Dans le traitement en aluminium, la fabrication et les applications industrielles connexes, les matériaux de tungstène servent d'éléments de base indispensables. Les propriétés physiques et chimiques uniques de l'aluminium -, y compris un faible point de fusion (660 degrés), une conductivité thermique élevée (237 W / (M · K)) et une forte tendance de formation de films d'oxyde - imposent des exigences strictes sur les matériaux de tungstène utilisés en contact avec elle. La sélection des matériaux de tungstène appropriés pour l'aluminium - Les opérations connexes ont un impact direct sur l'efficacité de traitement, la qualité du produit et la durée de vie de l'équipement. Cet article élaborera systématiquement les types de matériaux en tungstène adaptés aux applications en aluminium et à leurs caractéristiques professionnelles.
Le tungstène, offrant un point de fusion ultra - (3422 degré), un excellent - résistance à la température (résistance à la traction dépassant 500 MPa à 1000 degrés), et une conductivité électrique / thermique favorable, est devenu un matériau critique dans les processus de traitement de l'aluminium tels que le soudage, la coupe et la mort - Cast. Cependant, tous les matériaux en tungstène ne sont pas universellement applicables au traitement en aluminium. L'interaction entre le tungstène et l'aluminium (telles que la formation potentielle des composés intermétalliques) et des environnements de traitement spécifiques (température, pression, paramètres de courant) nécessitent une sélection de matériaux ciblée.
Électrodes de tungstène pour le soudage en aluminium
Le soudage en aluminium - en particulier le soudage à l'arc tungstène à gaz (GTAW, communément appelé soudage TIG) - s'appuie fortement sur les électrodes de tungstène. La sélection des électrodes influence directement la stabilité de l'arc, la formation de soudure et les taux d'occurrence des défauts.
Les électrodes de tungstène pures (W1) offrent un point de fusion élevé et une conductivité électrique stable. Dans les opérations de soudage en aluminium bas faibles - (inférieures ou égales à 150a), ils peuvent maintenir la stabilité de l'arc. Cependant, leurs performances actuelles élevées - sont limitées, et ils sont sujets à la contamination en aluminium (formant des intermétalliques fragiles) qui dégrade la qualité de la soudure. Ainsi, les électrodes de tungstène pures ne conviennent que pour des tâches de soudage en aluminium simples et faibles.
Les électrodes de tungstène thoriées (WT20), contenant 1,8 - 2,2% d'oxyde de thorium, présentent une capacité d'émission d'électrons supérieure et un courant plus élevé - capacité de charge par rapport au tungstène pur. Ils maintiennent des arcs stables même sous un moyen - à - des conditions de courant élevées (200 - 400a), ce qui les rend adaptés à la soudage en alliage en aluminium d'épaisseur moyen. De plus, leur résistance à la contamination est considérablement améliorée, réduisant l'adhésion en aluminium pendant le soudage. Notez que le thorium est une matière radioactive de bas niveau; Les protocoles de sécurité stricts (y compris la ventilation et l'équipement de protection individuelle) doivent être mis en œuvre pendant l'utilisation et le stockage.
Les électrodes de Tungsten (WC20) sont des alternatives radioactives radioactives non - non- non- idéales. Avec 1,8 - 2,2% de teneur en oxyde de cérium, ils présentent d'excellentes performances d'arc-ingnition (tension d'allumage inférieure ou égale à 12V) et à la stabilité de l'arc. Dans le soudage en aluminium, ils réduisent les éclaboussures de plus de 30% et améliorent la cohérence de la formation de soudure. Leur résistance à la contamination en aluminium et leur vie de service (1,5x celle du tungstène pur) les rendent de plus en plus répandus dans des environnements de fabrication soucieux de l'environnement.
Lanthanum - Les électrodes tungsten (WL15) représentent une autre option radioactive - haute -. Contenant 1,3 - 1,7% d'oxyde de lanthane, ils offrent une capacité de chargement à courant élevé - (jusqu'à 500A) et des caractéristiques d'arc concentrées (rapport de compression de l'arc supérieur ou égal à 1,2). Cela réduit l'entrée de chaleur aux pièces en aluminium de 15 - 20%, minimisant la déformation thermique - un avantage critique pour les composants en aluminium sensibles à la chaleur (tels que les pièces en alliage 6061-T6).
Alloys de tungstène pour la matrice en aluminium - Moules de coulée
Dans le moulage en aluminium -, les moules supportent le contact prolongé avec de l'aluminium fondu (680 - 720 degré) et nécessitent une résistance à la température élevée exceptionnelle -, une résistance à l'usure et une résistance au choc thermique. Tungsten Alloys - principalement tungsten - nickel - iron (w - ni - fe) et tungstène - nickel - Cuivre (W - ni - cu) Systèmes - sont largement utilisés pour les composants et les inserts de moule clés.
W - ni - fe Les alliages (généralement 90W-7NI-3fe) offrent une densité élevée (17,5-18,5 g / cm³), une forte résistance (résistance à la traction supérieure ou égale à 800 MPa), et une bonne dureté (impact d'énergie plus grande que ou égale à 20 J). Ils ont résisté à l'impact en aluminium fondu et présentent des taux d'usure de 30% inférieurs à l'acier H13 conventionnel, prolongeant considérablement la durée de vie des moisissures. Leur conductivité thermique modérée (80-100 W / (M · K)) facilite la distribution de chaleur uniforme, empêchant la surchauffe locale et les défauts de coulée.
W - ni - Cu Alloys (par exemple, 85W - 10ni - 5CU) Fournissent des performances de température élevées comparables - Performances de température et une résistance à l'usure tandis que la machinabilité supérieure (13% de matériau plus élevé que W {- ni-}}. Cela les rend idéaux pour la fabrication de moules à dépérissement en aluminium structuré complexe (tels que les moules de composants en alliage en aluminium automobile avec des cavités complexes).
Carbure de tungstène pour outils de coupe en aluminium
La coupe en aluminium est une étape fondamentale dans la fabrication de produits en aluminium. En raison de la faible dureté de l'aluminium (HB30 - 100) et de la plasticité élevée, les outils de coupe sont sujets à porter et à construire - Formation de bord. Tungsten Carbide (wc - co) MATÉRIAUX - avec une dureté dépassant HRA85 et une excellente résistance à l'usure comme des solutions optimales pour les outils de coupe en aluminium.
Les carbures cimentés à faible teneur en cobalt (CO inférieur ou égal à 6%) sont préférés pour la coupe d'aluminium. La teneur réduite du liant du cobalt minimise l'affinité chimique avec l'aluminium, réduisant la formation de bords - de plus de 40%. De plus, le carbure de tungstène grainé fin - (taille des grains 0,5-1μm) améliore la dureté de l'outil (HRA88-90) et portez une résistance à l'usure, en maintenant la netteté de pointe pendant l'usinage prolongé en aluminium.
Les traitements de surface des outils en carbure de tungstène optimisent encore les performances de coupe en aluminium. Les revêtements de nitrure de titane (TIN) (épaisseur 3 - 5 μm) réduisent le coefficient de frottement de 0,6 à 0,3, tandis que les revêtements de carbonitride en titane (TICN) améliorent la résistance à l'usure de 50% par rapport aux outils non couchés. Ces revêtements prolongent la durée de vie de l'outil par 2 à 3x et améliorent l'efficacité de coupe dans l'usinage en aluminium à grande vitesse (vitesses de broche supérieures ou égales à 3000 tr / min).
En conclusion, la sélection des matériaux de tungstène appropriés pour le traitement en aluminium nécessite une prise en compte complète de méthodes de traitement spécifiques, de conditions de travail et d'indicateurs de performance. Que ce soit pour les électrodes de soudage, la matrice - des alliages de moule de coulée ou les carbures d'outils de coupe, chaque type de matériau a des caractéristiques professionnelles et des scénarios d'application distinctes. Ce n'est qu'à travers une sélection précise des matériaux que le traitement en aluminium peut atteindre une efficacité et une qualité optimales, ce qui entraîne l'industrie de la transformation en aluminium vers un développement plus professionnel et efficace. Avec les progrès en cours en science des matériaux, la génération suivante - High - Performance matériaux de tungstène adapté aux applications en aluminium - telles que les alliages de tungstène nanostructurés et les modes de revêtement de la couche}
