Вольфрамовый порошок ВК11ВК: характеристики, фракции и применение
Вольфрамовый порошок марки ВК11ВК — это продукт переработки твёрдосплавных отходов, содержащий вольфрам и кобальт в соотношении, соответствующем составу сплава ВК11ВК (11 % Co, остальное — WC). Материал получают методами химической и механохимической переработки: окислением, восстановлением, размолом. Порошок предназначен для повторного использования в производстве твёрдых сплавов, наплавочных материалов и специальных смесей.
Технические характеристики
Основные параметры порошка ВК11ВК определяются исходным сырьём и технологией переработки. Содержание кобальта — 10–12 %, вольфрама — 82–86 %, углерода общего — 5,5–6,2 %. Гранулометрический состав варьируется от 1 до 40 мкм в зависимости от способа измельчения. Насыпная плотность — 3,5–6,5 г/см. Содержание кислорода — не более 0,5–1,5 %. Влажность — не более 0,1 %.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на спекание | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Co | 10–12 % | Атомно-абсорбционный анализ | Обеспечивает жидкофазное спекание | Соответствие составу ВК11ВК |
| Содержание W | 82–86 % | Гравиметрия | Формирование каркаса WC | Основная фаза |
| Кислород | 1,5 % | Восстановительное плавление | Повышенное содержание требует дополнительного восстановления | Критичный параметр |
| Фракция | 1–40 мкм | Лазерная дифракция | Определяет усадку и пористость | Зависит от помола |
| Насыпная плотность | 3,5–6,5 г/см | Волюмометр Скотта | Влияет на прессуемость | — |
Фракционный состав и способы получения
Порошок ВК11ВК выпускается в нескольких фракционных классах, ориентированных на конкретные технологические задачи:
- Мелкозернистая фракция 1–5 мкм — для изготовления субмикронных твёрдых сплавов, применяемых в режущем инструменте малого диаметра.
- Среднезернистая фракция 5–15 мкм — для прессования заготовок фильер, волок, штампов горячей штамповки.
- Крупнозернистая фракция 15–40 мкм — для наплавочных смесей и плазменного напыления износостойких покрытий.
- Порошок после восстановления оксидов — для получения смесей с регулируемым углеродным балансом.
Переработка отходов ВК11ВК включает цинковый метод, кислотное растворение кобальтовой связки, электрохимическое диспергирование. Каждый метод даёт порошок с различной морфологией частиц: осколочной, губчатой или сферической.
Применение в промышленности
Вольфрамовый порошок ВК11ВК востребован в следующих областях:
- Производство твёрдосплавных пластин для токарной и фрезерной обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов.
- Изготовление быстроизнашиваемого инструмента: свёрл, метчиков, развёрток, работающих в условиях ударных нагрузок.
- Наплавка уплотнительных поверхностей запорной арматуры нефтегазового оборудования.
- Плазменное напыление износостойких покрытий на детали горно-шахтного оборудования: зубья ковшей, буровые коронки.
- Получение порошковых проволок для дуговой наплавки под флюсом.
- Спекание заготовок для волочильного инструмента в метизном производстве.
Технологические особенности использования
При подготовке шихты из порошка ВК11ВК необходимо учитывать повышенное содержание кислорода по сравнению с первичным сырьём. Рекомендуется вводить углеродсодержащие добавки (сажу, графит) для корректировки углеродного баланса. Спекание проводится в вакуумных печах при температуре 1380–1450 C. Для достижения плотности выше 99 % теоретической применяют горячее изостатическое прессование. Порошок склонен к сегрегации при хранении, поэтому перед использованием требуется усреднение в смесителях барабанного типа.
Вопросы и ответы
Каково содержание кобальта в порошке ВК11ВК?
Содержание кобальта составляет 10–12 %. Точное значение зависит от исходного сырья и метода переработки. Контроль осуществляется атомно-абсорбционным анализом.
Можно ли использовать порошок ВК11ВК для наплавки?
Да, крупнозернистые фракции 15–40 мкм применяются в наплавочных смесях и для плазменного напыления. Мелкие фракции для наплавки не используются из-за повышенного угара.
Как корректировать углеродный баланс при спекании?
В шихту вводят сажу или графит в количестве, рассчитанном по содержанию кислорода. При содержании кислорода 1 % требуется примерно 0,1–0,15 % углерода для восстановления.
Какая температура спекания рекомендуется для порошка ВК11ВК?
Оптимальный диапазон — 1380–1450 C в вакууме. Для достижения максимальной плотности применяют горячее изостатическое прессование при 1350–1400 C и давлении 100–150 МПа.
