Metallikarbidit ja muut kovametallit. Joel Köykkä & Lauri Mäkinen

Samankaltaiset tiedostot
PURISTIN

TEOLLISUUSPINNOITTEET

KUIVATUSOSA

Ex E e x l e Co C m o po p si o t si es e Re R i e nf n or o cin ci g n g Yo Y u o r u Bu B si u n si e n ss e Toukokuu 2014

Pehmeä magneettiset materiaalit

UDDEHOLM VANADIS 60. Käyttökohteet. Yleistä. Ominaisuudet. Erityisominaisuudet. Taivutuslujuus. Fysikaaliset ominaisuudet 1 (5)

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

TEOBAL Teollisuuden sivutuotteiden hyödyntäminen ballistisissa suojamateriaaleissa

Materiaaliryhmien taksonomia

RAHANARVOISTA SUORITUSKYKYÄ

Ex E e x l e Co C m o po p si o t si es e Re R i e nf n or o cin ci g n g Yo Y u o r u Bu B si u n si e n ss e Heinäkuu 2014

Rakennesuunnittelu. Materiaali. Kudotut rakenteet. Komposiitit ALM. Functionally graded. Vaahdot

Exel Composites Reinforcing Your Business

Exel Composites Reinforcing Your Business Pienten yhtiöiden Pörssi-ilta Oulussa Vesa Korpimies Toimitusjohtaja

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

Laserpinnoitus. Petri Vuoristo Tampereen teknillinen yliopisto, materiaaliopin laitos ja Teknologiakeskus KETEK Oy, Kokkola

YOUR LOCAL SOURCE IN A GLOBAL WORLD YOUR SUPPLIER OF METAL COMPONENTS

UDDEHOLM UNIMAX 1 (5) Yleistä. Käyttökohteet. Mekaaniset ominaisuudet. Ominaisuudet. Fysikaaliset ominaisuudet

Lastuavat työkalut A V A 2007/2008

RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET

SISÄLLYSLUETTELO. Poranterät pikateräksestä ja kovametallista Kierretapit Jyrsinterät pikateräksestä

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit

Cerablast. -Puhallusaineita lasista, keramiikasta ja korundista-

METSÄN UUDET MAHDOLLISUUDET UPM BIOFORE YHTIÖ. ProSuomi-projektin päätösseminari , Juuso Konttinen

Nanoteknologian tulevaisuuden näkymistä. Erja Turunen Vice President, Applied Materials

Betonituotteet kemiallista kestoa vaativiin kohteisiin Ruskon Betoni Oy , Niko Riikonen

Venäjän kaupan barometri Kevät Suomalais-Venäläinen kauppakamari Tutkimuksen tekijä:

Kriittiset metallit Suomessa. Laura S. Lauri, Geologian tutkimuskeskus

UDDEHOLM VANADIS 6. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työkalun suorituskyvyn kannalta

Materiaaliryhmien taksonomia

Vakaa kehitys jatkui. Osavuosikatsaus tammi maaliskuu /4/2019

MIILUX KULUTUSTERÄSTUOTTEET JA PALVELUT. - Kovaa reunasta reunaan ja pinnasta pohjaan -

WIDIA-HANITA TUOTTEET

Jari Rosendal, toimitusjohtaja Petri Castrén, talousjohtaja Kemiran osavuosikatsaus. Tammimaaliskuu

UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Käyttökohteet. Ominaisuudet. Yleistä. Työkalun suorituskyvyn kannalta

SmartChemistryPark. Linda Fröberg-Niemi Turku Science Park Oy

DIARC-pintakäsittelyillä uusia ominaisuuksia tuotteisiin

1. Materiaalien rakenne

Luento 5 Hiiliteräkset

KAIVOSTEOLLISUUDEN KASVUOHJELMA

PLASTOCO Oy Ab PLASTOCO OY AB. teknisten muoviosien sopimusvalmistaja

Yhtiökokous

782630S Pintakemia I, 3 op

Biodieselin (RME) pientuotanto

J O H D A N T O... E 1. 2

Etteplanista entistä vahvempi kumppani asiakkaiden digitalisoitumishaasteiden ratkaisemiseen. Juha Näkki, President and CEO Etteplan Oyj 15.3.

Piikarbidi, jalokorundi ja tavallinen korundi

Puhtaamman tulevaisuuden rakentaja

18 Hakemisto. Hakemisto

Inveio Uni-directional crystal orientation. GC4325 tehty kestämään. Pitkäkestoista teräksen sorvausta

Osavuosikatsaus II/05

Exel Composites Reinforcing Your Business

Kokemuksia T&K-hankkeiden tulosten hyödyntämisessä. Heidi Fagerholm EVP, R&D and Technology, Kemira

Fysikaaliset ominaisuudet

Bitumikatteen pitkä tie asfaltiksi VALTSU. Tarpaper Recycling Finland Oy Kati Tuominen

Keraamit ja komposiitit

Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt

Talouden ja tiekuljetusten yhteys ennen, nyt ja tulevaisuudessa

81 RYHMÄ MUUT EPÄJALOT METALLIT; KERMETIT; NIISTÄ VALMISTETUT TAVARAT

Teollisen yhteistyön uudet mahdollisuudet SavonSampo Jukka Noponen

Glaston tammi-joulukuu 2016

UPM ForMi - selluloosa biokomposiitit ja käytännön sovellukset. Stefan Fors, UPM

TALOUS TUTUKSI koulutus Kasvuyritys esittäytyy. Alphaform Nordic. KTM Dan Björklöf Toimitusjohtaja

81 RYHMÄ MUUT EPÄJALOT METALLIT; KERMETIT; NIISTÄ VALMISTETUT TAVARAT

Deformaatio. Kiteen teoreettinen lujuus: Todelliset lujuudet lähempänä. σ E/8. σ E/1000

Liikevoitto parani selvästi huhti kesäkuussa viime vuodesta. Harri Kerminen, toimitusjohtaja

Venäjän kaupan barometri Kevät Suomalais-Venäläinen kauppakamari Tutkimuksen tekijä:

CHEM-A1400 Tulevaisuuden materiaalit, 1. luento

7. Jyrsin- ja muut terät, HSS

Biotalouden mahdollisuudet. Jouko Niinimäki & Antti Haapala Oulun yliopisto

2. KOVAMETALLI (HM) - PORAT

Energia ja luonnonvarat: tulevaisuuden gigatrendit. Johtaja Tellervo Kylä-Harakka-Ruonala, EK

RAEX KAIKKINA AIKOINA KAIKKIIN OLOSUHTEISIIN

KIVIPORANTERÄT IP-PAKKAUS

Elintarviketeollisuuden talouskatsaus. Syyskuu 2019

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

Exel Compositesin strategia

Tulevaisuuden tehdas 2020 Petri Laakso, Senior Scientist

UP - Plate kovaa kulutusta kestävä, päällehitsattu panssarilevy

Suoritustasoilmoitus rakennustuotteelle StoPox WL 100

Jätehuollosta kiertotaloushuoltoon Satu Hassi Kansanedustaja, eduskunnan ympäristövaliokunnan puheenjohtaja

Takeesta laadukkaaksi tuotteeksi joustavasti yrityksesi tarpeen mukaan.

Kokemukset energiatehokkuusjärjestelmän käyttöönotosta

Chint, keskuskomponenttien markkinajohtaja

Suoritustasoilmoitus rakennustuotteelle StoPox KU 615

Smart way to smart products. Etteplan Q2/2014: Kannattavuus parani

Venäjän kaupan barometri Syksy Suomalais-Venäläinen kauppakamari Tutkimuksen tekijä:

UDDEHOLM VANADIS 10. Työvälineteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työvälineen suorituskyvyn kannalta

Suoritustasoilmoitus rakennustuotteelle StoPox IHS BV

Glaston tammi maaliskuu 2017

Pakettivolyymit säilyivät ennätyksellisellä tasolla merkittävä tulosparannus viime vuoteen verrattuna

Biotalous osana kiertotalouden tiekarttaa Mari Pantsar, Sitra. Kansallinen biotalouspaneeli

Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti

CleanExport. Jussi Parkkali Toimitusjohtaja.

Metallikaivosteollisuuden kehityspolut vähähiilisessä yhteiskunnassa. Mari Kivinen Geologian tutkimuskeskus

AWS A5.20/A5.20M : E70T-9C-H8 / E70T-9M-H8 EN 758 : T 46 0 R C 3 H10 / T 46 0 R M 3 H10

Dislokaatiot - pikauusinta

Kestävää kasvua biotaloudesta. Suomen biotalousstrategia

Edistyksellisiä teknologiaratkaisuja ja palveluja luonnonvarojen kestävään hyödyntämiseen

Metsä Board. Kartonkiliiketoiminnan kannattava kasvu. Markus Holm, talousjohtaja Sijoitus-Invest Metsä Board

Transkriptio:

Metallikarbidit ja muut kovametallit Joel Köykkä & Lauri Mäkinen

Käsitteistä Luokittelu carbide = karbidi, hiilen ja sitä elektropositiivisemman alkuaineen (metalli) yhdiste. Kovametalleista puhuttaessa tärkeimpiä ovat ryhmien 4, 5 ja 6 välisijakarbidit (TiC ja WC) hardmetals; cemented carbides = kovametallit cermets = kermetit; kerametallit Kovametallit merkitsevät käytännössä volframikarbidia ja sen seoksia kuten WC-Co Kermeteille useita määrittelyjä. ceramic metal 1) Keraamiset materiaalit sitoutuneena metallimatriisissa 2) Sintteröidyt kovametallit (esim. TiC seostettu) pois lukien WC-Co yhdisteet 3) Ti(C,N) pohjaiset keraamit, joilla ylivoimaiset ominaisuudet verrattuna WC-Co yhd.

Toimijoita alalla Betek GmbH, LV. 160 milj. China Minmetals Corporation, LV. $56 mrd. Xiamen Tungsten CO. Ltd; LV. $1,6 mrd. Nippon Tungsten Co. Ltd, $100 milj. Sandvik konserni, LV. 9,5 mrd. Atlas Copco AB, LV. 10 mrd. Plansee Group, LV. 1,3 mrd. http://www.itia.info/assets/files/itia_newsletter_12_2010.pdf https://www.plansee-group.com/en/about-us.html http://viewer.atlascopco.com/atlas_copco_annual_report_2014/ http://www.simon.de/en/firmengruppe/ http://www.bloomberg.com/research/stocks/snapshot/snapshot.asp? ticker=6998:jp http://www.sandvik.com/en/annual-reports/annual-report2014/ http://www.hoovers.com/company-information/cs/revenue-financial. Betek_GmbH Co_KG.4c841e9f6501fd19.html http://www.bloomberg.com/research/stocks/financials/financials.asp?ticker=600549: CH&dataset=incomeStatement&period=A&currency=US%20Dollar

Markkinat Vuonna 2012 valmistettiiin yli 50 000 tonnia WC-Co Vastaa noin 60 % louhitusta ja kierrätetystä volframista Euroopan osuus 28 % ja Kiinan 39 % Markkinan koko vuonna 2011 noin 22 miljardia euroa Metallityöstön sovellusten osuus maailmanlaajuisesta liikevaihdosta on noin 65 %, mutta raaka-aine kulutuksesta vain 22 paino-% korkea jalostusarvon lisäys Muut merkittäviä kovametalleja, joiden valmistusmäärät useita kertaluokkaa WC:a pienempiä TiC, TiN, Ti(C,N) Kermetit niche markkinoilla Käytettyjä materiaaleja: TiAlN, ZrC, HfC, VC, NbC, TaC, Cr3C2, UC, U2C...

Kovametallin rakenne ja ominaisuudet Mekaaniset ominaisuudet riippuvat materiaalin mikrorakenteesta faasit, niiden jakaumat, rajapinnat raekoko WC rakeet koboltti täyte/sidosaineessa WC antaa kovuuden (faasin m-% osuus 70-97), Co (yleensä fccmuoto) sitkeyden (toughness) WC:n heksagonaalinen rakenne. Hiiliatomilla on koordinaatio kuuteen volframiatomiin. Vahvat ominaisuudet ovat rakenteen timanttimaisen luonteen ansiota. SEM kuva tyypillisestä WC-Co mikrorakenteesta http://www.allaboutcementedcarbide.com/02.html

Mekaanisista ominaisuuksista Ominaisuuksia hyvä kemiallinen kestävyys sulamispiste yli 2700 celcius erinomaiset mekaaniset ominaisuudet suuri Vickers kovuus >2600 suuri Youngin moduuli (elastinen moduuli) >600 GPa puristusvahvuus >3400 MPa murtumisvahvuus ja iskunkestävyys hyvä erinomainen kulutuskestävyys hyvä lämmönjohtavuus korroosiokestävyys: WC-Co kovametallilla heikohko paremipia ovat seostetut WCNi ja TiC-Co http://www.itia.info/assets/files/newsletter_2010_06.pdf

Malmista kovametalliksi (WC-Co) 1. Volframiitti (Fe,Mn)WO4) Scheeliitti (CaWO4) 1. 2. 3.

Volframikarbidin valmistusmenetelmistä Prosessit tiivistetysti alkuaine hiilen ja metallin tai metalliyhdisteen välisiä reaktioita Käytetyin menetelmä karburointi: hiilen ja metallin suora yhdistäminen 2000 C lämpötilassa ja suojakaasussa Käytetty menetelmä riippuu halutusta partikkekoosta ja käyttökohteesta. Merkittävimmät raekokoon vaikuttavat tekijät: lämpötila, hiilen määrä, epäpuhtaudet ja jälkipuristusaika Erittäin hienoja mikro- tai nanokoon hiukkasia saadaan valmistettua esimerkiksi jauhamalla karkeampaa tuotetta tehokkailla myllyillä Karbideja kierrätetään runsaasti: kätettyjen kovametallituotteiden prosessointi takaisin sinteröitäväksi.

Karburointi 1. Volframin ja hiilen sekoitus 2. WC-karburointi (1800 C) 3. Jauhatus (WC + Co + alkoholi + parafiini) 4. Kuivatus 5. Raeistus 6. Seulonta 7. Puristus 8. Sintraus (1400 C) 9. Jälkityöstö ja laadunvarmistus http://www.kovametalli-in.fi/pages/kovametallinvalmistus.aspx

Kovametallin kierrätys sinkkiprosessilla (Tikomet Oy)

Sovelluksia Materiaalien työstö, koneistus työstön insertit leikkaus, kuviointi, jyrsiminen, karbidisahat poranterät kaivostoiminta, öljynporaus teolliset suuttimet hiekkapuhallus, vesileikkaus, maaliruiskut ym. metallien taonta ja muokkaus prässäysterät, puristimet, alasimet metallivaijerien kylmäveto, valssausrullat http://www.semafs.org/semafs%20%20%20-%20news_files/with% 20Sandvik-carbide-inserts-pics.7.jpg K.H. Buchel, H.-M. Moretto & P. Woditsch, Industrial Inorganic Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2.p., 2000.

Sovelluksia Kuluvat osat Muita veitset, sakset, työkalut ja erityisesti niiden pinnoitteet hammasporat ja muut lääketieteen sovellukset esim biosensorit teolliset ohjainrullat tiivisteet ja laakerit liukulaakerit, kuulalaakerit tiivisterenkaat, neulat, kaulukset jne. polttimoiden langat maansiirron ja puunhakkuun sovellukset https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn: ANd9GcT75fQlrALyT_mtYphOurGY_04EGeiiiGni1aAC8 xmiqcqtyvuekw https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:and9gctm_jooavtztn8gpox4gdtbts8uznmtecd8gngihvc4tlu4ks_3q luotisuojaus, panssarit panssariammukset säteilysuojat korut ja sormukset seostukset raskaisiin metalleihin, vastapainot superseokset, joilla superominaisuudet: kaasuturbiinien osia ym http://www.tungsten-bar.com/image/lamp-2.jpg https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn: ANd9GcSJq4_BqA655gwirb5Bqr9fnwivjupSE1eivdEj4umtO2 Prwr_9

Alan näkymät ja yrittäjyys - - Vuodesta 2012 kaivosteollisuuden tilausmäärä on supistunut - taustalla ylikapasiteetti ja ylitarjonta metallien voimakas hinnan lasku - mm. ruotsalaiset louhintatekniikan suuryritykset kärsineet investointien hidastuessa - metallityöstö liiketoiminnan osuus on kasvanut Sandvikilla - Volframia Suomessa ja Fennoskandiassa 10000 t ja suomessa 1500 t BRIC-maiden hidastuva talouskasvu? Työstö ja koneistus - merkittävin ja eniten innovoiva osa - uudet materiaalit; komposiitit, päällystys http://www.bloomberg.com/news/articles/2014-07-18/atlas-copco-sandvik-chiefs-signal-end-to-mining-equipment-woes http://www.4-traders.com/sandvik-ab-6491091/financials/ http://www.itia.info/assets/files/newsletter_2010_06.pdf - - Ala on suurten toimijoiden hallinnassa - perinteisillä sovellusaloilla kilpailu lienee lähes mahdotonta - tutkimus - innovaatio - tuote (vrt. Exote Ltd.) - Sotateollisuus: pienenä toimija vaikeaa, erittäin pitkät tuotetestaukset, vaatii merkittäviä pääomia - keksi huipputuote - vakuuta asiakas yrityskauppa Ideoita: uudet päällystysmateriaalit, kovametallien seostaminen, uusia komposiitteja ja laminaatteja

Suomi (yritykset) Tikomet Oy Kovametallien kierrätyspalvelu Kovametallijätteen prosessointi sinkkiprosessilla uusiokovametallipulveriksi Global Tungsten & Powders (GTP) osti Tikometin 7/2015 Exote Ltd. Perustettu 2003 Luotisuojia ja panssarointeja kermetistä (Exote Armour), teolliset sovellukset Yhteistyössä VTT:n kanssa kehitetty, tutkimusta 1990-luvun puolivälistä Alunperin ideana ollut luoda korvaava kovametalli teollisuuteen Suomessa toimii useita kovametallituotteita toimittavia yrityksiä Työstötyökalujen valmistusta valmiista WC/Co profiilista, pinnoitusta http://www.tikomet.fi/fi http://www.exote-armour.com/ http://www.vtt.fi/ http://www.ipmd.net/news/003322.html Useissa dioissa kuvalähteenä käytetty: V.K. Sarin, D. Mari, L. Llanes, C.E. Nebel, Comprehensive Hard Materials: Volume 1 Hardmetals, Elsevier, Oxford, 2014.