En el processament d’alumini, la fabricació i les aplicacions industrials relacionades, els materials de tungstè serveixen d’elements bàsics indispensables. Les propietats físiques i químiques úniques i químiques de l’alumini - incloent un punt de fusió baixa (660 graus), alta conductivitat tèrmica (237 w/(m · k)) i una forta tendència de formació de pel·lícules d’òxid - imposen requisits estrictes en materials de tungstè que s’utilitzen en el contacte amb ell. La selecció de materials de tungstè adequats per a l'alumini - Les operacions relacionades afecta directament l'eficiència del processament, la qualitat del producte i la vida del servei d'equips. Aquest article aprofundirà sistemàticament sobre tipus de material de tungstè adequats per a aplicacions d'alumini i les seves característiques professionals.
Tungsten, que té un ultra - punt de fusió elevat (3422 graus), excel·lent alta - força de temperatura (resistència a la tracció superior a 500 mPa a 1000 graus), i la conductivitat elèctrica/tèrmica favorable s'ha convertit en un material crític en els processos de processament d'alumini com la soldadura, el tall, el tall i la matriu-}}}}}}}}}}}}}}}}. Tanmateix, no tots els materials de tungstè són aplicables universalment al processament d’alumini. La interacció entre tungstè i alumini (com ara una formació potencial de compostos intermetàlics) i ambients de processament específics (temperatura, pressió, paràmetres actuals) requereixen una selecció de material dirigit.
Elèctrodes de tungstè per soldadura d'alumini
Soldadura d'alumini - particularment la soldadura d'arc de tungstè de gas (GTAW, conegut comunament com a soldadura TIG) - es basa molt en els elèctrodes de tungstè. La selecció d’elèctrodes influeix directament sobre l’estabilitat de l’arc, la formació de soldadura i les taxes d’ocurrència de defectes.
Els elèctrodes de tungstè pur (W1) ofereixen un punt de fusió elevat i una conductivitat elèctrica estable. A les operacions de soldadura d'alumini actuals baixes - (menys o iguals a 150a), poden mantenir l'estabilitat de l'arc. Tanmateix, el seu alt rendiment actual - és limitat i són propensos a la contaminació d'alumini (formant intermetàlics trencadissos) que degrada la qualitat de la soldadura. Així, els elèctrodes purs de tungstè són adequats només per a tasques de soldadura d'alumini simples, baixes {7-.
Els elèctrodes de tungstè autriat (WT20), que contenen 1,8 - 2,2% d'òxid de tori, presenten una capacitat d'emissió d'electrons superior i un corrent superior - capacitat de transport en comparació amb el tungstè pur. Mantenen arcs estables fins i tot sota mitjà - a - Condicions altes de corrent (200 - 400A), fent-les adequades per a la soldadura d'alumini d'alumini de gruix mitjà. A més, la seva resistència a la contaminació es millora significativament, reduint l’adhesió d’alumini durant la soldadura. Tingueu en compte que el tori és un material radioactiu de baix nivell; Els protocols de seguretat estrictes (inclosos els equips de ventilació i protecció personal) s’han d’implementar durant l’ús i l’emmagatzematge.
Cerium - Els elèctrodes de tungstè (WC20) serveixen com a ideals no - alternatives radioactives als elèctrodes auxiliars. Amb 1,8 - 2,2% de contingut d'òxid de cerium, ofereixen un excel·lent rendiment d'encesa d'arc (tensió d'encesa inferior o igual a 12V) i estabilitat de l'arc. En la soldadura d'alumini, redueixen el saló més del 30% i milloren la consistència de la formació de soldadura. La seva resistència a la contaminació d’alumini i la seva vida útil (1,5x la del tungstè pur) els fan cada cop més prevalents en entorns de fabricació conscients del medi ambient.
Lanthanum - Els elèctrodes de tungsten (WL15) representen una altra opció radioactiva no - rendiment no -. Contenen 1,3 - 1,7% d'òxid de lanthanum, ofereixen una capacitat de transport elevada de corrent - (fins a 500A) i característiques d'arc concentrades (proporció de compressió d'arc superior o igual a 1,2). Això redueix l’entrada de calor a les peces d’alumini per 15 - 20%, minimitzant la deformació tèrmica: un avantatge crític per als components d’alumini sensibles a la calor (com ara 6061-T6 d’aliatge).
Aliatges de tungstè per a la matriu d'alumini - motlles de fosa
A la colada d’alumini -, els motlles aguanten un contacte prolongat amb alumini fos (680 - 720 graus) i requereixen una resistència a la temperatura elevada excepcional -, resistència al desgast i resistència a cops tèrmics. Aliatges de tungsten - principalment tungsten - nickel - Iron (w - ni - fe) i tungsten - nickel - coure de coure (W - ni - Cu) Systems-Are àmpliament utilitzats per a components i insercions del motlle clau.
W - ni - Fe Aliatges (normalment 90W-7NI-3Fe) ofereixen alta densitat (17,5-18,5 g/cm³), alta resistència (resistència a la tracció superior o igual a 800 mPa) i una bona duresa (energia d’impacte superior o igual a 20 J). Suposen un impacte de l’alumini fos i presenten taxes de desgast un 30% inferiors a l’acer H13 convencional, ampliant significativament la vida útil del motlle. La seva conductivitat tèrmica moderada (80-100 W/(M · K) facilita la distribució uniforme de calor, evitant que els defectes locals de sobreescalfament i colada.
W - ni - Cu Aliatges (per exemple, 85W - 10ni - 5cu) Proporciona alta - Rendiment de temperatura i resistència al desgast mentre ofereix una maquinària superior (30% més elevada eliminació del material que W - Ni {{-} Fe). Això els fa ideals per fabricar motlles de fosa d’alumini amb estructura complexa (com ara motlles de components d’aliatge d’alumini automobilístics amb cavitats complexes).
Carbur de tungstè per a eines de tall d'alumini
El tall d’alumini és un pas fonamental en la fabricació de productes d’alumini. A causa de la baixa duresa d'alumini (HB30 - 100) i la plasticitat alta, les eines de tall són propenses al desgast i construïdes - Formació de vora superior. Tungsten Carbide (WC - CO) Materials - amb duresa superior a HRA85 i excel·lent resistència al desgast com a solucions òptimes per a eines de tall d'alumini.
Es prefereixen els carburs cementats amb baix contingut de cobalt (CO inferior o igual al 6%) per al tall d'alumini. El contingut reduït d’enquadernador de cobalt minimitza l’afinitat química amb l’alumini, reduint la formació de vora de la construcció - superior. Addicionalment, el carbur de tungstè de gran - grana (mida del gra 0,5-1μm) millora la duresa de l'eina (HRA88-90) i la resistència al desgast, mantenint la nitidesa de la vora del tall durant el mecanitzat d'alumini prolongat.
Tractaments de superfície per a eines de carbur de tungstè optimitzen encara més el rendiment de tall d'alumini. Els recobriments de nitrur de titani (estany) (gruix 3 - 5μm) redueixen el coeficient de fricció de 0,6 a 0,3, mentre que els recobriments de carbonitrur de titani (TICN) milloren la resistència al desgast en un 50% en comparació amb les eines no recobertes. Aquests recobriments amplien la vida de l'eina per 2-3x i milloren l'eficiència de tall en el mecanitzat d'alumini d'alta velocitat (velocitats de cargol superiors o iguals a 3000 rpm).
En conclusió, la selecció de materials de tungstè adequats per al processament d’alumini requereix una consideració completa dels mètodes de processament específics, les condicions de treball i els indicadors de rendiment. Ja sigui per a la soldadura d’elèctrodes, Die - Aliatges de motlle de fosa o carbur de tall, cada tipus de material té diferents característiques professionals i escenaris d’aplicació. Només mitjançant una selecció precisa de materials pot aconseguir que el processament d’alumini aconsegueixi una eficiència i una qualitat òptimes, impulsant la indústria de processament d’alumini cap a un desenvolupament més professional i eficient. Amb els avenços continuats en la ciència del material, Next - Generació alta - Materials de tungstè de rendiment adaptats per a aplicacions d'alumini -, com ara els aliatges de tungstè nanoestructurat i multi {{7} de la capa de gradient de la capa - es produiran i es podran adonar -se.
