufa wokonzeka kusindikizidwa (granules).
Pa nthawiyi, kuwongolera kuipitsidwa n'kofunika kwambiri. Ngakhale dothi laling'ono lingathe kuwononga kwambiri magwiridwe antchito a chipangizocho.
-
7. Kupanga (Kukanikiza): Kukanikiza mu mawonekedwe oyika
Ufa wosakanizawo umapangidwa kukhala "wobiriwira wothira" (mtundu wosaphika usanatsukidwe). Njira ziwiri zodziwika bwino:
– Kukanikiza kamodzi kokha: kukanikizidwa mu chikombole ku mawonekedwe okhazikika.
– Kukanikiza kozizira (CIP): kupanikizika kofanana kuchokera mbali zonse, koyenera kuti pakhale kuchulukana kofanana.
Chomera chobiriwirachi chikadali chofooka, koma chikufanana kale ndi mawonekedwe omaliza a chida chodulira.
-
8. Kupopera: Kukanikiza ndi Kupanga Kapangidwe Kakang'ono
Gawo lofunika kwambiri ndi kuipitsa pa kutentha kwakukulu (nthawi zambiri pamwamba pa 1300°C, kutengera kapangidwe kake). Mu carbide yopangidwa ndi simenti, kuipitsa nthawi zambiri kumachitika ngati kuipitsa kwa madzi: chomangira (monga Co) chimasungunuka ndikuthandizira kulimbitsa kapangidwe kake, kudzaza ma pores, ndi "kumamatira" tirigu wa WC pamodzi.
Zotsatira zabwino za sintering zimadziwika ndi:
- kuchuluka kwambiri (kuchepa kwa porosity),
- kugawa kofanana kwa chomangira,
- Kukula kwa tirigu wa WC malinga ndi mtundu wake (wabwinobwino, wapakati, wokhuthala),
- kulimba bwino komanso kuuma bwino.
Kukanikiza kwa HIP (Hot Isostatic Pressing) nthawi zambiri kumachitika pambuyo pochotsa mawanga kuti atseke ma pores ang'onoang'ono ndikuwonjezera kukana kwa ming'alu.
-
9. Kumaliza: Kupera, EDM, ndi Kulamulira kwa Miyeso
Pambuyo poyatsa, kabodi yolimba imakhala yolimba kwambiri kotero kuti mawonekedwe omaliza amapangidwa ndi:
- kupukusa pogwiritsa ntchito gudumu la diamondi,
- EDM ya ma geometries enaake (makamaka ngati pali zinthu zovuta),
- kukonza ma chamfering ndi m'mphepete mwa m'mphepete kuti m'mphepete mwa m'mphepete musagwe mosavuta.
Gawo ili limatsimikizira mawonekedwe a chida: ngodya yolowera, utali wa nsonga, ndi kuuma kwa pamwamba.
-
10. Kupaka (Kosankha Koma Kofala): Kumathandiza Kudula Bwino
Zipangizo zambiri zodulira carbide zimakutidwa kuti ziwongolere:
- kukana kuvala,
- kukana okosijeni,
- magwiridwe antchito pa liwiro lalikulu lodulira.
Ukadaulo wofala wopaka utoto:
– CVD (monga TiC, TiCN, Al₂O₃)
- PVD (monga TiAlN, AlTiN)
Kusankha chophimba kumadalira zinthu zogwirira ntchito (chitsulo, chosapanga dzimbiri, chitsulo chosungunuka, superalloy), momwe zimadulidwira, ndi njira yoziziritsira.
-
11. Kuwongolera Ubwino: Kuuma, Kuchuluka, ndi Mayeso a Kapangidwe
Zisanatulutsidwe kumsika, zida/zoikamo zimayesedwa kudzera mu:
– chiwawa (Vickers),
- kuchulukana ndi kutseguka kwa pores,
- Mayeso a TRS (transverse rupture strength),
- Kuwunika kapangidwe ka zinthu (kukula kwa tirigu, kugawa kwa binder),
- kuwunika miyeso ndi zolakwika pamwamba.
Ubwino wa zida za tungsten carbide umatsimikiziridwa makamaka ndi kusinthasintha kwa njirayi kuyambira ufa mpaka kuuma.
-
Mapeto
Kupanga zinthu za tungsten zodulira sikungosungunula tungsten kukhala chisel, koma ndi njira zambiri: kuyambira kusungunuka kwa miyala, kuyeretsa mpaka APT, kupanga WO₃, kuchepetsa kukhala ufa wa tungsten, carburization mpaka WC, kusakaniza ndi binder, kukanikiza, sintering, kumaliza, ndi kupaka utoto. Zotsatira zofala kwambiri zomwe zimagwiritsidwa ntchito mumakampani ndi tungsten carbide yochokera ku WC-Co chifukwa imapereka kuphatikiza koyenera kwa kuuma ndi kulimba podula.
Ngati mukufuna, nditha kupanga mtundu waukadaulo wa nkhaniyi ndi tchati cha njira yogwirira ntchito, magawo a kutentha kwa gawo lililonse, ndi zitsanzo za kapangidwe ka carbide kozungulira, kugaya, ndi kuboola.
