Mekanik Alaşımlama Yönteminin Wc - Co Sert Metal Sisteminin Sinterleme Davranışı Üzerine Etkisi

Abstract

Sementit karbürler, sert karbür parçacıklarının sünek ve tok bağlayıcı matris ile birbirine bağlandığı, sert ve aşınma dayanımı yüksek refrakter kompozitleri temsil eder. Son yirmi yılda, yapılan çalışmalar nanokristal tane yapısında sementit tungsten karbür malzemeler üretmek amacıyla nano boyutlu tungsten karbür tozu sentezi üzerine yoğunlaşmıştır. Çeşitli yöntemlerle bu tozların üretimi mümkün olsa da, sinterleme sırasında tane büyümesinin kontrolünde karşılaşılan güçlükler nedeniyle nano boyutlu WC-Co (WC tane boyutu < 100 nm) üretimi oldukça zordur. Sinterleme sırasındaki tane büyümesini önlemek amacıyla VC, Cr3C2, NbC ve TaC gibi katkıların sisteme eklenmesi sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada, mekanik alaşımlamanın WC-Co sert metal sisteminin sinterleme davranışı üzerine etkileri araştırılmıştır. Mekanik alaşımlama yöntemiyle hazırlanan 94WC-6Co içeriğindeki tozlara sıvı faz sinterleme uygulanmıştır. Mekanik alaşımlama süresi, mekanik alaşımlanmış toz oranı değişimi ve VC, Nb, W ve C katkılarının yoğunluk, mikroyapı ve faz oluşumları üzerine etkileri incelenmiştir.

Cemented carbides represent a group of hard and wear-resistant refractory composites in which hard carbide particles are bound together by a ductile and tough binder matrix. Over the past two decades, research efforts have been directed towards the synthesis and sintering of nanosized tungsten carbide powders in order to manufacture cemented tungsten carbide materials with nanocrystalline grain structure. Although commercial processes are now available for producing sintered WC–Co with ultrafine grain sizes (<200 nm), controlling grain growth during sintering remains a critical technology challenge. Addition of grain growth inhibitors such as VC, Cr3C2, NbC and TaC to the system is a common practice, so as to avoid grain growth during sintering. In this study, effect of mechanical alloying on the sintering behaviour of WC-Co hardmetal system was investigated. Powders having the composition of 94WC-6Co were liquid phase sintered. The effect of mechanical alloying time, mechanical alloyed powder fraction and VC, Nb, W and C additions to the system on the density, microstructure and phase formations were investigated.