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LA PASSION DU CARBURE DE TUNGSTÈNE

Du minerai au produit fini

Découvrez l'ensemble de la chaîne de fabrication des produits en carbure.

 

 

Le groupe CERATIZIT est l'un des rares fabricants de carbure à gérer l'ensemble de la chaîne de processus :
de l'extraction du minerai à la préparation de la poudre, et de l'ébauche à la pièce semi-finie et au produit prêt
à l'emploi. Cela signifie que vous recevrez systématiquement des produits de qualité supérieure sur lesquels
vous pourrez compter.

Production de carbure cémenté

Le processus de fabrication du carbure a un impact considérable sur la qualité du produit fini. Le carbure cémenté ne peut être produit que par la métallurgie des poudres. Lors des nombreuses étapes du processus, tout risque d'impuretés doit être soigneusement éliminé. Le carbure cémenté garantit une longue durée de vie des outils, et le niveau de qualité élevé de la fabrication est absolument nécessaire pour garantir une qualité constante et homogène du carbure, permettant une durée de vie prévisible des outils.





Quelles sont les matières premières utilisées pour la production de carbure cémenté et de composants en carbure ?

Le minerai de tungstène est obtenu par l'exploitation minière, il constitue la base de la production de carbure cémenté et de la fabrication d'outils en carbure cémenté de haute qualité. Environ 4 kg de scheelite ou de wolframite sont obtenus à partir de 2 000 kg de minerai de tungstène, ce qui donne 2,55 kg de tungstène métallique. Au moyen de processus chimiques et physiques, la wolframite et la scheelite deviennent du paratungstate d'ammonium (APT). À haute température, le paratungstate d'ammonium se calcine et se transforme en oxyde de tungstène (l'ammoniac est éliminé). L'oxyde de tungstène est réduit en poudre de tungstène métallique à haute température dans une atmosphère d'hydrogène. En ajoutant du carbone, la poudre de tungstène métallique devient du carbure de tungstène sous l'action de la chaleur. Le carbure de tungstène broyé est ensuite soigneusement mélangé aux métaux liants (cobalt, nickel ou fer) par broyage humide, de manière à obtenir une suspension homogène. Pour une résistance maximale à l'usure et en fonction de la qualité de carbure obtenue, différentes quantités de cobalt sont ajoutées au carbure de tungstène dans la gamme des nanocristaux (<0,2 μm).





Production de poudre

Le processus de fabrication du carbure de tungstène commence par l'extraction du minerai de tungstène. Au cours des premières étapes de séparation et de traitement, un produit cristallisé très pur, le paratungstate d'ammonium (APT), est produit. En le recuisant sous vide, on obtient ensuite l'oxyde de tungstène bleu W2O5, qui en étant recuit à l'air produit l'oxyde de tungstène jaune verdâtre WO3. À des températures comprises entre 800 et 1000°C, l'oxyde de tungstène est réduit en poudre de tungstène pur. Pour cela, la poudre de tungstène est mélangée à de la suie ou du graphite, en chauffant le mélange jusqu'à une température comprise entre 1500 et 2000°C. La poudre à utiliser ensuite se compose de différentes poudres de carbure, de métaux liants et d'accessoires de pressage ainsi que d'autres additifs qui peuvent être broyés par voie humide à la taille de grain souhaitée dans des délais différents ; ils sont ensuite granulés par séchage par pulvérisation.





Méthode de façonnage du comprimé

Quatre procédures de pressage différentes peuvent être utilisées pour former le mélange granulé :

Extrusion : ce processus est utilisé pour fabriquer des pièces comme des barres ou des bandes ; la poudre plastifiée est pressée dans un moule puis découpée.

Moulage par injection de poudre : dans le moulage par injection de poudre métallique, la pâte de carbure cémenté est formée dans une machine de moulage à injection.

Estampage : dans le cas du pressage direct, un outil de pressage est utilisé pour presser la poudre dans sa forme finale.

 

Pressage isostatique à froid (pressage en moule sec ou humide) : dans ce procédé, des tubes en caoutchouc placés dans des cages en acier sont remplis de poudre puis installés dans la presse isostatique à froid, qui transforme la poudre en ébauches solides. Le processus de façonnage suivant donne ensuite la forme finale.

 

Façonnage de la préforme

Usinage des comprimés

Le produit pressé est soumis à un traitement supplémentaire avant d'être fritté. L'usinage mécanique implique des procédures conventionnelles comme le fraisage, la coupe, le perçage ou le tournage.

Frittage - densification du comprimé en une ébauche en carbure

Le processus de frittage détermine les propriétés réelles de la nuance de carbure obtenue. Dans le processus de frittage, le traitement thermique à environ 1 500 °C transforme le comprimé en un corps de carbure cémenté homogène et dense. Le volume du comprimé est réduit jusqu'à 50 % selon la nuance du carbure. Cela signifie qu'il faut beaucoup de savoir-faire dans la production des ébauches afin que les produits finaux aient les bonnes dimensions. Les experts en carbure de CERATIZIT ont plusieurs décennies d'expérience dans le calcul de la rétractation exacte du frittage, ce qui garantit une qualité élevée du produit fini.

Temps de frittage : environ 24 heures
Pression : jusqu'à 100 bar
Température de frittage : 1.400°C - 1.600°C





Finition des ébauches en carbure

L'usinage du carbure cémenté a un impact décisif sur les propriétés et les caractéristiques des outils finis. La précision qualitative des différentes étapes de l'usinage fait une réelle différence dans la durée de vie des outils. Les méthodes d'usinage suivantes peuvent être utilisées pour le carbure cémenté :

  • Rectification
  • Polissage
  • Erosion
  • Rodage
  • Préparation de l'arête
  • Le sablage
  • Revêtement galvanique
  • Pré-brasage

 

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