Bá a ṣe le ṣe irin Tungsten fún àwọn irinṣẹ́ gígé
A mọ Tungsten gẹ́gẹ́ bí ọ̀kan lára àwọn irin pàtàkì jùlọ ní ayé ẹ̀rọ àti iṣẹ́-ọnà, pàápàá jùlọ fún lílo irinṣẹ́ gígé. Àwọn àǹfààní rẹ̀ wà ní ibi tí ó ga gan-an tí ó ń yọ́, líle, ìdènà ìfàmọ́ra, àti ìdúróṣinṣin ní àwọn iwọ̀n otútù iṣẹ́ líle koko. Síbẹ̀síbẹ̀, ó ṣe pàtàkì láti lóye pé "àwọn irinṣẹ́ gígé tungsten" nínú iṣẹ́ náà kò sábà lo tungsten mímọ́, ṣùgbọ́n ó jẹ́ tungsten carbide (WC) tí a so pọ̀ mọ́ ohun èlò bíi cobalt (Co) tàbí nickel. Àpapọ̀ yìí ń mú ohun èlò carbide tí a fi símẹ́ǹtì ṣe (carbide tí a fi símẹ́ǹtì ṣe) tí ó dára jù fún gígé irin ju tungsten mímọ́ lọ.
Àpilẹ̀kọ yìí jíròrò bí a ṣe lè ṣe àwọn ohun èlò tí a fi tungsten ṣe fún gígé irinṣẹ́, láti orísun irin títí dé àwọn ohun èlò tí a ti parí tàbí àwọn ìgé gígé.
-
1. Àwọn Orísun Tungsten: Láti Orísun sí Àkójọpọ̀
A sábà máa ń rí Tungsten nínú ìṣẹ̀dá nínú àwọn ohun alumọ́ọ́nì wolframite ((Fe,Mn)WO_4) àti scheelite ((CaWO_4). Ìpele àkọ́kọ́ ti ìṣẹ̀dá ni wíwakùsà àti ṣíṣe àtúnṣe irin náà láti gba ìdàpọ̀ tungsten gíga.
Ilana naa pẹlu:
– Fífọ́ àti lílọ àwọn irin láti gba àwọn ìwọ̀n kékeré.
– Ìyàsọ́tọ̀ òògùn (nítorí pé àwọn ohun alumọ́ni tungsten wúwo díẹ̀).
– Ìyàsọ́tọ̀ omi tàbí òòfà (ó da lórí irú irin).
– Gbígbẹ ohun èlò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ gẹ́gẹ́ bí ohun èlò aise fún ìpele kẹ́míkà.
Àbájáde ìpele yìí kìí ṣe irin tungsten, bí kò ṣe ohun èlò amúlétutù tungsten tí ó ti ṣetán láti ṣe é ní ọ̀nà kẹ́míkà.
-
2. Ìyọkúrò Kẹ́míkà: Ṣíṣe APT (Ammonium Paratungstate)
Ilé iṣẹ́ tungsten òde òní ń lo àwọn ọ̀nà ìṣiṣẹ́ tí ó ń ṣe APT (ammonium paratungstate) gẹ́gẹ́ bí àárín gbùngbùn pàtàkì. A kà APT sí “àṣàyàn” nítorí pé ó jẹ́ mímọ́ tó ga àti pé ó rọrùn láti ṣe é sínú onírúurú ọjà tungsten.
Àkójọpọ̀:
1. Fífi omi alkaline (fún àpẹẹrẹ NaOH) tàbí ásíìdì tú omi inú àkójọpọ̀ náà jáde, ó sinmi lórí irú ohun alumọ́ni náà.
2. Tungsten n yo lati se awon agbo ogun tungstate ninu omi.
3. Ìwẹ̀nùmọ́ omi náà láti mú àwọn ohun ìdọ̀tí bí molybdenum, phosphorus, arsenic, àti silica kúrò.
4. Ṣíṣe àtúnṣe pH, iwọ̀n otútù, àti fífi ammonia kún un láti ṣẹ̀dá àwọn kirisita APT.
Lẹ́yìn náà ni a ó fi calcine APT yìí sí tungsten oxide.
-
3. Calcination: Ṣíṣe àyípadà APT sí Tungsten Oxide (WO₃)
A máa ń gbóná APT ní ìwọ̀n otútù kan láti mú omi àti àwọn èròjà ammonium kúrò, èyí sì máa ń mú tungsten trioxide (WO₃) jáde. Ìgbésẹ̀ yìí ṣe pàtàkì nítorí pé WO₃ ni ohun èlò pàtàkì fún ṣíṣe:
– lulú irin tungsten (lulú tungsten mímọ́), tabi
– lulú tungsten carbide (iyẹfun WC) fun awọn irinṣẹ gige.
Iṣakoso iwọn otutu ati akoko calcination ni ipa lori:
– iwọn patiku oksidi,
- agbegbe oju ilẹ,
– ìṣiṣẹ́ nígbà tí a bá ń dín ìṣiṣẹ́ kù.
-
4. Ìdínkù: Láti WO₃ sí Púlú Tungsten (W)
Láti gba irin tungsten, a máa ń dín WO₃ kù nípa lílo gáàsì hydrogen ní ìwọ̀n otútù gíga. Fún àpẹẹrẹ, ìṣesí náà sábà máa ń wáyé ní ìpele-ìpele, nípasẹ̀ ìṣẹ̀dá àwọn oxides àárín kí a tó rí W mímọ́. A máa ń ṣe iṣẹ́ náà nínú iná mànàmáná pàtàkì lábẹ́ àwọn ìṣàkóso tó lágbára láti rí i dájú pé:
– ìwẹ̀nùmọ́ gíga,
- awọn ipele atẹgun kekere,
– iwọn ọkà lulú bi o ṣe nilo.
Àbájáde rẹ̀ ni lulú tungsten, èyí tí a lè lò fún àwọn ohun èlò kan. Síbẹ̀síbẹ̀, fún àwọn irinṣẹ́ gígé, ilé iṣẹ́ náà sábà máa ń tẹ̀síwájú títí dé ìpele ìṣẹ̀dá tungsten carbide.
-
5. Carburization: Ṣíṣe Tungsten Carbide (WC)
Láti jẹ́ kí ó yẹ fún ohun èlò ìgé, a sábà máa ń yí tungsten padà sí tungsten carbide (WC). A ń pè ìlànà yìí ní carburization, èyí tí ó ní nínú ṣíṣe àgbékalẹ̀ lulú tungsten pẹ̀lú orísun erogba (bíi carbon dúdú) ní iwọ̀n otútù gíga nínú afẹ́fẹ́ tí a ń ṣàkóso.
Àwọn ibi-afẹ́de pàtàkì:
– ṣe agbekalẹ ipele WC iduroṣinṣin,
– ṣe idiwọ idagbasoke awọn ipele ti ko dara gẹgẹbi apọju \(W_2C\),
– ṣàkóso ìwọ̀n ọkà ti WC nítorí pé èyí ní ipa lórí agbára àti agbára ìfaradà.
Lẹ́yìn náà, a ó pín lulú WC tí ó jáde (a gé/wọ́n fún ìpínkiri iwọn) láti rí i dájú pé ó dúró ṣinṣin.
-
6. Dídapọ̀ mọ́ Binder: Ṣíṣe “Cabide tí a fi Simenti ṣe”
Wẹ́kì nìkan le gan-an ṣùgbọ́n ó lè bàjẹ́. Fún àwọn irinṣẹ́ gígé, a máa ń da WC pọ̀ mọ́ ohun èlò ìdìpọ̀ (nígbà gbogbo 6–12% cobalt fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ ẹ̀rọ) láti ṣẹ̀dá ohun èlò kan pẹ̀lú àpapọ̀:
- líle giga (lati inu WC),
– líle àti ìdènà ìfọ́ (ti àsopọ̀).
Àwọn ìpele onírúurú:
1. Ṣíṣe ìwọ̀n: wíwọ̀n ìṣọ̀kan WC àti ìdìpọ̀ gẹ́gẹ́ bí ìpele.
2. Milling bọ́ọ̀lù/attritor milling: ìdàpọ̀ pẹ̀lú àwọn ohun èlò míràn àti omi (nígbà gbogbo, a máa ń lo àwọn ohun èlò míràn) fún ìṣọ̀kan.
3. Fifi epo/apopọ adayeba fun igba diẹ kun lati ṣe iranlọwọ fun ilana dida (titẹ).
4. Gbígbẹ títí tí yóò fi di lulú tí a ti ṣetán láti tẹ̀ jáde (granules).
Ní ìpele yìí, ìṣàkóso ìbàjẹ́ ṣe pàtàkì. Kódà ìwọ̀nba eruku díẹ̀ lè ba iṣẹ́ irinṣẹ́ jẹ́ gidigidi.
-
7. Ṣíṣe (Ìdíwọ̀n): Títẹ̀ sínú ìrísí ìfikún
Lẹ́yìn náà, a óò ṣẹ̀dá ìyẹ̀fun àdàpọ̀ náà sí “àwọ̀ ewé” (ìrísí tí a kò fi yọ́ kí a tó fi sínẹ́rì). Ọ̀nà méjì tí a sábà máa ń gbà:
– Ìtẹ̀sí Uniaxial: tí a tẹ̀ sínú mọ́ọ̀dì sí àwọn àwòrán ìfikún déédéé.
– Titẹ isostatic tutu (CIP): titẹ paapaa lati gbogbo awọn itọnisọna, o dara fun iwuwo iṣọkan diẹ sii.
Àkópọ̀ aláwọ̀ ewé náà ṣì jẹ́ aláìlágbára, ṣùgbọ́n ó ti jọ ìrísí ìkẹyìn ohun èlò gígé náà tẹ́lẹ̀.
-
8. Síntírì: Ìṣẹ̀dá ìfúnpọ̀ àti ìṣẹ̀dá kékeré
Igbesẹ pataki ni sintering ni awọn iwọn otutu giga (nigbagbogbo loke 1300°C, da lori akopọ). Ninu simenti carbide, sintering nigbagbogbo waye bi sintering akoko omi: socket (fun apẹẹrẹ, Co) n yo o si n ran lọwọ lati mu eto naa lagbara, o n kun awọn iho, o si n “lẹ pọ” awọn irugbin WC papọ.
Awọn abajade sintering ti o dara ni a ṣe afihan nipasẹ:
- iwuwo giga (porosity kekere),
– kódà pípín àwọn ohun ìdìpọ̀,
– Iwọn ọkà WC gẹgẹ bi ipele (dara, alabọde, kikan),
– líle àti líle tó wà ní ìwọ̀ntúnwọ̀nsì.
A sábà máa ń ṣe HIP (Gbona Isostatic Pressing) lẹ́yìn tí a bá ti fi sínter ṣe é láti ti àwọn ihò kékeré pa kí ó sì mú kí ìdènà ìfọ́ pọ̀ sí i.
-
9. Ipari: Lilọ, EDM, ati Iṣakoso Oniruuru
Lẹ́yìn síntẹ́rì, káàbídì tí a fi símẹ́ǹtì ṣe le tó bẹ́ẹ̀ tí a fi lè ṣe ìrísí ìkẹyìn nípa:
– lilọ nipa lilo kẹkẹ okuta iyebiye kan,
– EDM fun awọn geometri kan pato (paapaa ti awọn ẹya ti o nira ba wa),
– ìpakà àti ìpèsè etí kí etí ìgé má baà wó lulẹ̀ lọ́nà tó rọrùn.
Ipele yii n pinnu awọn agbara jiometiriki ti ohun elo naa: igun imukuro, rediosi ipari, ati rirọ oju ilẹ.
-
10. Ṣíṣe àwọ̀ (Àṣàyàn ṣùgbọ́n tí a sábà máa ń lò): Ó ń mú kí iṣẹ́ gígé sunwọ̀n síi
Ọpọlọpọ awọn irinṣẹ gige carbide ni a fi bo lati mu dara si:
- resistance lati wọ,
- resistance oxidation,
- iṣẹ ni awọn iyara gige giga.
Awọn imọ-ẹrọ ti o wọpọ fun fifọ aṣọ:
– CVD (fún àpẹẹrẹ TiC, TiCN, Al₂O₃)
– PVD (fún àpẹẹrẹ TiAlN, AlTiN)
Yiyan ibora da lori ohun elo iṣẹ (irin, alagbara, irin simẹnti, superalloy), awọn ipo gige, ati ilana itutu agbaiye.
-
11. Iṣakoso Didara: Awọn Idanwo Lile, Iwuwo, ati Eto
Kí wọ́n tó tú u sílẹ̀ fún ọjà, a máa dán àwọn ohun èlò/àwọn ohun èlò wò nípasẹ̀:
– ìwà ipá (Vickers),
– iwuwo ati porosity,
– Idanwo TRS (agbára ìfọ́ ìyípadà),
– àyẹ̀wò ìṣètò kékeré (ìwọ̀n ọkà, ìpínkiri ìdìpọ̀),
- ayewo awọn iwọn ati awọn abawọn dada.
Dídára àwọn irinṣẹ́ tungsten carbide ni a pinnu ní pàtàkì nípa bí iṣẹ́ náà ṣe rí láti ìyẹ̀fun sí síntering.
-
Ipari
Ṣíṣe àwọn ohun èlò tungsten fún àwọn irinṣẹ́ gígé kìí ṣe wíwu tungsten sínú ìrísí gígé lásán, ṣùgbọ́n ó jẹ́ ìtẹ̀léra àwọn ìlànà gígùn: láti inú ìṣọ̀kan irin, àtúnṣe sí APT, ṣíṣe WO₃, ìdínkù sí lulú tungsten, carburization sí WC, dídàpọ̀ mọ́ ìdìpọ̀, títẹ̀, síntering, finishing, àti ìbòrí. Àbájáde ìparí tí ó wọ́pọ̀ jùlọ tí a lò nínú iṣẹ́ náà ni tungsten carbide tí ó dá lórí WC-Co nítorí pé ó pèsè àpapọ̀ líle àti líle fún gígé.
Tí o bá fẹ́, mo lè ṣẹ̀dá àtúnṣe ìmọ̀ ẹ̀rọ tó túbọ̀ pọ̀ sí i ti àpilẹ̀kọ yìí pẹ̀lú àtẹ ìṣàyẹ̀wò iṣẹ́, àwọn ìlànà ìgbóná gbogbogbò fún ìpele kọ̀ọ̀kan, àti àpẹẹrẹ àwọn àkójọpọ̀ ìwọ̀n carbide fún títún, mímú, àti lílu omi.
