Lo que no sabes sobre el proceso de sinterización de carburo cementado

El carburo cementado está compuesto de varios carburos y elementos de hierro. Las características típicas de estos materiales son que pueden alcanzar casi el 100% de densidad teórica mediante sinterización en fase líquida. Después de la sinterización, la baja porosidad residual es la clave para aplicar con éxito el carburo cementado en condiciones de trabajo de alto estrés, como el corte de metales, las brocas de perforación petrolera o los moldes de conformado de metales.

La sinterización de carburo cementado debe controlarse cuidadosamente para obtener la microestructura y la composición química deseadas. En muchas aplicaciones, el carburo cementado se utiliza en estado sinterizado. La superficie de las aleaciones sinterizadas suele estar sometida a una fuerte fricción y tensión. En la mayoría de las aplicaciones de corte de metales, la profundidad de desgaste de la superficie del cabezal de la herramienta supera los {{0}}.2~0.4 mm, y se considera que la herramienta está desechada. Por lo tanto, es muy importante mejorar el rendimiento de la superficie del carburo cementado. Hay dos métodos básicos para la sinterización de carburo cementado: uno es la sinterización con hidrógeno, que controla la composición de las piezas a través de la cinética de reacción de fase en hidrógeno y a presión normal, y el otro es la sinterización al vacío, que utiliza un entorno de vacío o reduce la presión del gas ambiental para controlar la composición del carburo cementado ralentizando la cinética de reacción.

La sinterización al vacío tiene una gama más amplia de aplicaciones industriales. A veces, también se utilizan el prensado isostático en caliente y el prensado isostático en caliente para la sinterización. Estas tecnologías tienen un impacto importante en la producción de carburo cementado. Sinterización de hidrógeno: el hidrógeno es una atmósfera reductora, pero cuando el hidrógeno reacciona con la pared del horno de sinterización o el portador, cambiará otros componentes y proporcionará un potencial de carburación adecuado para mantener el equilibrio termodinámico con el carburo cementado. En comparación con la sinterización de hidrógeno, la sinterización al vacío tiene las siguientes ventajas:

En primer lugar, la sinterización al vacío puede controlar muy bien la composición del producto. A una presión de 1,3~133pa, la tasa de intercambio de carbono y oxígeno entre la atmósfera y la aleación es muy baja. El principal factor que afecta al cambio de composición es el contenido de oxígeno en las partículas de carburo. Por lo tanto, la sinterización al vacío tiene una ventaja en la producción industrial de carburo cementado sinterizado. Durante la sinterización de hidrógeno, el potencial de oxidación del gas atmosférico en el horno aumenta debido a la infiltración de hidrógeno y la reacción del hidrógeno con los componentes cerámicos del horno. La sinterización al vacío no tiene estos problemas. El potencial de oxidación en el horno es menor que en la sinterización de hidrógeno. Por lo tanto, la sinterización al vacío es más adecuada para aleaciones que contienen carburo de titanio, carburo de tantalio y carburo de niobio, que son muy sensibles a la oxidación.

En segundo lugar, la sinterización al vacío permite controlar de forma flexible el sistema de sinterización, especialmente la velocidad de calentamiento en la etapa de calentamiento, para satisfacer las necesidades de producción. La sinterización al vacío es una operación intermitente, que puede ajustar de forma flexible el sistema de sinterización requerido, mientras que la sinterización con hidrógeno es principalmente un proceso de sinterización continuo, que puede controlar con precisión la temperatura de cada etapa de sinterización.

Prensado isostático en caliente por sinterización: El prensado isostático en caliente por sinterización a veces también se denomina sinterización por sobrepresión y sinterización a presión. El horno de sinterización es en realidad un horno de sinterización al vacío que se puede presurizar. Para reducir o eliminar los huecos residuales, cuando se forman poros cerrados en las piezas a la temperatura de sinterización, el horno se llena con gas inerte para aplicarle presión isostática. La presión de argón es de 1,5 a 10 Mpa, que es mucho menor que la presión isostática en caliente en el sentido habitual. Un proceso de sinterización específico incluye la eliminación de lubricante, la reducción de óxido y la sinterización de aleaciones de carburo. Cuando aparecen poros cerrados en la sinterización de carburos, la presión estática en caliente de baja presión en el horno se eleva a un nivel superior. El prensado isostático en caliente se lleva a cabo en un recipiente de alta presión especialmente diseñado, presurizado a 100 Mpa utilizando argón, y la temperatura es aproximadamente la misma que la temperatura de sinterización tradicional. Generalmente, primero se realiza la sinterización y luego se realiza el prensado isostático para eliminar una pequeña cantidad de huecos residuales que no se pueden eliminar mediante procesos de sinterización normales. La prensa isostática en caliente es la principal inversión clave. Como paso de posprocesamiento de la sinterización, aumenta los costos operativos, el consumo de energía y gas y los ciclos de producción. El carburo cementado producido por prensado isostático en caliente tiene las características de granos finos y bajo contenido, por lo que tiene mayor resistencia. Sin embargo, ya sea que se utilice prensado isostático en caliente de sinterización o prensado isostático en caliente posterior, solo estableciendo una relación adecuada entre el tiempo, la temperatura y la presión se puede obtener una resistencia mayor que los productos de sinterización de hidrógeno y sinterización al vacío.