Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям
Приведены результаты исследований свойств порошков с частицами карбидов вольфрама WC–W2C, полученных
 по различным технологиям. Дана оценка физических характеристик указанных частиц. Выполнен химический и
 рентгеноструктурный анализ исследуемых порошков. Investigation results on prop...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101677 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Свойства порошков
 карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям / В.И. Дзыкович, А.П. Жудра, А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 4 (684). — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860082155503222784 |
|---|---|
| author | Дзыкович, В.И. Жудра, А.П. Белый, А.И. |
| author_facet | Дзыкович, В.И. Жудра, А.П. Белый, А.И. |
| citation_txt | Свойства порошков
 карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям / В.И. Дзыкович, А.П. Жудра, А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 4 (684). — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Приведены результаты исследований свойств порошков с частицами карбидов вольфрама WC–W2C, полученных
по различным технологиям. Дана оценка физических характеристик указанных частиц. Выполнен химический и
рентгеноструктурный анализ исследуемых порошков.
Investigation results on properties of the powders containing tungsten carbide particles WC-W2C, produced by different
technologies, are presented. Measurements of physical characteristics of the said particles were made. Chemical and X-ray
analysis of the investigated powders was carried out.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:17:55Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 621.791.011:53
СВОЙСТВА ПОРОШКОВ КАРБИДОВ ВОЛЬФРАМА,
ПОЛУЧЕННЫХ ПО РАЗЛИЧНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
В. И. ДЗЫКОВИЧ, инж., А. П. ЖУДРА, А. И. БЕЛЫЙ, кандидаты техн. наук
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Приведены результаты исследований свойств порошков с частицами карбидов вольфрама WC–W2C, полученных
по различным технологиям. Дана оценка физических характеристик указанных частиц. Выполнен химический и
рентгеноструктурный анализ исследуемых порошков.
К л ю ч е в ы е с л о в а : наплавочные порошки, карбиды воль-
фрама, технологии получения порошков, сферический кар-
бид вольфрама, свойства карбидов вольфрама, износос-
тойкие композиционные покрытия
Традиционно плавленые карбиды вольфрама
WC+W2C получают путем дробления слитков,
выплавленных в печи Таммана при температуре
3100°С. После дробления порошок подлежит рас-
севу по фракциям. Форма таких зерен преиму-
щественно оскольчатая, неправильная (рис. 1, а).
В результате механического дробления в зернах
появляется множество трещин, что значительно
снижает их прочность [1]. Подобные недостатки
имеют частицы макрокристаллических карбидов
вольфрама (рис. 1, б), полученные по технологии
фирмы «WOKA» [2].
Неправильная форма частиц значительно сни-
жает сыпучесть порошка, что уменьшает его тех-
нологические возможности при нанесении высо-
коизносостойких композиционных покрытий,
способствует (при использовании некоторых тех-
нологий) растворению зерен карбидов вольфрама
и охрупчиванию матрицы сплава, и в итоге при-
водит к снижению износостойкости композицион-
ного сплава в целом.
Известно, что в большинстве случаев для нап-
лавочных порошков наиболее оптимальной явля-
ется сферическая форма частиц, которая обеспе-
чивает максимальную сыпучесть материалов и
стабильную работу дозирующих устройств [3].
Одним из методов получения сферических частиц
тугоплавких материалов является процесс их сфе-
роидизации с использованием индукционно-плаз-
менной технологии [4–7]. Основные преимущес-
тва последней заключаются в возможности сох-
ранения химического состава получаемых частиц
благодаря исключению разложения обрабатыва-
емого материала. Технология используется пре-
имущественно для материалов с высокой темпе-
ратурой плавления.
Метод сфероидизации с использованием индук-
ционно-плазменной технологии, на наш взгляд,
имеет существенный недостаток. Оплавлению
подвергаются частицы (рис. 1, в), полученные
дроблением слитков, выплавленных в печи соп-
ротивления или индукционной печи. Данная тех-
нология в значительной степени зависит от ква-
лификации операторов. Полученные слитки не
всегда однородны по сечению и длине. В связи
с этим после дробления и оплавления частицы
сохраняют указанную неоднородность слитка, что
сказывается на качестве материала.
В ИЭС им. Е. О. Патона разработан и успешно
реализуется способ термоцентробежного распы-
ления слитков плавленых карбидов вольфрама [8,
9]. При этом способе (рис. 1, г) при термоцент-
робежном распылении происходит плавление вра-
щающейся заготовки и на ее торце образуется
тонкая пленка расплава, которая под влиянием
центробежной силы перемещается к периферии
торца по спиралеобразным кривым. Диаметр капель
определяется размером пленки расплава, постоянно
покрывающей торец заготовки. Толщина этой плен-
ки обычно менее 150…200 мкм. При образовании
©В. И. Дзыкович, А. П. Жудра, А. И. Белый, 2010
Рис. 1. Внешний вид частиц карбида вольфрама ( 80), полу-
ченных по различным технологиям: а — дробленый; б —
макрокристаллический; в, г — соответственно сферический и
распыленный
28 4/2010
таких микрообъемов расплавленного металла про-
исходит интенсивное перемешивание жидкого ме-
талла, способствующее усреднению химического
состава отрывающихся частиц, что определяет их
высокую однородность и стабильность стехиомет-
рического состава. Внешний вид плавления торца
стержня карбида вольфрама при термоцентробеж-
ном распылении показан на рис. 2.
С целью сопоставления свойств порошков
карбидов вольфрама, получаемых по разным тех-
нологиям, измеряли микротвердость и определяли
содержание углерода в них (табл. 1). Размеры час-
тиц находились в пределах 50…150 мкм. В табл. 1
приведены значения замеров, сделанных на двад-
цати частицах для каждого материала. Для пол-
ноты анализа в перечень исследуемых образцов
включены образцы сферических частиц, получен-
ных способом оплавления, всех известных фирм,
которые выпускают подобный материал.
Анализ результатов показывает, что наиболее
стабильные значения микротвердости имеют час-
тицы, полученные термоцентробежным распыле-
нием стержней. Широкий диапазон значений мик-
ротвердости частиц, полученных оплавлением,
подтверждает сделанный выше вывод о сохра-
нении частицами неоднородности материала, по-
лученного при выплавке исходных слитков кар-
бидов вольфрама.
Содержание углерода во всех образцах (кроме
макрокристаллического карбида вольфрама WC,
в котором содержание углерода составляет
6,0 %) находится в пределах 3,9…4,0
мас. %, что соответствует содержанию уг-
лерода в релите — эвтектической смеси,
состоящей из 78…82 мас. % W2C и 18…22
мас. % WC [10].
Для изучения особенностей структуры
исследуемых образцов использовали рас-
тровый электронный микроскоп CAM
SCAN 4 + LINK — система ENERGY 200
(энергодисперсионный анализатор). Ана-
лиз электронно-микроскопических изобра-
жений частиц (рис. 3) показывает, что наиболее
высокой однородностью структуры отличаются
сферические частицы, полученные способом тер-
моцентробежного распыления.
Выполненные исследования показывают ка-
чественное преимущество сферических частиц,
полученных способом термоцентробежного рас-
пыления по сравнению с частицами макрокрис-
Т а б л и ц а 1. Содержание углерода и значения микротвердости
частиц карбида вольфрама, полученных по различным технологи-
ям
№ п/п Вид частиц карбида вольфрама С, % HV 100
1 Дробленый 3,90 1800…2300
2 Макрокристаллический 6,00 1900…2150
3 Сферический (оплавление) 1 партия 3,90 1950…3000
4 Сферический (оплавление) 2 партия 3,90 1700…2300
5 Сферический (оплавление) 3 партия 3,90 1900…2800
6 Сферический (распыление) 4,00 2600…3300
Рис. 2. Характер плавления торца стержня при термоцентро-
бежном распылении
Рис. 3. Электронно-микроскопический вид частиц карбида
вольфрама, полученных по различным технологиям: а —
дробленый; б — макрокристаллический; в — сферический
(оплавленный); г — сферический (распыленный)
4/2010 29
таллического карбида вольфрама и дроблеными
частицами плавленых карбидов, которые имеют
большое количество дефектов в виде трещин и
пор. Кроме того, при сравнении сферических час-
тиц, полученных различными технологиями, от-
мечается наличие несферической составляющей
для образцов, полученных методом сфероиди-
зации (до 15 %), в то время как для частиц, по-
лученных термоцентробежным распылением, это
количество составляет не более 5 %.
Сравнительные характеристики частиц карби-
дов вольфрама, полученных различными спосо-
бами, дополняются результатами рентгенострук-
турных исследований образцов, выполненных по
методике, описанной в работе [11]. На рис. 4, а,
б приведены характерные рентгенограммы частиц
карбидов вольфрама, полученных способом дроб-
ления и термоцентробежным распылением, а в
табл. 2 — состав карбидной фазы и параметры
решетки карбидов, полученных по всем четырем
технологиям.
Необходимо отметить, что микротвердость и
свойства частиц литых карбидов вольфрама WC-
W2C стремятся к максимуму при соответствии
каждой частицы стехиометрическому составу,
представляющему собой эвтектический сплав,
состоящий из 78…82 % W2C и 18…22 % WC. При
сравнении рентгенограмм представленных образ-
цов видно, что практически эвтектический состав
имеют частицы порошка, полученного по техно-
логии термоцентробежного распыления, разрабо-
танной в ИЭС им. Е. О. Патона. Там обнаружены
две фазы W2C и WC в соотношении 77,34 и 22,66
мас. % соответственно (табл. 2, рис. 4, б).
Для сравнения сферические частицы карбидов
вольфрама, полученных методом сфероидизации
оплавлением, содержат линии свободного воль-
фрама, а также фазы свободного вольфрама и уг-
лерода (табл. 2). При этом наиболее близок к
эвтектическому состав сферических частиц пар-
тии № 1 (табл. 2), однако соотношение между
фазами W2C и WC нарушено и составляет 62,67
и 37,33 мас.%.
Выводы
1. Технология плазменного термоцентробежного
распыления тугоплавких материалов, разработан-
ная в ИЭС им. Е. О. Патона, позволяет получать
сферические частицы карбидов вольфрама, наи-
более близкие по стехиометрическому составу к
эвтектическому.
2. Частицы плавленых карбидов вольфрама,
полученных распылением, отличаются высокой
микротвердостью HV 26000…33000 МПа, ста-
бильной однородной структурой и превосходят
по свойствам частицы, полученные по другим тех-
нологиям.
Т а б л и ц а 2. Состав фаз порошков и данные парамет-
ров решетки
Вид
частиц Фаза
Содержа-
ние фазы,
мас. %
Параметры решетки, нм
Дробленый WC 36,20 2,9048 0, 28368
W2C 63,80 5,1861 0,47237
W — — —
Макрок-
ристалли-
ческий
WC 95,42 2,9063 0,28398
W2C 4,08 5,1868 0,47163
W — — —
Сферичес-
кий
(оплавле-
ние) —
1 партия
WC 37,33 2,9067 0,28364
W2C 62,67 5,1909 4,7383
W — — —
Сферичес-
кий
(оплавле-
ние) —
2 партия
WC 26,32 2,9056 0,28375
W2C 69,42 5,1850 0,47286
W 4,26 3,1645 —
Сферичес-
кий
(оплавле-
ние) —
3 партия
WC 31,12 2,9063 0,28370
W2C 57,20 5,1855 0,47298
W 11,41 3,1645 —
С 0,27 2,4612 0,67163
Сферичес-
кий (рас-
пыление)
WC 22,66 2,9056 0,28368
W2C 77,34 5,1893 0,47333
W Следы — —
Рис. 4. Рентгенограммы частиц карбидов вольфрама, полу-
ченных по различным технологиям: а — дробленый; б —
сферический (распыление)
30 4/2010
1. Меерсон Г. А., Зеликман А. Н. Металлургия редких ме-
таллов. — М.: Металлургия, 1973. — 608 с.
2. WOKA carbide materials for wear protective. Welding and
PTA applications: Bull.
3. Гладкий П. В., Переплетчиков Е. Ф., Рябцев И. А. Плаз-
менная наплавка. — Киев: Екотехнологія, 2007. — 292 с.
4. Dignard N. M., Boulos M. I. Ceramic and metallic powder
spheroidization using induction plasma technology. Plasma
Technology Research Center (CRTP) // Materials of the uni-
ted thermal spray conf., 15–19 Sept., 1997. — Indianapolis,
IN, USA.
5. Bourdin E., Fauchais P., Boulos M. I. Induction plasma tec-
hnology // Intern. J. of Heat and Mass Transfer. — 1983. —
26(4). — P. 567–582.
6. Pawlovski L. The science and engineering of thermal spray
coatings. — Chichester: John Wiley & Sons Ltd., 1995.
7. Muns R. Patriculate systems. — Montreal: McGill Universi-
ty, 1995.
8. А. с. 1381840 СССР. Установка центробежного распыле-
ния стержней из тугоплавких материалов / А. И. Белый,
Б. В. Данильченко, В. С. Гончаренко, В. И. Дзыкович. —
02.02.1987
9. Пат. 20516А. Україна. Спосіб одержання гранульованих
тугоплавких матеріалів / К. А. Ющенко, О. П. Жудра, О.
ї. Білий, В. І. Дзикович. — 15.07.97.
10. Самсонов Г. В., Витрянюк В. Н., Чаплыгин Ф. И. Карби-
ды вольфрама. — Киев: Наук. думка, 1974. — 176 c.
11. Дзыкович В. И. Влияние процесса термоцентробежного
распыления на cвойства сферических частиц карбидов
вольфрама // Автомат. сварка. — 2009. — № 4. — С. 52–
55.
Investigation results on properties of the powders containing tungsten carbide particles WC-W2C, produced by different
technologies, are presented. Measurements of physical characteristics of the said particles were made. Chemical and X-ray
analysis of the investigated powders was carried out.
Поступила в редакцию 10.02.2010
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«ПЕРЕДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И РАЗВИТИЕ
СВАРОЧНОЙ НАУКИ И ПРАКТИКИ»
(в рамках выставки «Сварка-2010»)
20–21 мая 2010 г. Санкт-Петербург
Организаторы
Тематика конференции
• Передовые сварочные технологии и родственные процессы
• Автоматизация, роботы и системы позиционирования
• Сварочное оборудование
• Сварочные материалы, сырьевые компоненты, оборудование для изготовления
и контроля сварочных материалов
• Подготовка кадров, опережающее обучение
• Аттестация, сертификация и стандартизация в сварочном производстве
• Диагностика, разрушающие и неразрушающие методы контроля сварных соединений
и конструкций, ресурс
• Экология и безопасность сварочного производства
• Оценка соответствия сварочного производства и деятельности различного назначения
СРО
Получить информацию о конференции можно
на сайте: http://alians-weld.ru.
Контакты: ЛЕНЭКСПО — тел./факс: 321 26 31
Национальный комитет по сваре РАН —
НКС РАН
DVS — Немецкий союз сварщиков
Инженерно-технологический центр
«Альянс сварщиков Санкт-Петербурга и
Северо-Западного Региона» — СПАС
Национальное Агентство контроля сварки —
НАКС
IIS — Институт сварки Италии
ОАО «ЛЕНЭКСПО»
MESSE ESSEN GmbH
4/2010 31
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101677 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:17:55Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дзыкович, В.И. Жудра, А.П. Белый, А.И. 2016-06-06T17:29:36Z 2016-06-06T17:29:36Z 2010 Свойства порошков
 карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям / В.И. Дзыкович, А.П. Жудра, А.И. Белый // Автоматическая сварка. — 2010. — № 4 (684). — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101677 621.791.011:53 Приведены результаты исследований свойств порошков с частицами карбидов вольфрама WC–W2C, полученных
 по различным технологиям. Дана оценка физических характеристик указанных частиц. Выполнен химический и
 рентгеноструктурный анализ исследуемых порошков. Investigation results on properties of the powders containing tungsten carbide particles WC-W2C, produced by different
 technologies, are presented. Measurements of physical characteristics of the said particles were made. Chemical and X-ray
 analysis of the investigated powders was carried out. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Научно-технический раздел Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям Properties of powders of tungsten carbides produced by different technologies Article published earlier |
| spellingShingle | Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям Дзыкович, В.И. Жудра, А.П. Белый, А.И. Научно-технический раздел |
| title | Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям |
| title_alt | Properties of powders of tungsten carbides produced by different technologies |
| title_full | Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям |
| title_fullStr | Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям |
| title_full_unstemmed | Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям |
| title_short | Свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям |
| title_sort | свойства порошков карбидов вольфрама, полученных по различным технологиям |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101677 |
| work_keys_str_mv | AT dzykovičvi svoistvaporoškovkarbidovvolʹframapolučennyhporazličnymtehnologiâm AT žudraap svoistvaporoškovkarbidovvolʹframapolučennyhporazličnymtehnologiâm AT belyiai svoistvaporoškovkarbidovvolʹframapolučennyhporazličnymtehnologiâm AT dzykovičvi propertiesofpowdersoftungstencarbidesproducedbydifferenttechnologies AT žudraap propertiesofpowdersoftungstencarbidesproducedbydifferenttechnologies AT belyiai propertiesofpowdersoftungstencarbidesproducedbydifferenttechnologies |