钨粉的物理性能表征

钨粉是生产硬质合金、钨合金和纯钨等钨制品的重要原料,它的性能好坏直接影响后续钨制品的性能好坏。虽然目前钨粉行业在牌号划分上不尽相同,国家对钨粉产品的分类和性能指标有统一标准(GB/T 3458-2006 钨粉)。
 
钨粉的性能主要包括以下几种:几何性能(粒度、比表面、孔径和形状等);粉体的力学性能(松装密度、振实密度、成形性、压缩比等);粉末的表面特性(光泽、表面活性、磁性能等)。
 
粒度:采用干筛分方法和费氏法(Fsss)测定
特粗颗粒:平均粒度>30μm;
粗颗粒:平均粒度10-30μm;
中颗粒:平均粒度3-10μm;
细颗粒:平均粒度0.5-3μm;
超细颗粒:平均粒度<0.5μm。
粉末粒度影响粉末的加工成型、烧结收缩和产品最终性能,比如硬质合金的硬度与WC的晶粒度密切相关,而WC的晶粒度则与钨粉粒度密切相关。
影响钨粉粒度及分布的影响因素:
1、还原温度及升温速度;
2、氢气湿度、流速及流向;
3、料层厚度、加料速度机空隙度;
4、杂质元素。
 
松装密度和振实密度:松装密度是粉末多种性能的综合体现,工业生产常用漏斗法测量,过程为粉末从漏斗按一定高度自由落下充满定量容积时得到质量,进而求得密度,单位g/cm3.振实密度通常用振实密度分析仪测量。
影响松装密度和振实密度的因素:
1、粒度分布,粒度分布越窄,松装密度越小;
2、颗粒流动性;
3、粉末颗粒形状、表面粗糙度。
 
流动性、压缩性和成形性:取决于制粉方法。钨粉生产中流动性以流速表示,通常以50g钨粉从一定孔径的漏斗中全部下落的时间表示,时间越长,流动性越差。压缩性通常有两种方法表示:1、测量粉末在一组压制压力下相对应的压坯密度,压缩性曲线表示(如图1示例);2、测量粉末在单一压制压力下的压坯密度。成形性指粉末压制成形的难易程度和粉末压制后压坯保持其形状的能力,通常以压坯的强度来表示,实际生产过程中则以压制压力和成型效果评估。
粉末压缩曲线图片
影响钨粉流动性、压缩性和成形性的因素:
粒度形貌,不规则粉的压坯强度较大,树枝状粉末强度最大,因为容易出现拱桥效应。而粒度形貌与生产过程控制密切相关。
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