Inhaltsmenü
● Einführung in den zementierten Wolfram -Carbid
>> Visuelle Darstellung der zementierten Wolfram -Carbidstruktur
● Zusammensetzung und Struktur
>> Hauptkomponenten
>> Phasen in zementiertem Carbid
● Herstellungsprozess
>> 1. Pulvervorbereitung
>> 2. Mischen und Mahlen
>> 3.. Verdichtung
>> 4. Sintern
>> 5. fertig
● Physikalische und mechanische Eigenschaften
● Vor- und Nachteile
>> Vorteile
>> Nachteile
● Anwendungen von zementiertem Wolfram -Carbid
>> Schneidwerkzeuge
>> Tragenresistente Teile
>> Formen und Sterben
>> Munition
● Arten und Noten von zementiertem Wolfram -Carbid
● Abschluss
● FAQ
>> 1. Was ist der Unterschied zwischen zementiertem Wolframkarbid und reinem Wolfram -Carbid?
>> 2. Wie wird zementiertes Wolfram -Carbid hergestellt?
>> 3. Warum wird Cobalt als Ordner in zementiertem Wolfram -Carbid verwendet?
>> 4. Was sind die Hauptanwendungen von zementiertem Wolfram -Carbid?
>> 5. Was sind die Grenzen des zementierten Wolfram -Carbids?
● Zitate:
Zementiertes Wolframcarbid ist ein Verbundmaterial, der in industriellen Anwendungen weit verbreitet ist, insbesondere für Schneidwerkzeuge, Verschleiß-resistente Teile und Formen. Es kombiniert die extreme Härte von Wolfram -Carbid -Partikeln mit der Zähigkeit eines metallischen Bindemittels, typischerweise Kobalt, um ein Material zu erzeugen, das sowohl hart als auch langlebig ist. Dieser Artikel untersucht die Zusammensetzung, den Herstellungsprozess, die Eigenschaften, Anwendungen und die Vorteile von Zemented Wolfram -Carbide , unterstützt durch detaillierte Erklärungen und veranschaulichende Bilder.
Einführung in den zementierten Wolfram -Carbid
Zementiertes Wolframkarbid, oft einfach als zementiertes Carbid oder Hardmetal bezeichnet, ist ein Metallmatrixverbund. Es besteht aus feinem Wolfram -Carbid (WC) -Teilchen, die durch einen metallischen Bindemittel, normalerweise Cobalt (CO), zusammengeschnitten werden. Diese Struktur ist analog zu Beton, wobei Kies durch Zement zusammengehalten wird. Die Carbidpartikel bieten Härte und Verschleißfestigkeit, während der Bindemittel Zähigkeit und Aufprallwiderstand verleiht und die Gesamtleistung des Materials ausgleichen kann [1] [3] [10].
Visuelle Darstellung der zementierten Wolfram -Carbidstruktur
Zusammensetzung und Struktur
Hauptkomponenten
- Tungstenkarbid (WC): Die harte Phase, typischerweise 70% bis 97%, birgt eine außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit. Wolfram -Carbid hat einen sehr hohen Schmelzpunkt (~ 2900 ° C) und ist extrem hart und rangiert etwa 9 auf der MOHS -Skala [1] [9] [10].
.
- Andere Carbide: Manchmal werden Titancarbid (TIC), Tantal -Carbid (TAC) oder Niobiumcarbid (NBC) hinzugefügt, um spezifische Eigenschaften wie Korrosionsresistenz oder Zähigkeit zu verbessern [1] [10].
Phasen in zementiertem Carbid
- α-Phase (Alpha): Wolframkarbidkörner.
- β-Phase (Beta): Metallic Binder (Kobalt oder Alternativen).
- γ-Phase (Gamma): andere Carbide wie TIC oder TAC, wenn vorhanden [10].
Herstellungsprozess
Die Produktion von zementiertem Wolframkarbid umfasst mehrere wichtige Schritte:
1. Pulvervorbereitung
Wolframpulver wird mit Carbonschwarz gemischt und gemahlen, um eine Gleichmäßigkeit zu gewährleisten. Diese Mischung wird bei hohen Temperaturen (1300–1600 ° C) zur Bildung von Wolfram -Carbid -Pulver (2] kohlensfrei.
2. Mischen und Mahlen
Das Wolframkarbidpulver wird mit Kobaltpulver und anderen Additiven in einer Kugelmühle gemischt, um eine homogene Mischung zu erreichen [2] [8].
3.. Verdichtung
Die Pulvermischung wird unter Verwendung von Formen oder Stanzteilen in die gewünschte Form gedrückt.
4. Sintern
Die verdichtete Form wird in einem Sinterofen auf etwa 1400–1500 ° C erhitzt. Während des Sinterns schmilzt der Kobaltbindemittel und bindet die Wolframkarbidkörner zusammen, schrumpft das Volumen um etwa 50% und bildet einen dichten, festen Verbundwerkstoff [1] [8] [10].
5. fertig
Die gesinterten Teile sind gemahlen, verlegt oder poliert, um präzise Abmessungen und Oberflächenbeschaffung zu erreichen [8] [10].
Physikalische und mechanische Eigenschaften
| Eigenschaften |
zementiert Wolfram-Carbid- |
Vergleich (Hochgeschwindigkeitsstahl) |
| Härte |
69–81 HRC |
Niedriger (typischerweise 60 HRC max) |
| Druckfestigkeit |
~ 6000 MPa |
Viel niedriger |
| Elastizitätsmodul |
~ 550–735 GPA |
~ 200 GPA |
| Wärmeleitfähigkeit |
~ 84 W/m · k |
Untere |
| Wärmeleitkoeffizient |
~ 5,8 µm/m · k |
Höher |
| Resistenz tragen |
Extrem hoch |
Mäßig |
| Zähigkeit |
Moderat (abhängig vom CO -Inhalt) |
Höher, aber weniger schwer |
| Dichte |
~ 15 g/cm³ |
~ 7,8 g/cm³ (Stahl) |
Zementiertes Wolfram-Carbid ist extrem hart und abgenutzt, zweits nur für Diamant in Härte. Es behält die Härte bei erhöhten Temperaturen (bis zu 900–1000 ° C) auf und widersteht Korrosion und Oxidation besser als viele Metalle [4] [5] [9].
Vor- und Nachteile
Vorteile
- Außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit: ideal zum Schneiden von Werkzeugen und Tragenteilen.
- Hochfest und elastischer Modul: Aufrechterhalten der dimensionalen Stabilität unter Stress.
- Thermische Stabilität: Halten Sie die Härte bei hohen Temperaturen.
- Korrosion und Oxidationsbeständigkeit: Geeignet für harte Umgebungen.
- Lange Werkzeuglebensdauer: Schneidwerkzeuge dauern 5 bis 80 Mal länger als Hochgeschwindigkeitsstahlwerkzeuge [4] [5] [6].
Nachteile
- Sprödigkeit: geringere Zähigkeit im Vergleich zu Stählen; Anfällig für Chipping unter Aufprall.
- Kosten: teuer aufgrund des Wolfram- und Kobaltgehalts.
- Verarbeitungsschwierigkeit: Erfordert spezielle Geräte wie Diamant -Schleifräder zur Bearbeitung [5].
Anwendungen von zementiertem Wolfram -Carbid
Schneidwerkzeuge
Zementiertes Wolframkarbid ist das Material der Wahl für Metallschneidwerkzeuge wie Bohrer, Mahlschneider, Drehwerkzeuge und Einsätze. Es ermöglicht schnellere Bearbeitungsgeschwindigkeiten und bessere Oberflächenoberflächen im Vergleich zu Hochgeschwindigkeitsstahl [1] [12].
Tragenresistente Teile
Wird für Bergbau, Bau und Herstellung von Teilen verwendet, die Abrieb ausgesetzt sind, wie Felsbohrbits, Bruchwerkzeuge und Verschleißplatten [5] [9].
Formen und Sterben
In kalten Arbeiten, Pulvermetallurgie und Extrusion stirbt aufgrund ihrer Verschleißfestigkeit und der dimensionalen Stabilität weit verbreitet [6] [5].
Munition
Verwendet in Rüstungsprojektilen aufgrund ihrer hohen Dichte und Härte [12].
Arten und Noten von zementiertem Wolfram -Carbid
Zementierte Carbide werden basierend auf der Korngröße und dem Kobaltgehalt klassifiziert:
| Grade |
-Korngröße (μm) |
Kobaltgehalt (%) |
Merkmale (%) |
| Submicron |
<1 |
6–12 |
Sehr hartes, hoher Verschleißfestigkeit |
| Bußgeld |
1–3 |
6–12 |
Ausgewogene Härte und Zähigkeit |
| Medium |
3–5 |
10–15 |
Gute Zähigkeit, mäßige Härte |
| Grob |
> 5 |
15–30 |
Höchste Zähigkeit, geringere Härte |
Spezielle Noten umfassen korrosionsresistente Carbide mit legierten Bindemitteln (z. B. Nickel, Chrom) für harte Umgebungen [3] [7] [10].
Abschluss
Zementiertes Wolframkarbid ist ein bemerkenswertes technisches Material, das die Härte des Wolframkarbids mit der Zähigkeit eines metallischen Bindemittels, typischerweise Kobalt, kombiniert. Seine einzigartigen Eigenschaften machen es unverzichtbar in Schneidwerkzeugen, käferbeständigen Teilen, Formen und sogar Munition. Trotz seiner Sprödigkeit und Kosten, seiner überlegenen Verschleißfestigkeit, der thermischen Stabilität und ihrer Stärke stellt sich sicher, dass es ein kritisches Material in modernen Fertigung und industriellen Anwendungen bleibt. Fortschritte in der Pulvermetallurgie und der Materialwissenschaft verbessern ihre Leistung weiter, erweitern ihre Anwendungen und verbessern die Kosteneffizienz.
FAQ
1. Was ist der Unterschied zwischen zementiertem Wolframkarbid und reinem Wolfram -Carbid?
Zementiertes Wolframkarbid ist ein Verbundmaterial, bei dem Wolfram-Carbidpartikel durch einen metallischen Bindemittel (normalerweise Kobalt) gebunden werden, während reines Wolframkarbid ein einphasige Keramikmaterial ist. Der Bindemittel fügt Ziehen hinzu und reduziert die Brechtigkeit [1] [10].
2. Wie wird zementiertes Wolfram -Carbid hergestellt?
Es wird hergestellt, indem Wolfram -Carbidpulver mit Kobaltpulver gemischt, die Mischung in Form verfasst und bei hohen Temperaturen gesintert wird, um die Partikel zu einem dichten, festen Verbundwerkstoff zu verschmelzen [2] [8] [10].
3. Warum wird Cobalt als Ordner in zementiertem Wolfram -Carbid verwendet?
Cobalt bietet Zähigkeit und Duktilität für das ansonsten spröde Wolfram -Carbid, verbessert die Wirkungsfestigkeit und die allgemeine Haltbarkeit des Verbundstoffs [1] [10].
4. Was sind die Hauptanwendungen von zementiertem Wolfram -Carbid?
Es wird hauptsächlich in Schneidwerkzeugen, Verschleiß-resistenten Teilen, Formen, Stanz- und Panzermunition verwendet, da es seine Härte und Verschleißfestigkeit [1] [5] [12].
5. Was sind die Grenzen des zementierten Wolfram -Carbids?
Seine Hauptbeschränkungen sind die Sprödigkeit, die Anfälligkeit für das Aufprall, hohe Kosten und die Notwendigkeit von spezialisierten Geräten für die Bearbeitung und Bearbeitung [5].
Zitate:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/cemented_carbide
[2] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[3] https://www.kennametal.com/us/en/products/carbide-wear-parts/fluid-handling-and-flow-control/Separation-solutions-for-for-centrifuge-machines/tungsten-carbide-materials.html
[4] https://www.zzsinocarbide.com/faq.html
[5] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/column/782/
[6] https://huanatools.com/cemented-carbide-grades-properties-and-usses/
[7] https://www.youtube.com/watch?v=i5wcxox5p6s
[8] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-process-of-cemented-carbide-inserts:-a-compesine-guide-39.html
[9] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[10] https://www.hyperionmt.com/en/resources/materials/cemented-carbide/
[11] https://www.sanalloy.co.jp/en/q_a//
[12] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[13] https://www.rydmetcarbide.com/faq/
[15] https://www.nittan.co.jp/en/products/hard_metal_008_031.html
[16] https://www.azom.com/article.aspx?articleId=1203
[17] https://www.youtube.com/watch?v=65lakqqte4
[18] https://www.ceratizit.com/int/en/company/passion-ford-cemented-carbide-/cemented-carbide.html
[19] https://www.articlecube.com/tungsten-carbide-cemented-carbide-and-carbide-whats-difference
[20] https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/cemented-carbide
[21] https://oricus-semicon.com/materials/cemented-carbide/
[22] https://huanatools.com/wp-content/Uploads/2021/06/3n8a0944.jpg?a=x&ved=2AHUKEWJO38KLVNQMAXXQFDQIHB-QPQ4Q_B16BABABEAi
[23] https://www.psmindustries.com/yillik/tungsten-carbide-manufacturing-process
[24] https://www.hyperionmt.com/globalassets/new-images/all-about-cemented-carbide/cemtentent-carbide-production-process.png?sa=x&ved=2ahukewifpMalvnqmaxxeslybhysXe9sq_b16baglaiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
[25] https://www.ceratizit.com/int/en/company/passion-ford-cemented-carbide-/production.html
[26] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
[27] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[28] https://techlinkcenter.org/technologies/cemented-carbide-material-basierte-onfrags-carbide-and-iron-basierte alloy/6cec005f-afc3-40ba-8341-1d1b70ada0b7
[29] https://www.istockphoto.com/photos/carbide-tools
[30] https://stock.adobe.com/search/images?k=carbide+cutting
[31] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide?page=2
[32] https://www.shutterstock.com/search/cemented-carbide
[33] https://www.heattreattoday.com/an-overview-of-cemented-carbide-intering/
[34] https://www.ceratizit.com/int/en/sustainability/blog/2021/blogposting-cemented-carbide.html
[35] https://www.istockphoto.com/photos/cemented-carbide
[36] https://www.youtube.com/watch?v=dkfuzvbtts0
[37] https://www.shutterstock.com/search/carbide-cutting-tools
[38] https://guesstools.com/et/cemented-carbide-vs-tungsten-carbide/
[39] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/knowledge/faq.html
[40] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/GERERALCARBIDE-DESIGERERS_GUIDE_TUMBENCARBIDE.PDF
[41] https://guesstools.com/da/cemented-carbide-vs-tungsten-carbide/
[42] https://www.youtube.com/watch?v=i5wcxox5p6s
[43] https://www.carbidetek.com/faqs/
[44] https://www.practicalmaachinist.com/forum/threads/carbide-question.86468/post-164612
[45] https://www.sandvik.coromant.com/en-us/services/recycling/faq-carbide-recycling
[46] https://www.sundicutttools.com/news/technology-articles/cemented-carbide-cuting-tool-material-basics-summary/
[47] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[48] https://www.samaterials.com/content/cemented-carbide-vs--tungstensteel.html
[49] https://patents.google.com/patent/us4008090a/en
[50] https://todaysMachiningworld.com/magazine/how-it-works-making-tungsten-carbide-cuting-tools/
[51] https://www.alamy.com/stock-photo/carbide-end-mill.html
[52] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[53] https://ceramics.org/ceramic-tech-today/tungsten-carbide-made-easy-guvernment-industry-academia-investigate-additivy-Manufacturing-cemented-carbide-Parts/
