Вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму
The use of heavy tungsten alloys is essential for many industries, as these alloys are ideal for a variety of products due to their high density. The main problem in creating such alloys is the need to use high sintering temperatures, which significantly complicates the technology of producing tungs...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/221 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471984583245824 |
|---|---|
| author | Мініцький, А. В. Ямшинський, М. М. Биба, Є. Г. Мініцька, Н. В. Поліщук, К. В. Лук’яненко, І. В. Кивгило, Б. В. |
| author_facet | Мініцький, А. В. Ямшинський, М. М. Биба, Є. Г. Мініцька, Н. В. Поліщук, К. В. Лук’яненко, І. В. Кивгило, Б. В. |
| author_sort | Мініцький, А. В. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-10-06T17:47:18Z |
| description | The use of heavy tungsten alloys is essential for many industries, as these alloys are ideal for a variety of products due to their high density. The main problem in creating such alloys is the need to use high sintering temperatures, which significantly complicates the technology of producing tungsten alloys. To reduce the sintering temperatures of tungsten alloys, alloying elements are added to their composition to activate sintering processes at lower temperatures (nickel, iron and copper). The main task in forming the structure and properties of tungsten-based alloys is to ensure sintering conditions in the presence of the liquid phase, which contributes to the formation of a strong framework in the material structure and high density of the composite.
Various methods of producing tungsten-based alloys have been investigated and the influence of the chemical composition of alloying additives on the sintering process conditions has been studied. The effect of pressing and post-pressing pressure on the porosity of tungsten-based molds was determined. It is shown that in the pressure range of 200-700 MPa, the maximum compaction of tungsten powder occurs at pressures of 500-550 MPa, which provides porosity at the level of 35-37 %. The difference between the sintering mechanisms of W-Ni and W-Fe systems at a temperature of 1350 ºC, which is sufficient for liquid-phase sintering with a nickel bond, and low for an iron bond, is shown.
The process of infiltration of a porous tungsten alloy framework with copper melt obtained from metal-working waste was studied. The conditions that ensure complete impregnation of the tungsten framework with copper at a temperature of 1200 ºC and allow to obtain a porous material are determined.
The results of the work can be used to create tungsten-based products with high specific gravity and density, including from metalworking waste, which significantly reduces the cost of such materials. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:13Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-221 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:13Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2212023-10-06T17:47:18Z Influence of sintering conditions on the structure formation of tungsten-based composite materials Вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму Мініцький, А. В. Ямшинський, М. М. Биба, Є. Г. Мініцька, Н. В. Поліщук, К. В. Лук’яненко, І. В. Кивгило, Б. В. powder tungsten nickel copper iron pressing sintering porosity impregnation chips repressing density порошок вольфрам нікель мідь залізо пресування спікання пористість просочування стружка допресування густина The use of heavy tungsten alloys is essential for many industries, as these alloys are ideal for a variety of products due to their high density. The main problem in creating such alloys is the need to use high sintering temperatures, which significantly complicates the technology of producing tungsten alloys. To reduce the sintering temperatures of tungsten alloys, alloying elements are added to their composition to activate sintering processes at lower temperatures (nickel, iron and copper). The main task in forming the structure and properties of tungsten-based alloys is to ensure sintering conditions in the presence of the liquid phase, which contributes to the formation of a strong framework in the material structure and high density of the composite. Various methods of producing tungsten-based alloys have been investigated and the influence of the chemical composition of alloying additives on the sintering process conditions has been studied. The effect of pressing and post-pressing pressure on the porosity of tungsten-based molds was determined. It is shown that in the pressure range of 200-700 MPa, the maximum compaction of tungsten powder occurs at pressures of 500-550 MPa, which provides porosity at the level of 35-37 %. The difference between the sintering mechanisms of W-Ni and W-Fe systems at a temperature of 1350 ºC, which is sufficient for liquid-phase sintering with a nickel bond, and low for an iron bond, is shown. The process of infiltration of a porous tungsten alloy framework with copper melt obtained from metal-working waste was studied. The conditions that ensure complete impregnation of the tungsten framework with copper at a temperature of 1200 ºC and allow to obtain a porous material are determined. The results of the work can be used to create tungsten-based products with high specific gravity and density, including from metalworking waste, which significantly reduces the cost of such materials. Застосування важких сплавів з вольфраму є необхідним для багатьох галузей, оскільки такі сплави ідеально підходять для різноманітних виробів через високу густину вольфраму. Основною проблемою при створенні таких сплавів є необхідність застосування високих температур спікання, що значно ускладнює технологію отримання вольфрамових сплавів. Для зниження температур спікання вольфрамових сплавів до їх складу вводять легуючі елементи, що активують процеси спікання при нижчих температурах (нікель, залізо та мідь). Основною задачею при формуванні структури та властивостей сплавів на основі вольфраму є забезпечення умов спікання в присутності рідкої фази, що сприяє утворенню міцного каркасу в структурі матеріалу та високій густині композиту. Досліджено різні способи отримання сплавів на основі вольфраму та вивчено вплив хімічного складу легуючих добавок на умови процесу спікання. Встановлено вплив тиску пресування та допресування на пористість пресовок на основі вольфраму. Показано, що в діапазоні тисків 200-700 МПа, максимальне ущільнення порошку вольфраму відбувається при тисках 500-550 МПа, що забезпечує пористість на рівні 35-37 %. Показано відмінність механізмів спікання систем W-Ni та W-Fe за температури 1350 ºС, яка є достатньою для проходження рідкофазного спікання з нікелевою зв’язкою, та є низькою для залізної зв’язки. Досліджено процес інфільтрації пористого каркасу із вольфрамового сплаву розплавом міді, що отримано із відходів металообробки. Визначено умови, що забезпечують повне просочування вольфрамового каркасу міддю за температури 1200 ºС і дозволяють отримати безпористий матеріал. Результати роботи можуть бути використанні при створенні виробів на основі вольфраму з високою питомою вагою та густиною, в тому числі із відходів металообробки, що значно здешевлює такі матеріали. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-07-30 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/221 10.15407/steelcast2023.02.062 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 31 No. 2 (2023): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 31 № 2 (2023): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 10.15407/steelcast2023.02 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/221/219 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | порошок вольфрам нікель мідь залізо пресування спікання пористість просочування стружка допресування густина Мініцький, А. В. Ямшинський, М. М. Биба, Є. Г. Мініцька, Н. В. Поліщук, К. В. Лук’яненко, І. В. Кивгило, Б. В. Вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму |
| title | Вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму |
| title_alt | Influence of sintering conditions on the structure formation of tungsten-based composite materials |
| title_full | Вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму |
| title_fullStr | Вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму |
| title_full_unstemmed | Вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму |
| title_short | Вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму |
| title_sort | вплив умов спікання на структуроутворення композиційних матеріалів на основі вольфраму |
| topic | порошок вольфрам нікель мідь залізо пресування спікання пористість просочування стружка допресування густина |
| topic_facet | powder tungsten nickel copper iron pressing sintering porosity impregnation chips repressing density порошок вольфрам нікель мідь залізо пресування спікання пористість просочування стружка допресування густина |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/221 |
| work_keys_str_mv | AT mínícʹkijav influenceofsinteringconditionsonthestructureformationoftungstenbasedcompositematerials AT âmšinsʹkijmm influenceofsinteringconditionsonthestructureformationoftungstenbasedcompositematerials AT bibaêg influenceofsinteringconditionsonthestructureformationoftungstenbasedcompositematerials AT mínícʹkanv influenceofsinteringconditionsonthestructureformationoftungstenbasedcompositematerials AT políŝukkv influenceofsinteringconditionsonthestructureformationoftungstenbasedcompositematerials AT lukânenkoív influenceofsinteringconditionsonthestructureformationoftungstenbasedcompositematerials AT kivgilobv influenceofsinteringconditionsonthestructureformationoftungstenbasedcompositematerials AT mínícʹkijav vplivumovspíkannânastrukturoutvorennâkompozicíjnihmateríalívnaosnovívolʹframu AT âmšinsʹkijmm vplivumovspíkannânastrukturoutvorennâkompozicíjnihmateríalívnaosnovívolʹframu AT bibaêg vplivumovspíkannânastrukturoutvorennâkompozicíjnihmateríalívnaosnovívolʹframu AT mínícʹkanv vplivumovspíkannânastrukturoutvorennâkompozicíjnihmateríalívnaosnovívolʹframu AT políŝukkv vplivumovspíkannânastrukturoutvorennâkompozicíjnihmateríalívnaosnovívolʹframu AT lukânenkoív vplivumovspíkannânastrukturoutvorennâkompozicíjnihmateríalívnaosnovívolʹframu AT kivgilobv vplivumovspíkannânastrukturoutvorennâkompozicíjnihmateríalívnaosnovívolʹframu |