در پی دستیابی به ابزار برش ایده‌آل، فرآیند سرمایش سریع (RC) یک شمشیر دولبه است. در حالی که برای مهندسی یک گرادیان تابعی تخلیه شده از کبالت برای افزایش چسبندگی پوشش ضروری است، یک محیط پرمخاطره برای مدیریت کربن نیز ایجاد می‌کند.

اخیراً، ما مجموعه‌ای از بازخوردهای فنی را تجزیه و تحلیل کردیم که چرخه «مشکل -> تجزیه و تحلیل -> راه‌حل» را در تف‌جوشی پیشرفته کاملاً نشان می‌دهد.

دو مسئله در نمونه‌های آزمایشی شناسایی شد:

• ظهور فاز η- (Co3W3C): که باعث می‌شود اینسرت‌ها فوق‌العاده شکننده و غیرقابل استفاده برای برش فلز شوند.
• افزایش تخلخل: در مقایسه با نمونه‌های HIP با فشار بالا، اینها ریز حفره‌های بیشتری را نشان دادند که بر استحکام کلی ساختاری تأثیر می‌گذارد.

الف. «کمبود کربن» ناشی از مهندسی سطح

برای دستیابی به یک سطح تخلیه شده از کبالت، باید یک گرادیان کربن ایجاد کنیم که کبالت مایع را از سطح به داخل هسته «پمپ» کند.

• مصرف پنهان: کوره‌های RC مدرن و با راندمان بالا، گردش جوی قوی‌تر و قابلیت‌های خلاء بالاتری دارند. این محیط «کربن‌خوار» است—به شدت کربن را از سطح جدا می‌کند.
• آستانه: اگر فرآیند کربن بیشتری نسبت به مخلوط پودر اولیه مصرف کند، سطح زیر حد بحرانی کربن می‌افتد. نتیجه؟ به جای فقط جابجایی کبالت، کمبود کربن باعث می‌شود تنگستن و کبالت به فاز شکننده η-فاز است.
• بازخورد فنی: همانطور که تیم فنی ما نتیجه‌گیری کرد، ظاهر شدن فاز η یک سیگنال مستقیم از یک کمبود کربن است.

تخلخل در این نمونه‌ها یک مسئله فیزیکی محض است.

• شکاف: واحدهای RC استاندارد معمولاً با فشار 9.8 بار کار می‌کنند. در حالی که برای بسیاری از اینسرت‌ها عالی است، نمی‌تواند با «نیروی بی‌رحمانه» یک کوره Sinter-HIP (60–100 بار) در بستن منافذ زیر میکرون برابری کند.
• راه حل: این امر مستلزم کنترل دقیق‌تری بر مدت زمان تف‌جوشی فاز مایع (LPS) و یکنواختی دما برای اطمینان از تراکم کامل است.

بر اساس این یافته‌ها، ما رویکرد خود را برای تسلط بر تعادل «کربن-فشار» اصلاح کرده‌ایم:

• تنظیم نسبت کربن به تنگستن: از آنجایی که فرآیند RC و محیط‌های کوره جدید کربن بیشتری «مصرف» می‌کنند، ما باید افزایش پیشگیرانه کربن را در مخلوط پودر اولیه انجام دهیم. این «سوخت‌رسانی بیش از حد» تضمین می‌کند که کربن کافی برای هدایت مهاجرت کبالت بدون ایجاد کربن‌زدایی وجود دارد.
• تنظیم دقیق دما: ما دمای تف‌جوشی نهایی را برای به حداکثر رساندن تراکم در حد 9.8 بار تنظیم کرده‌ایم.

نتیجه: کیفیت فقط به تجهیزات مربوط نمی‌شود. این در مورد هم‌افزایی بین شیمی و فیزیک است. با درک اینکه فرآیند RC چگونه کربن شما را «خرج» می‌کند، می‌توانید آن را در منبع جبران کنید تا ابزارهایی تولید کنید که هم سخت و هم کاملاً پوشش‌داده شده باشند.