Меню змесціва
● Уводзіны ў карбід вальфрама
● Разуменне шчыльнасці: асновы
>> Чаму шчыльнасць мае значэнне
● Шчыльнасць карбіду вальфрама: ключавыя фігуры
>> Чысты карбід вальфраму (WC)
>>> Табліца: Шчыльнасць карбіду вальфраму і звязаных з ім матэрыялаў
>> Замацаваныя карбідныя адзнакі
● Фактары, якія ўплываюць на шчыльнасць карбіду вальфраму
>> Працэс вытворчасці і яго ўплыў
● Метады вымярэння шчыльнасці
>> Прынцып Архімеда
>> Гелій пікнометрыя
>> Рэнтгенаўская кампутарная тамаграфія
● Параўнанне: Карбід вальфрама супраць іншых матэрыялаў
● Прыкладанні, дзе мае значэнне шчыльнасць
>> Рэжучыя інструменты
>> Майнинг і бурэнне
>> Аэракасмічная і абарона
>> Насіце дэталі
>> Ювелірныя вырабы і раскошныя тавары
● Мікраструктура і крыштальная структура
>> Атамная структура
● Экалагічныя і эканамічныя меркаванні
>> Наяўнасць рэсурсу
>> Перапрацоўка і ўстойлівасць
>> Наступствы для выдаткаў
● Праблемы ў працы з карбідам вальфраму
>> Апрацоўка і фарміраванне
>> Далучэнне і збор
>> Дарагасць
● Выснова
● FAQ: Часта задаюць пытанні пра шчыльнасць карбіду вальфраму
>> 1. Якая дакладная шчыльнасць чыстага вальфрамавага карбіду?
>> 2. Як шчыльнасць карбіду вальфраму параўноўваецца з чыстым вальфрамам?
>> 3. Чаму шчыльнасць цэментаванага карбіду змяняецца?
>> 4. Ці паляпшае карбід вальфраму лепш для прамысловых інструментаў?
>> 5. Як вымяраецца шчыльнасць карбіду вальфраму ў прамысловасці?
● Цытаты:
Карбід вальфраму выступае як адзін з самых выдатных матэрыялаў у сучаснай інжынерыі, закрыты сваёй выключнай цвёрдасцю, зносам і ўражлівай шчыльнасцю. Але якая менавіта ўяўляе сабой шчыльнасць Карбід вальфраму , і чаму гэта настолькі важнае ў прамысловых і навуковых прыкладаннях? Гэты ўсёабдымны артыкул паглыбляецца ў шчыльнасць карбіду вальфраму, вывучаючы яго фізічныя ўласцівасці, як ён параўноўваецца з іншымі матэрыяламі і яе значэнне ў розных галінах. Па шляху мы праілюструем ключавыя паняцці дыяграм і выявы для паляпшэння разумення.
Уводзіны ў карбід вальфрама
Карбід вальфраму (WC) - гэта хімічнае злучэнне, якое складаецца з роўных частак вальфрамавых і атамаў вугляроду. Ён славіцца сваёй надзвычайнай цвёрдасцю, высокай тэмпературай плаўлення і выдатным супрацівам да зносу і карозіі. Гэтыя атрыбуты робяць яго незаменнымі ў галінах, пачынаючы ад металаапрацоўкі і майнинга да аэракасмічнай і абароны.
Карбід вальфраму-гэта не метал, а керамічнае злучэнне, якое часта спалучаецца з металічнымі злучнымі, утвараючы цэментаваныя карбіды. Яго унікальнае спалучэнне ўласцівасцей узнікае ў выніку моцных кавалентных сувязяў паміж атамамі вальфраму і вугляродам, а таксама шчыльнай упакоўкай атамаў у крышталічнай рашотцы.
Разуменне шчыльнасці: асновы
Шчыльнасць - гэта фундаментальная фізічная ўласцівасць, вызначаная як маса на адзінку аб'ёму, звычайна выражаецца ў грамах на кубічны сантыметр (G/CM⊃3;) або кілаграмы на кубічны метр (кг/м3;). Для такіх цвёрдых рэчываў, як карбід вальфраму, шчыльнасць - гэта непасрэдны паказчык таго, як шчыльна атомы спакаваны ў структуру матэрыялу.
Формула:
Шчыльнасць = маса/аб'ём
Больш высокая шчыльнасць азначае, што большая маса спакавана ў дадзены аб'ём, што часта азначае вялікую трываласць і стабільнасць у інжынерных прыкладаннях.
Чаму шчыльнасць мае значэнне
- Прадукцыйнасць: матэрыялы з высокай шчыльнасцю звычайна прапануюць вялікую інерцыю, стабільнасць і ўстойлівасць да дэфармацыі.
- Трываласць: больш шчыльныя матэрыялы маюць менш верагоднасць пранікнення або зношаных, што робіць іх ідэальнымі для рэзкі, свідравання і ўстойлівых да зносу.
- Дызайнерскія меркаванні: Шчыльнасць уплывае на вагу кампанентаў, што мае вырашальнае значэнне ў такіх галінах, як аэракасмічная і аўтамабільная інжынерыя.
Шчыльнасць карбіду вальфрама: ключавыя фігуры
Чысты карбід вальфраму (WC)
- Шчыльнасць: найбольш шырока цытаванае значэнне для чыстага вальфрамавага карбіду складае 15,6 г/см3;
- Дыяпазон: у залежнасці ад працэсу вытворчасці і наяўнасці злучных або дабавак, шчыльнасць можа вагацца ад 13,4 да 15,7 г/см3;
Табліца: Шчыльнасць карбіду вальфраму і звязаных з імі шчыльнасці матэрыялаў
| ( |
G/CM⊃3;) |
| Вальффральф |
19.3 |
| Карбід вальфраму (WC) |
15.6 |
| Сталь |
7.8 |
| Тытан |
4.5 |
| Золата |
19.3 |
| Кіраваць |
11.4 |
Як паказана, карбід вальфраму значна шчыльней, чым сталь або тытан, але менш шчыльны, чым чысты вальфрамавы або золата.
Замацаваныя карбідныя адзнакі
Карбід вальфраму часта выкарыстоўваецца ў якасці кампазітнага матэрыялу, дзе збожжа WC замацаваны разам з металічным злучным металам (звычайна кобальтам або нікелем):
- Вальфрама-кобальт (YG): шчыльнасць памяншаецца па меры павелічэння ўтрымання кобальту. Напрыклад:
- YG6: 14,5–14,9 г/см3;
- YG15: 13,9–14,2 г/см3;
- YG20: 13,4–13,7 г/см3;
-Вальфрамавы тытаній-кобальт (YT): Шчыльнасць памяншаецца з большай колькасцю карбіду тытана.
- YT5: 12,5–13,2 г/см3;
- YT14: 11,2–12,0 г/см3;
- YT15: 11,0–11,7 г/см3;
-Вальфраж
- YW1: 12,6–13,5 г/см3;
- YW2: 12,4–13,5 г/см3;
- YW3: 12,4–13,3 г/см3;
Наяўнасць злучных і іншых карбідаў памяншае агульную шчыльнасць у параўнанні з чыстым туалетам.
Фактары, якія ўплываюць на шчыльнасць карбіду вальфраму
Некалькі фактараў уплываюць на канчатковую шчыльнасць вырабаў з карбіду вальфраму:
- Змест злучнага рэчыва: больш высокае ўтрыманне кобальту або нікеля зніжае агульную шчыльнасць, бо гэтыя металы лягчэйшыя за туалет.
- Дадатковыя карбіды: уключэнне карбідаў тытана, танталу або ніёбія яшчэ больш памяншае шчыльнасць.
- Сітаватасць: метады вырабу, якія ўвядуць больш пары, паменшыць шчыльнасць.
- Памер збожжа і спяканне: больш дробныя збожжа і аптымальнае спяканне могуць дапамагчы дасягнуць большай шчыльнасці за кошт памяншэння пустэч.
Працэс вытворчасці і яго ўплыў
Прадукты з карбіду вальфраму звычайна вырабляюцца парашковай металургіяй. Працэс прадугледжвае змешванне дробнага парашка WC з падшыўкай, прыціскаючы сумесь у форму, а затым прасейванне яго пры высокіх тэмпературах. Ступень ушчыльнення падчас спекання непасрэдна ўплывае на канчатковую шчыльнасць.
- Гарачы ізастатычны націск (сцягна): Гэтая методыка можа яшчэ больш павялічыць шчыльнасць, аказваючы ціск падчас спекання, закрываючы рэшткавыя пары і дасягнуўшы амаль тэарэтычнай шчыльнасці.
Метады вымярэння шчыльнасці
Прынцып Архімеда
Самым распаўсюджаным метадам вымярэння шчыльнасці карбіду вальфраму з'яўляецца прынцып архімеда. Узор узважваецца ў паветры, а затым у вадкасці (звычайна вады), і розніца ў вазе выкарыстоўваецца для вылічэння зрушанага аб'ёму і, такім чынам, шчыльнасці.
Крокі:
1. Узважце сухі ўзор у паветры.
2. Пагрузіце ўзор у ваду і зноў узважце.
3. Вылічыце аб'ём выцясненай вады (роўная аб'ёму ўзору).
4. Выкарыстоўвайце формулу:
Шчыльнасць = маса ў паветры/аб'ём, зрушаны
Гелій пікнометрыя
Для вельмі дакладных вымярэнняў, асабліва для парашкоў або порыстых узораў, выкарыстоўваецца гелій пікнометрыя. Газ гелію пранікае нават самыя маленькія пары, забяспечваючы дакладнае вымярэнне сапраўднага аб'ёму.
Рэнтгенаўская кампутарная тамаграфія
Пашыраны метады візуалізацыі, такія як рэнтгенаўская кампутарная тамаграфія (КТ), могуць візуалізаваць унутраную сітаватасць і структуру, дапамагаючы разлікам шчыльнасці і кантролю якасці.
Параўнанне: Карбід вальфрама супраць іншых матэрыялаў
| Уласцівасць |
вальфрамавы карбід |
сталёвага |
тытана |
вальфрама |
| Шчыльнасць (G/CM⊃3;) |
15.6 |
19.3 |
7.8 |
4.5 |
| Цвёрдасць (мох) |
9–9,5 |
7.5 |
4–4,5 |
4 |
| Тэмпература плаўлення (° С) |
2870 |
3,422 |
1370 |
1668 |
Як вынікае з табліцы, карбід вальфраму значна шчыльней і цяжэй, чым сталь ці тытан, але менш шчыльны, чым чысты вальфрамавы.
Прыкладанні, дзе мае значэнне шчыльнасць
Высокая шчыльнасць карбіду вальфраму мае вырашальнае значэнне ў дадатках, дзе маса і стабільнасць неабходныя:
Рэжучыя інструменты
Высокая шчыльнасць забяспечвае стабільнасць і вібрацыйную ўстойлівасць пры хуткаснай апрацоўцы. Інструменты рэзкі карбіду вальфраму падтрымліваюць форму і рэзкасць нават пры экстрэмальных сілах.
Майнинг і бурэнне
Шчыльныя, цвёрдыя кавалачкі могуць пракрасціся ў скалу і вытрымліваць ізаляцыю. Карбід вальфраму-гэта матэрыял выбару для свердзела, карысных інструментаў і ўстойлівых да зносу кампанентаў.
Аэракасмічная і абарона
Выкарыстоўваецца для процівагі, снарадаў і боепрыпасаў. Спалучэнне шчыльнасці і цвёрдасці дазваляе кампактныя, цяжкія часткі, якія могуць вытрымліваць экстрэмальныя ўмовы.
Насіце дэталі
Падшыпнікі, асадкі і клапаны выгадна ад доўгага жыцця з-за шчыльнасці ўстойлівасці да зносу. Высокая шчыльнасць вальфраму карбіду робіць яго ідэальным для кампанентаў, якія павінны супрацьстаяць эрозіі, ізаляцыі і ўздзеяння.
Ювелірныя вырабы і раскошныя тавары
HEFT і даўгавечнасць карбіду вальфраму зрабілі яго папулярным у ювелірных вырабах, асабліва кольцах і выпадках. Яго шчыльнасць дае яму значнае адчуванне і ўстойлівасць да драпін.
Мікраструктура і крыштальная структура
Карбід вальфраму крышталізуецца ў шасціграннай структуры, прычым кожны атам вальфраму акружаны шасцю атамамі вугляроду. Гэтая шчыльная атамная ўпакоўка з'яўляецца ключавой прычынай яго высокай шчыльнасці і цвёрдасці.
Атамная структура
- Структура WC: Кожны атам вальфраму звязаны з шасцю атамамі вугляроду ў трыганальным прызматычным размяшчэнні.
- Звязванне: моцныя кавалентныя сувязі паміж атамамі вальфраму і вугляроду спрыяюць выдатным уласцівасцям матэрыялу.
Экалагічныя і эканамічныя меркаванні
Наяўнасць рэсурсу
Вальфрама-адносна рэдкі элемент, і яго здабыча энергаэмэнтычная. Асноўныя вытворцы ўключаюць Кітай, Расію і Канаду. Дэфіцыт і геапалітычная канцэнтрацыя рэсурсаў вальфраму могуць паўплываць на пастаўку і цану вырабаў з вальфраму.
Перапрацоўка і ўстойлівасць
Дзякуючы высокаму кошту, карбід вальфраму шырока перапрацоўваецца. Карбід лому збіраецца, апрацоўваецца і паўторна перастаўляецца ў новыя прадукты, зніжаючы попыт на цнатлівую вальфраму і мінімізуючы ўздзеянне на навакольнае асяроддзе.
Наступствы для выдаткаў
Высокая шчыльнасць і працаздольнасць карбіду вальфраму прыносяць па цане. Гэта значна даражэй, чым сталь ці тытан, але яго даўгалецце і даўгавечнасць часта апраўдваюць інвестыцыі ў патрабавальныя прыкладанні.
Праблемы ў працы з карбідам вальфраму
Апрацоўка і фарміраванне
Цвёрдасць і шчыльнасць вальфраму карбіду абцяжарваюць машыну з выкарыстаннем звычайных метадаў. Для фарміравання і аздаблення неабходныя спецыялізаваныя інструменты алмаза або кубічнага нітрыду (CBN).
Далучэнне і збор
Зварачны карбід вальфраму з'яўляецца складанай задачай з -за высокай тэмпературы плаўлення і далікатнасці. Паянне і механічнае мацаванне часцей выкарыстоўваюцца для зборкі кампанентаў карбіду.
Дарагасць
Нягледзячы на шчыльнасць і цвёрдасць, карбід вальфраму адносна далікатны ў параўнанні з металамі, такімі як сталь. Гэта абмяжоўвае яго выкарыстанне ў дадатках, дзе ўстойлівасць да ўздзеяння мае вырашальнае значэнне.
Выснова
Шчыльнасць карбіду вальфраму - усё роўна каля 15,6 г/см3; - разбіраецца ў якасці чэмпіёна ў суперцяжкай вазе сярод інжынерных матэрыялаў. Гэтая высокая шчыльнасць у спалучэнні з выключнай цвёрдасцю і зносаўстойлівасцю ляжыць у аснове свайго шырокага выкарыстання ў патрабавальных прамысловых прымяненнях. Няхай гэта будзе чыстае злучэнне альбо ў цэментаваных кампазітах з злучнымі, шчыльнасць карбіду вальфраму з'яўляецца ключавой уласцівасцю, на якую інжынеры і вытворцы разлічваюць на прадукцыйнасць, даўгавечнасць і дакладнасць.
Ад рэжучых інструментаў і майнингаў да аэракасмічных кампанентаў і ювелірных вырабаў, шчыльнасць карбіду вальфраму займае галоўнае значэнне для яго каштоўнасці і універсальнасці. Разуменне таго, як вымяраецца шчыльнасць, якія фактары ўплываюць на гэта і як ён параўноўвае з іншымі матэрыяламі, дапамагае інжынерам, дызайнерам і спажыўцам прымаць абгрунтаваныя рашэнні аб гэтым выдатным матэрыяле.
FAQ: Часта задаюць пытанні пра шчыльнасць карбіду вальфраму
1. Якая дакладная шчыльнасць чыстага вальфрамавага карбіду?
Шчыльнасць чыстага карбіду вальфраму (WC) складае прыблізна 15,6 г/см3; Гэта значэнне можа нязначна мяняцца ў залежнасці ад крышталічнай структуры і ўмоў вытворчасці, але шырока прымаецца як стандартная лічба.
2. Як шчыльнасць карбіду вальфраму параўноўваецца з чыстым вальфрамам?
Чысты вальфраму шчыльней, з шчыльнасцю 19,3 г/см 3;, у параўнанні з 15,6 г/см3; Даданне вугляроду, які ўтварае WC, памяншае агульную шчыльнасць, але карбід вальфраму застаецца значна шчыльней, чым большасць інжынерных металаў.
3. Чаму шчыльнасць цэментаванага карбіду змяняецца?
Цэментаваныя карбіды - гэта кампазіты, вырабленыя шляхам спалучэння парашку карбіду вальфраму з такімі злучнымі, такімі як кобальт або нікель. Шчыльнасць памяншаецца па меры павелічэння долі больш светлага злучнага або калі дадаюць іншыя карбіды (напрыклад, карбід тытана). Такім чынам, цэментаваную шчыльнасць карбіду могуць вар'іравацца ад 11,0 да 15,0 г/см3; у залежнасці ад кампазіцыі.
4. Ці паляпшае карбід вальфраму лепш для прамысловых інструментаў?
Так. Высокая шчыльнасць забяспечвае вялікую стабільнасць, вібрацыйную ўстойлівасць і нашэнне тэрміну пры рэзанні, бурэнні і ўстойлівых да зносу кампанентаў. Ён таксама дазваляе больш кампактным, цяжкім частках у аэракасмічных і абаронных прыкладаннях.
5. Як вымяраецца шчыльнасць карбіду вальфраму ў прамысловасці?
Шчыльнасць звычайна вымяраецца пры дапамозе прынцыпу архімеда, дзе маса ўзору дзеліцца на аб'ём, які ён выцясняе ў вадкасці. Гэты метад тлумачыць любую сітаватасць і забяспечвае дакладную шчыльнасць для кантролю якасці ў вытворчасці.
Цытаты:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[3] https://www.mdpi.com/1996-1944/15/7/2340
[4] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-properties.html
[5] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/file:-alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg
[7] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[8] https://www.tungco.com/insights/blog/frequents-asked-questions-used-tungsten-carbide-inserts/
[9] https://www.thermalspray.com/questions-tungsten-carbide/
[10] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[11] https://www.zzbetter.com/new/density-of-tungsten-carbide.html
[12] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[13] https://commons.wikimedia.org/wiki/file:-alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg
[14] https://www.retopz.com/57-frequet-asked-questions-faqs-aut-tungsten-carbide/
[15] https://www.wolframcarbide.com/tungsten-carbide-snity-and-use-of-different-carbide-strade-yg6a/
[16] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[17] http://www.jnm.co.jp/en/data/carbide_character_table.html
[18] https://www.dekmake.com/density-of-tungsten/
[19] https://kdmfab.com/density-of-tungsten/
[20] https://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea
[21] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/
[22] https://www.fishersci.fi/shop/products/tungsten-carbide-99-5-metals-basis-thermo-scientific-1/1/11388808?tab=document
[23] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide
[24] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[25] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[26] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s 13596454240 03562
[27] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[28] https://wolframslides.com/about_tungsten_carbide.php
[29] https://www.azom.com/properties.aspx?articleid=1203
[30] https://www.fishersci.at/shop/products/tungsten-carbide-99-metals-basis-thermo-scientific/p-4782215
[31] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide
[32] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[33] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-vs-tungsten-carbide-guide.html
[34] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1641929/fulltext01.pdf
[35] https://next-gen.materialsproject.org/materials/mp-1894
[36] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13
[37] https://www.reddit.com/r/pics/comments/1aoqq0/a_perfectly_polited_tungsten_carbide_cube/
[38] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0263436823002019
[39] https://www.atomic-scale-physics.de/lattice/struk/bh.html
[40] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
[41] https://www.zzbetter.com/new/the-density-of-tungsten-carbide.html
[42] https://tuncomfg.com/about/faq/
[43] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[44] https://www.memsnet.org/material/tungstencarbidewcbulk/
[45] https://www.tungstenringsco.com/faq
[46] https://www.durit.com/fileadmin/user_upload/durit/service/downloads/durit_hartmetall_en_facts.pdf
[47] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a-comprehanse-guide/
[48] https://www.hdtools.com.tw/faq.htm
[49] https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/tungsten-carbide
[50] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/
[51] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf
