Eingehende Analyse des Sinterprozesses von Hartmetallstempeln

Das Sintern von Hartmetallstempeln ist ein präzises und komplexes Verfahren, bei dem das Pulver durch Komprimierung in einen Rohling umgewandelt wird, der dann in einem Sinterofen auf eine bestimmte Temperatur (Sintertemperatur) erhitzt und für einen bestimmten Zeitraum (Haltezeit) gehalten wird, und schließlich abgekühlt wird, um den gewünschten Hartmetallstempel mit den erforderlichen Eigenschaften zu erhalten. Dieser Prozess lässt sich in vier Kernphasen unterteilen, wobei jede Phase die Geheimnisse der Materialumwandlung in sich birgt.

1. Entfernung des Formgebungsmittels und Vor-Sinterungsphase

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In diesem Stadium beginnt die Bildung des Sinterkörpers. Wenn die Temperatur allmählich ansteigt, beginnt sich das Formgebungsmittel zu zersetzen oder zu verdampfen und verlässt langsam das Stadium des Sinterkörpers. Währenddessen kann dieser Prozess von einer leichten Aufkohlung des Sinterkörpers begleitet sein, wobei der Grad der Aufkohlung je nach Art, Menge und Sinterverfahren des Formstoffs variiert. Während dieser Zeit werden die Oxide auf der Oberfläche des Wolframkarbidstempelpulvers reduziert, insbesondere bei der Sintertemperatur, bei der Wasserstoff die Oxide von Kobalt und Wolfram wirksam reduzieren kann. Wird das Formgebungsmittel entfernt und die Sinterung in einer Vakuumumgebung durchgeführt, verläuft die Kohlenstoff-Sauerstoff-Reaktion relativ mild. Außerdem baut sich die Kontaktspannung zwischen den Pulverteilchen allmählich ab, und das gebundene Metallpulver beginnt sich zu erholen und zu rekristallisieren, wobei Oberflächendiffusionsphänomene auftreten, die zu einer Erhöhung der Festigkeit des komprimierten Blocks führen.

2. Festphasen-Sinterstufe (800℃-Eutektikumstemperatur)

Im Temperaturbereich vor dem Auftreten der flüssigen Phase setzen sich nicht nur die Prozesse fort, die in der vorangegangenen Phase stattgefunden haben, sondern auch die Festphasenreaktionen und die Diffusion verstärken sich, das plastische Fließen nimmt zu, und der Sinterkörper weist eine erhebliche Schrumpfung auf.

3. Flüssigphasen-Sinterstufe (Eutektische Temperatur-Sintertemperatur)

Sobald der Sinterkörper in die flüssige Phase eintritt, wird der Schrumpfungsprozess schnell abgeschlossen, gefolgt von Veränderungen in der kristallinen Struktur, die die grundlegende Organisation und Struktur der Legierung bilden.

4. Abkühlungsphase (Sintertemperatur-Raumtemperatur)

Während dieser Phase ändern sich die Organisation und die Phasenzusammensetzung des Hartmetallstempels je nach den unterschiedlichen Abkühlungsbedingungen geringfügig. Unter Ausnutzung dieser Eigenschaft kann die Wärmebehandlung auf den Wolframkarbidstempel angewendet werden, um seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften zu verbessern, was ihm einen höheren Gebrauchswert verleiht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Sinterprozess von Wolframkarbidstempeln ein präzises Verfahren ist, das Temperaturkontrolle, Zeitmanagement und Phasenumwandlung des Materials umfasst. Jeder Schritt ist entscheidend und bestimmt gemeinsam die Qualität und Leistung des Endprodukts.