Processo de tratamento de revestimento de superfície de carboneto de tungsténio

Carboneto de tungsténio é um composto de tungsténio e carbono com uma fórmula molecular de WC e um peso molecular de 195,85. Possui excelentes propriedades, tais como um elevado ponto de fusão, elevada dureza, elevada resistência ao desgaste e elevada resistência à corrosão. É amplamente utilizado em ferramentas, moldes, indústria aeroespacial, automóvel e outros domínios. A aplicação de carboneto de tungsténio como revestimento em superfícies metálicas melhora significativamente a dureza, a resistência ao desgaste, a resistência à corrosão e a resistência a altas temperaturas do metal. Atualmente, as ceifeiras-debulhadoras topo de gama, as ceifeiras forrageiras, os picadores, os trituradores e algumas facas de corte em todo o mundo utilizam revestimentos de carboneto de tungsténio para prolongar a sua vida útil.

I. Tecnologia de preparação de revestimentos de carboneto de tungsténio:

Os revestimentos de carboneto de tungsténio são preparados principalmente através de técnicas como a deposição física de vapor (PVD), deposição química de vapor (DCV), e revestimento iónico por arco.
A PVD envolve o aquecimento de um material sólido sob condições de vácuo, levando-o a sublimar-se num estado gasoso. O revestimento é então depositado na superfície do substrato para formar um revestimento. As técnicas comuns de PVD incluem a pulverização catódica por magnetrões, a evaporação por feixe de electrões e a galvanização por arco iónico. A deposição de vapor químico (CVD) envolve a decomposição de um revestimento gasoso sob uma atmosfera específica, que depois o deposita na superfície do material para formar um revestimento. As técnicas comuns de CVD incluem a deposição química de vapor, a decomposição térmica e o aquecimento.

II. Caraterísticas dos revestimentos de carboneto de tungsténio:

Os revestimentos de carboneto de tungsténio têm uma dureza extremamente elevada, atingindo geralmente HV1200 ou superior. Esta dureza depende de vários factores:

1. Teor de carboneto de tungsténio: Um teor mais elevado de carboneto de tungsténio no revestimento aumenta geralmente a dureza.
2. processo de pulverização: Os diferentes processos de pulverização afectam a dureza do revestimento. Por exemplo, a pulverização por chama a velocidade supersónica pode produzir revestimentos de carboneto de tungsténio com maior dureza.

3. Pós-tratamento: Um tratamento térmico adequado após a pulverização pode melhorar a microestrutura do revestimento e aumentar a sua dureza.

III. Técnicas de pulverização para revestimentos de carboneto de tungsténio:

1. Tecnologia de pulverização de chama de velocidade supersónica
A pulverização por chama a velocidade supersónica de revestimentos de carboneto de tungsténio pode depositar rapidamente um revestimento duro e resistente ao desgaste e é considerada a alternativa mais promissora à cromagem dura. 2. Tecnologia de pulverização por chama supersónica assistida por ar
2. A pulverização por chama supersónica assistida por combustão inclui dois processos: pulverização por chama supersónica de oxigénio e pulverização por chama supersónica de ar. A temperatura da chama neste processo é inferior a 2000°C, muito mais baixa do que a da pulverização por chama supersónica convencional. Isto melhora significativamente a força de ligação do revestimento, reduzindo ou mesmo eliminando o teor de óxido no revestimento. A sua resistência ao desgaste, resistência à corrosão e tenacidade são significativamente superiores às dos revestimentos de crómio duro galvanizado.
3. Tecnologia de pulverização por arco elétrico
A tecnologia de pulverização por arco utiliza arame revestido a pó e pulverização por arco de alta velocidade num ambiente oxidante de alta temperatura para produzir revestimentos de carboneto de tungsténio. Os revestimentos resultantes apresentam excelentes propriedades mecânicas globais, elevada força de ligação, elevada densidade e excelente resistência à vibração.
4. Tecnologia de pulverização por plasma
A tecnologia de pulverização por plasma oferece excelentes caraterísticas de fricção e desgaste, resultando numa estrutura densa e numa elevada força de ligação.
5. Tecnologia de pulverização por chama
Durante o processo de pulverização, o pó é aquecido por uma fonte de calor e mais de metade é depositado na peça de trabalho num estado semi-fundido. A refusão é o processo pelo qual o revestimento em pó derrete na peça de trabalho. Esta tecnologia de refusão do revestimento elimina os poros e as inclusões de óxido durante o processo de pulverização e cria uma ligação metalúrgica com o corpo metálico, melhorando significativamente a densidade e a força de ligação, resultando em melhores propriedades mecânicas para a peça de trabalho.

IV. Precauções na pulverização de carboneto de tungsténio:

1. Pré-tratamento da superfície do substrato: Utilizar métodos mecânicos, como palha de aço, complementados por soluções de limpeza alcalinas, para remover óleo, ferrugem e outras impurezas da superfície da peça de trabalho. O jato de areia e a electroextrusão são utilizados para melhorar a ligação mecânica entre o revestimento e o substrato, obtendo-se uma rugosidade superficial de 6,3-25. Após o jato de areia e a remoção da ferrugem, a peça de trabalho deve ser imediatamente pulverizada para evitar a contaminação por humidade.
2. Selecionar os parâmetros adequados do processo, incluindo a proporção da mistura combustível-oxigénio, para controlar a qualidade da pulverização.
3. Escolher o tipo de gás de saída, a velocidade, o caudal, a posição de saída e o ângulo adequados.
4. Selecionar o material adequado de carboneto de tungsténio, incluindo a sua composição, propriedades físicas, forma de pó, dimensão das partículas e diâmetro do fio ou da barra.
5. Escolher o método de pulverização adequado, incluindo a distância entre a pistola de pulverização e a peça de trabalho, a velocidade da pistola de pulverização ou da peça de trabalho, o ângulo entre a pistola de pulverização e a peça de trabalho e o meio de gás de pulverização.

6. Selar e tratar termicamente a superfície imediatamente após a pulverização.

7. Devem ser utilizados dispositivos de proteção durante a pulverização.

V. Price and Lifespan of Tungsten Carbide Coatings (Preço e duração dos revestimentos de carboneto de tungsténio):

O preço e o tempo de vida dos revestimentos de carboneto de tungsténio variam em função de factores como a aplicação, a espessura do revestimento e o processo de preparação. Geralmente, o preço dos revestimentos comuns de carboneto de tungsténio varia entre dezenas e centenas de horas, enquanto o tempo de vida depende mais de factores como a aplicação e a qualidade do revestimento, variando entre centenas e milhares de horas. Em aplicações como as ferramentas de corte e as ferramentas de retificação, os revestimentos são mais caros e têm uma vida útil mais longa. Em aplicações como os tractores, os revestimentos são relativamente mais baratos, mas têm uma vida útil mais curta.
VI.Manutenção de revestimentos de carboneto de tungsténio
A manutenção e conservação dos revestimentos de metal duro é crucial para prolongar a sua vida útil. As seguintes precauções são geralmente recomendadas.
1. Evitar cargas excessivas no revestimento, que podem causar danos na superfície, como fissuras e descamação.
2. Evitar o contacto com produtos químicos. Embora o revestimento tenha uma boa resistência à corrosão, deve ser mantido afastado de ácidos, álcalis e outros produtos químicos para evitar afetar a estabilidade e as propriedades mecânicas do revestimento.
3. Evitar temperaturas elevadas. Embora o revestimento tenha boa resistência ao calor, deve ser mantido afastado de temperaturas excessivas para não afetar a sua dureza e estabilidade.
4. Limpar regularmente a superfície do revestimento para evitar a acumulação de pó, sujidade e outras impurezas que possam afetar o seu desempenho.
5. Manter uma superfície lisa para evitar danos mecânicos, como riscos e abrasões, que possam afetar o seu desempenho.

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