שיטת הכנה של אבקת פרומוליבדן עם תכולת מוליבדן גבוהה

Ferromolybdenum הוא תוספת הסגסוגת הסטנדרטית להחדרת מוליבדן לפלדות סגסוגת, פלדות כלי עבודה, פלדות אל חלד ודרגות מתכות אבקה, כאשר מוליבדן משפר את יכולת ההתקשות, חוזק-טמפרטורות גבוה, עמידות בזחילה ועמידות בפני קורוזיה. אספקת האלמנט בצורת אבקה מאפשרת הזנה רציפה, חלוקה הומוגנית בהמסה או בתערובת אבקה, ושקילה מדויקת לחום קטן. תכולת מוליבדן, תכולת חמצן והתפלגות גודל החלקיקים הם שלושת המשתנים שמחליטים אם אבקת פרומוליבדן מתאימה לחומר פלדה מסגסוגת נתון או לחומר מתכות אבקת.

מסלול הייצור הקונבנציונלי

חומר הגלם המסורתי לייצור אבקת פרומוליבדן הוא מוליבדניט, כלומר תרכיז מוליבדן דיסולפיד. לפני ההיתוך, התרכיז מחומצן וצלוי, בדרך כלל בתנור רב-תאי או רב-תנור, כדי ליצור עפרת מוליבדן קלויה, הנקראת לפעמים סינטר מוליבדית תחמוצת טכנית, עם שארית תכולת גופרית מתחת ל-0.07%. ההתכה מתבצעת לאחר מכן על ידי יציאה-של-תנור, בסגנון אלונותרמי: סיליקון ברזל המכיל 75% סיליקון יחד עם כמות קטנה של גרגירי אלומיניום פועלים כמפחית, התגובה מייצרת סגסוגת מותכת וסיגים, ולאחר קירור הפרומוליבדן מרוסק ומטיל כתוש.

אבקת פרומוליבדן שהוכנה בדרך זו מכילה בדרך כלל 50 עד 60% מוליבדן. העלאת תכולת המוליבדן מעל 70% באותו מסלול נתקלת בקשיים טכניים של ממש: ההפחתה הופכת לפחות מלאה, צמיגות הסיגים וההפרדה מתדרדרים, מתרחשת הפרדה של אזורים עשירים-מוליבדן וברזל- ואיסוף חמצן במהלך ריסוק וטחינה מעלה את תכולת החמצן של האבקה המוגמרת.

שיטת הכנה משופרת לתכולת מוליבדן גבוהה

כדי להתגבר על מגבלות אלו, פותח מסלול מתכות אבקה הבונה את הסגסוגת מאבקות יסוד ולא מאמבט מותך. השיטה מתבצעת בארבעה שלבים.

שלב 1 – חומרי גלם וערבוב.אבקת ברזל מופחתת או גז-מתפרקת משמשת יחד עם אבקת מוליבדן דק במיוחד, עם תכולת המוליבדן של סגסוגת המטרה מעל 70% משקל. לאבקת הברזל יש טוהר של יותר מ-98% וגודל חלקיקים של מינוס 100 mesh, בעוד שלאבקת המוליבדן יש גודל חלקיקים של 100 מיקרומטר או עדין יותר וטוהר של 99% ומעלה. שתי האבקות מעורבבות מכנית במערבל V-, קונוס כפול- או תוף.

שלב 2 – טעינת הטחנה.את האבקה המעורבת שמים בצנצנת טחינה כדורית ומוסיפים כדורי פלדה בקוטר 10 מ"מ, 5 מ"מ ו-3 מ"מ. מסת כדורי הטחינה אינה גדולה מפי 20 מהמסה של האבקה. לאחר מכן אטום הצנצנת.

שלב 3 - כרסום כדורים.הצנצנת האטומה מופעלת על טחנת כדורים עם מהירות הסיבוב נשלטת בטווח של 300 עד 500 סל"ד וזמן טחינה של 1 עד 2 שעות, מה שמייצר תערובת אבקה דקה וסגסוגת מכנית.

שלב 4 - חישול הפחתה.אבקת הסגסוגת הטחונה עוברת חישול הפחתה באווירת מימן ב-500 עד 600 מעלות למשך 1.5 עד 2 שעות, מה שמסיר תחמוצות פני השטח ומוריד את תכולת החמצן של האבקה.

פרמטרים של תהליך במבט אחד

יתרונות בהשוואה למסלול הקונבנציונלי

השיטה מרחיבה את מבחר חומרי הגלם, מכיוון שניתן להשתמש ברוב אבקות הברזל ואבקות המוליבדן הזמינות באופן מסחרי, מה שמפחית את עלות חומרי הגלם ואת סיכון הרכישה. התהליך עצמו פשוט, הדרישות מציוד הייצור צנועות, והמסלול מתאים לייצור בקנה מידה תעשייתי ולא לעבודות אצווה מעבדתיות. איכות האבקה משתפרת גם כן: אבקת הפרומוליבדן הגבוהה בתכולת מוליבדן המיוצרת בדרך זו משלבת רמת מוליבדן גבוהה עם רמת חמצן נמוכה, ולכן היא מתאימה להכנת פלדות סגסוגת בעלות ביצועים גבוהים וחומרים מתכות אבקת. יישומים אופייניים כוללים ייצור פלדה מסגסוגת ופלדת כלי עבודה, תערובות מתכות אבקות, חומרים מתכלים לחזיתות קשיחות וציוני פלדה מהירים- מסונטרים.

שיקולי בקרת איכות ואספקה

מכיוון שהמאפיינים הסופיים תלויים במאפייני האבקה, בדיקה נכנסת צריכה לאמת את גודל חלקיקי אבקת מוליבדן, גודל רשת אבקת ברזל, טוהר על ידי ניתוח כימי ותכולת הלחות. לאחר כרסום וחישול, בדיקות שגרתיות מכסות תכולת מוליבדן, תכולת חמצן, התפלגות גודל החלקיקים וצפיפות לכאורה. פרומוליבדן גבישי לייצור פלדה נסחר בדרך כלל תחת ISO 5451 או GB/T 3649, עם ציונים כמו FeMo60 ו- FeMo70 המציינים את רמת המוליבדן הנומינלית; מוצר אבקה צריך לציין בנוסף את חתך המסננת ואת תכולת החמצן המקסימלית שהוסכם בין הספק למשתמש.

שאלות נפוצות

ש: איזה תכולת מוליבדן יכולה להשיג דרך ההתכה הקונבנציונלית?
המסלול הקלאסי של קליית מוליבדניט ומחוץ-מתוך-תנור נותן אבקת פרומוליבדן עם כ-50 עד 60% מוליבדן, ולעלות על 70% בדרך זו היא קשה מבחינה טכנית.

ש: מהם ארבעת השלבים של שיטת ההכנה המשופרת?
ערבוב אבקת ברזל עם אבקת מוליבדן דק במיוחד, טעינת התערובת לתוך צנצנת טחינה כדורית אטומה עם כדורי פלדה מדורגים, טחינה כדורית ב-300 עד 500 סל"ד למשך 1 עד 2 שעות, ואז חישול הפחתה במימן ב-500 עד 600 מעלות למשך 1.5 עד 2 שעות.

ש: מדוע יחס מסת הכדור לאבקה מוגבל?
יחס של לא יותר מ-20 ל-1 שומר על אנרגיית טחינה מספקת עבור סגסוגת ועידון חלקיקים תוך הגבלת זיהום, ריתוך קר מוגזם ואיסוף חמצן מאמצעי הטחינה.

ש: מהי המטרה של חישול הפחתת מימן?
חישול במימן מסיר תחמוצת פני השטח שנוצרת במהלך הטחינה, מוריד את תכולת החמצן של האבקה ומקל על המתח המוכנס על ידי סגסוגת מכנית.

ש: אילו חומרי גלם נדרשים?
אבקת ברזל עם טוהר מעל 98% וגודל חלקיקים של מינוס 100 mesh, בתוספת אבקת מוליבדן של 100 מיקרומטר או עדין יותר עם טוהר של 99% ומעלה, עם סגסוגת המטרה מעל 70 משקל מוליבדן.

ש: היכן משתמשים באבקת פרומוליבדן מוליבדן גבוה?
הוא משמש לפלדות סגסוגת, לפלדות לכלי עבודה ולפלדות, לפלדות מהירות- מסומרות, לחומרים מתכלים קשים וחומרי מתכת אבקת אחרים הזקוקים לריכוז מוליבדן גבוה עם חמצן נמוך.