Каква е твърдостта на Рокуел от волфрамовия карбид?

Меню за съдържание

● Разбиране на волфрамовия карбид и неговата твърдост

>> Какво е твърдостта?

● Твърдостта на Рукуел от волфрамов карбид

>> Типични стойности на твърдостта на Рокуел

>> Защо да използвате скалата на Rockwell за волфрамов карбид?

● Сравнение на твърдостта на волфрамовия карбид с други скали

● Фактори, влияещи върху твърдостта на волфрамовия карбид

>> 1. Размер на зърното

>> 2. Съдържание на свързващо вещество с кобалт

>> 3. Температура на синтероване и след лечение

● Механични свойства, свързани с твърдостта

● Приложения на волфрамов карбид въз основа на твърдост

● Тестване на твърдост на волфрамов карбид

>> Метод на тест за твърдост на Рокуел

>> Значение на тестването за твърдост

● Допълнителни технически прозрения за твърдостта на волфрамовия карбид

>> Топлинна стабилност и твърдост

>> Въздействие на свързващи материали отвъд кобалт

>> Напредък в волфрамовите карбидни композити

● Разширени приложения на волфрамов карбид

>> Медицинска индустрия

>> Аерокосмическо пространство

>> Електроника

● Подобрени техники за тестване на твърдост

>> Ултразвуково тестване на твърдост

>> Тестване на микрохардостта

>> Автоматизация за контрол на качеството

● Заключение

● Често задавани въпроси

>> 1. Каква е типичната гама от твърдост на Rockwell от волфрамов карбид?

>> 2. Защо скалата на Rockwell се използва за тестване на твърдост на волфрамовия карбид?

>> 3. Как съдържанието на кобалт влияе на твърдостта на волфрамовия карбид?

>> 4. Каква е връзката между размера на зърното и твърдостта в волфрамовия карбид?

>> 5. Как се тества твърдостта на волфрамовия карбид в индустрията?

● Цитати:

Волфрамовият карбид е известен със своята изключителна твърдост и устойчивост на износване, което го прави критичен материал в индустриални инструменти, обработка и устойчиви на износване приложения. Разбирането на неговата твърдост на Rockwell е от съществено значение за инженерите, производителите и потребителите да изберат правилната степен за конкретни задачи и да гарантират контрол на качеството. Тази цялостна статия изследва твърдостта на Рокуел на волфрамовия карбид, сравнението му с други скали на твърдост, фактори, влияещи върху неговата твърдост, приложения и методи за тестване.

Разбиране на волфрамовия карбид и неговата твърдост

Волфрамов карбид (WC) е химическо съединение, съставено от волфрамов и въглеродни атоми, обикновено в съотношение близо до 94% волфрам и 6% въглерод. Той образува шестоъгълна структура на кристала с близко опаковане, която допринася за неговите забележителни механични свойства, включително твърдост, твърдост и якост на натиск.

Какво е твърдостта?

Твърдостта е устойчивост на материал от постоянна деформация, надраскване или вдлъбнатина. Това е ключово свойство за материали, използвани в инструментите за рязане, износване на части и абразиви. Твърдостта се измерва с помощта на различни скали, включително:

- Скала за твърдост на MOHS: Качествена скала от 1 (TALC) до 10 (диамант).

- Твърда на Vickers (HV): Количествен мащаб с помощта на диамантен пирамиден индентор.

- твърдост на Rockwell (HR): Количествена мащаб с измерване на дълбочината на проникване при специфични натоварвания, с различни скали (A, B, C и т.н.) в зависимост от типа на материала и индентора.

Твърдостта на Рукуел от волфрамов карбид

Типични стойности на твърдостта на Рокуел

Волфрамовият карбид обикновено проявява твърдост на Rockwell по скалата (HRA), варираща от 88 до 95. Това съответства на приблизително до 69 до 81 по скалата на Rockwell C (HRC), която обикновено се използва за втвърдени стомани.

- Rockwell A SCALE (HRA): Използва индентор с диамантен конус с 60 кг товар, подходящ за много твърди материали като волфрамов карбид.

- скала на Rockwell C (HRC): Използва диамантен конус с 150 кг товар, главно за закалени стомани, но понякога се използва за сравнение.

Rockwell диапазонът на твърдост от 88–95 HRA отразява степените на волфрамов карбид с различно съдържание на кобалтово свързващо вещество и размери на зърното, които влияят на твърдостта и здравината.

Защо да използвате скалата на Rockwell за волфрамов карбид?

Скалата на Rockwell е предпочитана, тъй като по -ниската тестова сила (60 kg) намалява риска от увреждане на диамантения индентор в сравнение с по -високата сила, използвана в скалата на C (150 kg). Той осигурява надеждни измервания на твърдост за изключително твърди материали като волфрамов карбид, без да се компрометира инденторът или пробата.

Сравнение на твърдостта на волфрамовия карбид с други скали

Твърдостта на волфрамовия карбид се приближава до тази на Diamond, който е най -трудното известен материал (Mohs 10, Vickers ~ 10 000 HV). Твърдостта на Vickers обикновено варира от 2400 до 3000 HV в зависимост от състава и обработката.

Фактори, влияещи върху твърдостта на волфрамовия карбид

1. Размер на зърното

- Фини зърна (0,2–0,8 µm): По -висока твърдост поради намалено междугранулярно разстояние, идеално за рязане на инструменти и прецизни части за износване.

- Груби зърна (> 1 µm): По-ниска твърдост, но подобрена здравина, подходяща за приложения с тежки удари като инструменти за минно дело.

2. Съдържание на свързващо вещество с кобалт

Волфрамовият карбид често се циментира с кобалт, който действа като свързващо вещество за държане на WC зърна заедно.

- Ниско съдържание на кобалт (3–6%): увеличава максимално твърдостта, но увеличава бритотата.

- Високо съдържание на кобалт (10–20%): Подобрява здравината, но намалява твърдостта.

3. Температура на синтероване и след лечение

- По -високи температури на синтероване (1,400–1,600 ° C) Оптимизирайте плътността и твърдостта.

- Повърхностните покрития като титанов нитрид (TIN) могат допълнително да повишат повърхностната твърдост и устойчивост на износване.

Механични свойства, свързани с твърдостта

- Сила на натиск: до 2700 MPa, по -висока от повечето метали, допринасяйки за отлична устойчивост на износване при товар.

- Модул на Йънг: Приблизително 530–700 GPA, около три пъти по -голяма от този на стоманата, което показва изключителна скованост.

- Силата на напречното разкъсване (TRS): показва здравина, която до известна степен корелира с твърдост.

Приложения на волфрамов карбид въз основа на твърдост

Поради своята твърдост и устойчивост на износване, волфрамовият карбид се използва широко в:

- Инструменти за рязане: Крайни мелници, свредло, вложки поддържат остри ръбове при високи температури.

- Минно оборудване: Съвети за свредло, трошачките устояват на абразивния скален контакт.

- Части за промишлено износване: Дюзи, клапани, втулки и печат издържат ерозивни течности и механично износване.

- Бижута: Сватбените ленти се съпротивляват на драскотините и запазват лак за неопределено време.

Тестване на твърдост на волфрамов карбид

Метод на тест за твърдост на Рокуел

- Индентор: Диамантен конус (ъгъл 120 °) за волфрамов карбид.

- Натоварване: 60 кг за Рокуел мащаб.

- Процедура: Множество вдлъбнатини се правят на гладка, подготвена повърхност, с разстояние и ръбово разстояние, контролирани, за да се избегне смущения.

- Калибриране: Използвайте блокове за твърдост, близки до волфрамовата карбидна твърдост за точност.

- Резултат: Средно множество показания, с отклонения обикновено ± 0,5 HRA.

Значение на тестването за твърдост

- Гарантира, че материалът отговаря на спецификациите за устойчивост на износване и издръжливост.

- Критично за контрола на качеството в производството на части от волфрамов карбид.

- Помага за избор на подходящи оценки за различни приложения въз основа на изискванията за твърдост и здравина.

Допълнителни технически прозрения за твърдостта на волфрамовия карбид

Топлинна стабилност и твърдост

Волфрамовият карбид поддържа своята твърдост дори при повишени температури, което е от решаващо значение за режещите инструменти, използвани при високоскоростна обработка. Задържането на твърдост при температури до 500 ° C го прави по -добър от много други твърди материали, които омекват под топлина.

Въздействие на свързващи материали отвъд кобалт

Докато кобалтът е най -често срещаното свързващо вещество, други свързващи вещества като никел или желязо могат да се използват за адаптиране на баланса на твърдостта и здравината. Никеловите свързващи вещества могат да подобрят устойчивостта на корозия, но могат леко да намалят твърдостта в сравнение с кобалта.

Напредък в волфрамовите карбидни композити

Последните разработки включват наноструктурирани композити от волфрамов карбид, които проявяват подобрена твърдост и здравина едновременно, преодолявайки традиционните компромиси.

Разширени приложения на волфрамов карбид

Медицинска индустрия

Волфрамовият карбид се използва в хирургически инструменти и стоматологични инструменти поради неговата твърдост и биосъвместимост, гарантирайки прецизност и издръжливост.

Аерокосмическо пространство

Компонентите, изложени на екстремно износване и топлина, като лопатки на турбини и части на двигателя, се възползват от покрития или вложки от волфрамов карбид.

Електроника

Волфрамовият карбид се използва в части от производството на полупроводниково оборудване, които изискват висока устойчивост на износване и стабилност на размерите.

Подобрени техники за тестване на твърдост

Ултразвуково тестване на твърдост

Разработват се неразрушителни ултразвукови методи за измерване на твърдост и откриване на вътрешни недостатъци в частите на волфрамовия карбид.

Тестване на микрохардостта

Тестовете за микрохардинност с помощта на викери или knoop интензитори осигуряват локализирани измервания на твърдост, полезни за покрития и тънки слоеве.

Автоматизация за контрол на качеството

Автоматизираните системи за тестване на твърдост с роботизирани оръжия и AI анализ подобряват консистенцията и пропускателната способност в производството.

Заключение

Волфрамовият карбид е един от най -трудните индустриални материали, като твърдостта на Rockwell обикновено варира от 88 до 95 HRA, отразяваща изключителната му устойчивост на износване и издръжливост. Твърдостта му се влияе от размера на зърното, съдържанието на кобалтово свързващо вещество и условията на обработка. Скалата на Rockwell е стандартът за измерване на твърдостта на волфрамовия карбид, осигурявайки надеждни и точни резултати от съществено значение за контрола на качеството и избора на материали. Тази изключителна твърдост, комбинирана с висока якост на натиск и скованост, прави волфрамовия карбид незаменим в режещите инструменти, минното оборудване и устойчивите на износване компоненти.

Често задавани въпроси

1. Каква е типичната гама от твърдост на Rockwell от волфрамов карбид?

Волфрамовият карбид обикновено има твърдост на Рокуел между 88 и 95 HRA, съответстваща на приблизително до 69 до 81 HRC.

2. Защо скалата на Rockwell се използва за тестване на твърдост на волфрамовия карбид?

Скалата на Rockwell използва по -ниска тестова сила (60 кг) и диамантен индентор, който предотвратява повреда на индентора и осигурява точни показания на твърдост за много твърди материали като волфрамов карбид.

3. Как съдържанието на кобалт влияе на твърдостта на волфрамовия карбид?

По -ниското съдържание на кобалт увеличава твърдостта, но намалява здравината, докато по -високото съдържание на кобалт подобрява здравината за сметка на твърдостта.

4. Каква е връзката между размера на зърното и твърдостта в волфрамовия карбид?

По -фините зърна водят до по -висока твърдост и устойчивост на износване, докато по -грубите зърна подобряват здравината, но по -ниска твърдост.

5. Как се тества твърдостта на волфрамовия карбид в индустрията?

Твърдостта се тества с помощта на тестера за твърдост на Rockwell в скалата, с внимателна подготовка на образци, множество вдлъбнатини и калибриране срещу стандартни блокове с твърдост.

Цитати:

[1] https://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=e68b647b86104478a32012cbd5ad3ea&n=1

[2] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-hardness-vs-diamond/

[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide

[4] https://www.harcourt.co/overview_documents/tungsten%20carbide%20data%20sheet.pdf

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Tungsten_carbide

[6] https://www.buehler.com/blog/rockwell-hardness-testing/

[7] https://www.carbide-products.com/blog/hardness-testing-of-carbide/

[8] https://www.zhongbocarbide.com/what-is-the-hardness-of-nungsten-carbide.html

[9] https://www.carbide-part.com/blog/compredbued-guide-to-testing-nungsten-carbide-rods-key-steps-to-ensure-matinent-and-performance/

[10] https://www.yatechmaterials.com/en/technology/hardness-of-wungsten-carbide/

[11] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html

[12] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide

[13] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/

[14] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-hardness-data.1514372/

[15] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-on-the-hardness-scale.html

[16] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/04/what-sort-of-hardness-can-be-achreed.html

[17] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html

[18] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html

[19] https://www.nist.gov/publications/effect-steel-and-tungsten-carbide-ball-indenters-rockwell-hardness-tests

[20] https://www.mosercompany.com/tungstencarbide.htm

[21] https://heatford.com/sertlik_donusum_tablosu.pdf

[22] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-xplained/

[23] https://www.makeitfrom.com/material-properties/tungsten-carbide-wc

[24] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/generalcarbide-designers_guide_tungstencarbide.pdf

[25] https://wenlijituan.en.made-in-china.com/product/vebuonyjggrj/china-yg20-c13-nungsten-carbide-rods-with-rockwell-hardness-58.html

[26] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide

[27] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/

[28] https://www.govinfo.gov/content/pkg/govpub-c13-purl-lps15213/pdf/govpub-c13-purl-lps15213.pdf

[29] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+Carbide

[30] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13

[31] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf

[32] https://www.imeko.org/publications/tc5-2004/imeko-tc5-2004-016.pdf

[33] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/026343689190025j

[34] https://www.basiccarbide.com/tungsten-carbide-grade-chart/

[35] https://www.jota.ch/fileadmin/images/flyer_aktuell/final_-_spot_-_hartmetall_-_en_lq.pdf

[36] https://en.wikipedia.org/wiki/Rockwell_hardness_test

[37] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-carbide

[38] https://www.ruihantools.com/technic-data/understanding-thehardness-of-carbide-end-mills.html

[39] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-engsten-carbide-hrc.html

[40] https://carbideprovider.com/tungsten-carbide-rod-for-cutting-tools/

[41] https://www.topndt.sk/sites/default/files/prilohy/hardness_testing_faq_english_0_2.pdf

[42] https://tuncomfg.com/about/faq/

[43] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-hardness.html

[44] https://carbideprovider.com/tungsten-carbide-indexable-inserts-20240725/

[45] https://www.metkon.com/pics/files/hardness-testing-guide.pdf

[46] https://cowseal.com/tungsten-vs-nungsten-carbide/

[47] http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-is-hardness/

[48] ​​http://www.tungsten-carbide.com.cn

[49] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035

[50] https://www.pennunited.com/sites/default/files/PS%2000002%20SHEET%20REV%208.pdf

[51] https://www.qualitytestinginc.com/rockwell-hardness-test.html

[52] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-wungsten-carbide-a-custretsive-guide/