Cemented carbide for cutting tools, which is composed of carbide as a hard phase and metallic component as a metallic phase, mainly uses cobalt as the metallic phase due to the excellent mechanical properties of cobalt. However, as the demand for machining difficult-to-machine materials such as titanium and carbon fiber-reinforced plastics has recently increased, the development of high-hardness cemented carbide is necessary and the replacement of cobalt metal with a high-hardness alloy is required. In this study, we would like to introduce high-hardness cemented carbide fabricated using nickel-tungsten alloy as the metallic phase. First, nickel-tungsten alloy powder of the composition for formation of intermetallic compound confirmed through thermodynamic calculations was synthesized, and cemented carbide was prepared through the sintering process of tungsten carbide and the synthesized alloy powder. Through evaluating the mechanical properties of high-hardness cemented carbide with the nickel-tungsten alloy binder, the possibility of producing high-hardness cemented carbide by using the alloys with high-hardness was confirmed.
Tungsten carbide has many industrial applications due to its high electrical and thermal conductivity, high melting temperature, high hardness and good chemical stability. Because tungsten carbide is difficult to sinter, it is sintered with nickel or cobalt as a binder and is currently used in nozzles, cutting tools, and molds. Alumina is reported to be a viable binder for tungsten carbide due to its higher oxidation resistance and lower cost than nickel and cobalt. The ultrafine tungsten carbide-graphene-alumina composites were rapidly sintered in a high frequency induction heating active sintering unit. The microstructure and mechanical properties (fracture toughness and hardness) of the composites were investigated and analyzed by Vickers hardness tester and electron microscope. Since the high-frequency induction heating sintering method enables high-speed sintering, ultrafine composites can be prepared by preventing grain growth. In the tungsten carbide-graphene-alumina composites, the grain size of tungsten carbide increased with the amount of alumina participation. The hardness and fracture toughness of the tungsten carbide-5% graphene- x% alumina (x = 0, 5, 10,15) composites were 5.1, 8.6, 8.6, and 8.4 MPa-m1/2 and 2384, 2168, 2165, and 2102 kg/mm2, respectively. The fracture toughness increased without a significant decrease in hardness. Sinterability was improved by adding alumina to tungsten carbide-graphene.
Kim, G.H.;Jung, W.C.;Yoon, G.S.;Heo, Y.M.;Kwon, Y.S.;Cho, M.W.
Transactions of Materials Processing
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v.19
no.3
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pp.191-196
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2010
Tungsten-carbide as typical difficult-to-cut material has excellent mechanical properties such as high thermal resistivity, mechanical strength and chemical durability. However, it is next to impossible for tungsten-carbide to be fabricated the needed parts by cutting process. In this study, for establishing the micro fabrication method of tungsten-carbide for micro injection or compression molding core, the investigation on micro cutting characteristics of tungsten-carbide green part which is made by powder injection molding process and easy to cut relatively was performed. For this, micro endmilling experiments of tungsten-carbide green part were performed according to various cutting conditions. Finally, the wear trend of micro endmill and the appearance of micro rib according to feed-rate and cutting depth per step were analyzed through SEM images of micro cutting feature and microscope images of micro tools.
Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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2006.09a
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pp.652-653
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2006
This paper introduces a special spheroidizing technology at ultra-high temperature. The conventional cast tungsten carbide (YZ) is melted at high temperature, rapidly cooled and spheroidized on a new ultra-high temperature spheroidizing equipment to prepare various grades WSC powders.
Cobalt coated tungsten carbide-cobalt composite powder has been prepared through wet chemical reduction method. The cobalt sulfate solution was converted to the cobalt chloride then the cobalt hydroxide. The tungsten carbide powders were added in to the cobalt hydroxide, the cobalt hydroxide was reduced and coated over tungsten carbide powder using hypo-phosphorous acid. Both the cobalt and the tungsten carbide phase peaks were evident in the tungsten carbide-cobalt composite powder by X-ray diffraction. The average particle size measured via scanning electron microscope, particle size analysis was around 380 nm and the thickness of coated cobalt was determined to be 30~40 nm by transmission electron microscopy.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2010.06a
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pp.139-139
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2010
Rhenium-Iridium(Re-Ir) thin films were deposited onto the tungsten carbide(WC) molding core by sputtering system. The Re-Ir thin films on tungsten carbide molding core were analyzed by scanning electron microscope(SEM) and surface roughness. The Re-Ir coating technique has been intensive efforts in the field of coating process because the coating technique and process have been their feature, like hardness, high elasticity, adrasion resistance and mechanical stability and also have been applied widely the industrial and biomedical areas. In this report, tungsten carbide(WC) molding core was manufactures using high performance precision machining and the efforts of Re-Ir coating on the surface roughness.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2004.10a
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pp.36-39
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2004
Glass molding is an advantageous method to manufacture glass micro optical components. However, it is difficult to make Tungsten Carbide core for glass microlens array. We have developed novel method to fabricate Tungsten Carbide core for micro glass components using pressure forming. Silicon masters were fabricated by micro machining. Tungsten Carbide core was fabricated by pressure forming and sintering. And we made high quality surface of Tungsten Carbide core by using the magnetic-field-assisted polishing process.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.19
no.3
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pp.370-375
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2010
Tungsten carbide microshaft is used as micro punch, electrode of micro electro discharge machining, and micro tool because of its high hardness and rigidity. In this research, tungsten carbide microshaft was fabricated using electrochemical machining. $H_2SO_4$ solution was used as the electrolyte because it can dissolve tungsten carbide and cobalt simultaneously. Experimentally studied were the effects of electrolyte concentration, machining time, and machining voltage on material removal rate and the shape of the microshaft. To eliminate the effects of bubbles and metal corrosion layer on microshaft shape, the machining was performed below the electrolysis voltage. Three step electrochemical process was suggested to fabricate the straight tungsten carbide microshaft. As a result, a straight tungsten carbide microshaft of $30{\mu}m$ in diameter and $500{\mu}m$ in length was obtained through the proposed three step electrochemical process.
Kang, Hee-Nam;Jeong, Dong Il;Kim, Young Il;Kim, In Yeong;Park, Sang Cheol;Nam, Cheol Woo;Seo, Seok-Jun;Lee, Jin Yeong;Lee, Bin
Journal of Powder Materials
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v.29
no.1
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pp.47-55
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2022
Tungsten carbide is widely used in carbide tools. However, its production process generates a significant number of end-of-life products and by-products. Therefore, it is necessary to develop efficient recycling methods and investigate the remanufacturing of tungsten carbide using recycled materials. Herein, we have recovered 99.9% of the tungsten in cemented carbide hard scrap as tungsten oxide via an alkali leaching process. Subsequently, using the recovered tungsten oxide as a starting material, tungsten carbide has been produced by employing a self-propagating high-temperature synthesis (SHS) method. SHS is advantageous as it reduces the reaction time and is energy-efficient. Tungsten carbide with a carbon content of 6.18 wt % and a particle size of 116 nm has been successfully synthesized by optimizing the SHS process parameters, pulverization, and mixing. In this study, a series of processes for the high-efficiency recycling and quality improvement of tungsten-based materials have been developed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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