在煤化工黑水調節閥/控制角閥的制造過程中,碳化鎢閥芯的燒結是關鍵工藝環節。為了防止燒結過程中產生裂紋,可以采取以下措施:
1. 嚴格控制燒結溫度和升溫速率
預燒階段:溫度控制在800℃-1000℃,升溫速率應控制在5℃/min-10℃/min。此階段主要是去除碳化鎢粉末吸附的氣體和水分,升溫過快可能導致粉末顆粒表面產生裂紋或內部應力增加。
燒結階段:溫度需升至1400℃-1600℃,升溫速率一般控制在10℃/min-15℃/min。此階段粉末顆粒間的原子開始擴散并結合,溫度均勻性至關重要,局部過熱或溫度梯度過大可能引發裂紋。
保溫階段:達到燒結溫度后,保溫時間通常為1小時-2小時。保溫時間過長可能導致晶粒過度長大,使材料變脆,一般不超過3小時。
2. 優化冷卻過程
燒結完成后,應采用適當的冷卻方式,如隨爐冷卻或控制冷卻速率在5℃/min-10℃/min。急劇冷卻會使閥芯產生內應力和裂紋,因此需要避免快速冷卻。
3. 控制燒結爐內的氣氛
通常采用真空或惰性氣體(如氬氣)保護燒結。在燒結前需對燒結爐進行抽真空或充入惰性氣體,確保爐內氣氛的純凈度。燒結過程中要合理控制氣體流量和壓力,維持穩定的保護氣氛環境,防止碳化鎢在高溫下被氧化。
4. 采用合適的燒結工藝
5. 選擇合適的材料和添加劑
在碳化鎢中添加適量的鈷等粘結相元素可以促進燒結過程中的致密化。例如,含鈷量較高的碳化鎢閥芯燒結時間可適當縮短,而含鈷量較低時燒結時間需延長,以確保碳化鎢顆粒間能充分結合。
通過以上措施,可以有效減少碳化鎢閥芯在燒結過程中產生裂紋的風險,提高閥芯的質量和使用壽命。