Ποια είναι η σκληρότητα Rockwell του καρβιδίου βολφραμίου;

Μενού περιεχομένου

● Κατανόηση του καρβιδίου βολφραμίου και της σκληρότητας του

>> Τι είναι η σκληρότητα;

● Rockwell σκληρότητα του καρβιδίου βολφραμίου

>> Τυπικές τιμές σκληρότητας Rockwell

>> Γιατί να χρησιμοποιήσετε το Rockwell μια κλίμακα για καρβίδιο βολφραμίου;

● Σύγκριση σκληρότητας καρβιδίου βολφραμίου με άλλες κλίμακες

● Παράγοντες που επηρεάζουν τη σκληρότητα του καρβιδίου βολφραμίου

>> 1. Μέγεθος κόκκων

>> 2. Περιεχόμενο συνδετικού κοβαλτίου

>> 3. Η θερμοκρασία και οι μετα-επεξεργασίες

● Μηχανικές ιδιότητες που σχετίζονται με τη σκληρότητα

● Εφαρμογές καρβιδίου βολφραμίου με βάση σκληρότητα

● Δοκιμή σκληρότητας του καρβιδίου βολφραμίου

>> Μέθοδος δοκιμής σκληρότητας Rockwell

>> Σημασία των δοκιμών σκληρότητας

● Πρόσθετες τεχνικές γνώσεις σχετικά με τη σκληρότητα του καρβιδίου βολφραμίου

>> Θερμική σταθερότητα και σκληρότητα

>> Αντίκτυπο των υλικών συνδετικού υλικού πέρα ​​από το κοβάλτιο

>> Προκαταβολές σε σύνθετα Carbide Tungsten Carbide

● Διευρυμένες εφαρμογές καρβιδίου βολφραμίου

>> Ιατρική βιομηχανία

>> Αεροδιαστημική

>> Ηλεκτρονική

● Ενισχυμένες τεχνικές δοκιμής σκληρότητας

>> Δοκιμές σκληρότητας υπερήχων

>> Δοκιμή μικροκαρδιότητας

>> Αυτοματοποίηση ποιότητας ελέγχου

● Σύναψη

● Συχνές ερωτήσεις

>> 1. Ποια είναι η τυπική σειρά σκληρότητας Rockwell του καρβιδίου βολφραμίου;

>> 2. Γιατί χρησιμοποιείται η κλίμακα Rockwell μια κλίμακα για τη δοκιμή σκληρότητας καρβιδίου βολφραμίου;

>> 3. Πώς επηρεάζει η περιεκτικότητα σε κοβάλτιο COWSTEN CARBIDE HARLENTY;

>> 4. Ποια είναι η σχέση μεταξύ του μεγέθους των κόκκων και της σκληρότητας στο καρβίδιο βολφραμίου;

>> 5. Πώς δοκιμάζεται η σκληρότητα του καρβιδίου βολφραμίου στη βιομηχανία;

● Αναφορές:

Το καρβίδιο βολφραμίου είναι γνωστό για την εξαιρετική σκληρότητα και την αντίσταση της φθοράς, καθιστώντας το κρίσιμο υλικό σε βιομηχανικά εργαλεία, μηχανική κατεργασία και εφαρμογές ανθεκτικές στη φθορά. Η κατανόηση της σκληρότητας του Rockwell είναι απαραίτητη για τους μηχανικούς, τους κατασκευαστές και τους χρήστες να επιλέξουν το σωστό βαθμό για συγκεκριμένες εργασίες και να εξασφαλίσουν τον ποιοτικό έλεγχο. Αυτό το ολοκληρωμένο άρθρο διερευνά τη σκληρότητα του καρβιδίου Rockwell του καρβιδίου βολφραμίου, τη σύγκρισή του με άλλες κλίμακες σκληρότητας, παράγοντες που επηρεάζουν τη σκληρότητα, τις εφαρμογές και τις μεθόδους δοκιμών.

Κατανόηση του καρβιδίου βολφραμίου και της σκληρότητας του

Το καρβίδιο βολφραμίου (WC) είναι μια χημική ένωση που αποτελείται από ατόμων βολφραμίου και άνθρακα, συνήθως σε αναλογία κοντά στο 94% βολφραμίου και 6% άνθρακα. Δημιουργεί μια εξαγωνική κρυσταλλική δομή που συμβάλλει στις αξιοσημείωτες μηχανικές του ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της σκληρότητας, της ακαμψίας και της αντοχής σε θλίψη.

Τι είναι η σκληρότητα;

Η σκληρότητα είναι η αντίσταση ενός υλικού στη μόνιμη παραμόρφωση, το ξύσιμο ή την εσοχή. Πρόκειται για μια βασική ιδιότητα για υλικά που χρησιμοποιούνται σε εργαλεία κοπής, φορούν μέρη και λειαντικά. Η σκληρότητα μετράται χρησιμοποιώντας διάφορες κλίμακες, όπως:

- Κλίμακα σκληρότητας MOHS: ποιοτική κλίμακα από 1 (TALC) έως 10 (Diamond).

- Vickers Hardness (HV): Ποσοτική κλίμακα χρησιμοποιώντας μια διαμάντι πυραμίδα indenter.

- Rockwell Hardness (HR): Ποσοτική κλίμακα μέτρηση βάθους διείσδυσης κάτω από συγκεκριμένα φορτία, με διάφορες κλίμακες (a, b, c, κλπ.) Ανάλογα με τον τύπο υλικού και indenter.

Rockwell σκληρότητα του καρβιδίου βολφραμίου

Τυπικές τιμές σκληρότητας Rockwell

Το καρβίδιο βολφραμίου παρουσιάζει τυπικά σκληρότητα Rockwell στην κλίμακα Α (HRA) που κυμαίνεται από 88 έως 95.

- Rockwell A Scale (HRA): Χρησιμοποιεί ένα κώνο διαμαντιού με φορτίο 60 kg, κατάλληλο για πολύ σκληρά υλικά όπως καρβίδιο βολφραμίου.

- Κλίμακα Rockwell C (HRC): Χρησιμοποιεί κώνο διαμαντιού με φορτίο 150 kg, κυρίως για σκληρυνθούν χάλυβες, αλλά μερικές φορές χρησιμοποιείται για σύγκριση.

Το Rockwell είναι μια σειρά σκληρότητας 88-95 HRA αντικατοπτρίζει βαθμούς καρβιδίου βολφραμίου με ποικίλα περιεχόμενα συνδετικού κοβαλτίου και μεγέθη κόκκων, τα οποία επηρεάζουν τη σκληρότητα και τη σκληρότητα.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε το Rockwell μια κλίμακα για καρβίδιο βολφραμίου;

Η κλίμακα Rockwell A προτιμάται επειδή η χαμηλότερη δύναμη δοκιμής (60 kg) μειώνει τον κίνδυνο βλάβης του διαμαντιού indenter σε σύγκριση με την υψηλότερη δύναμη που χρησιμοποιείται στην κλίμακα C (150 kg). Παρέχει αξιόπιστες μετρήσεις σκληρότητας για εξαιρετικά σκληρά υλικά όπως καρβίδιο βολφραμίου χωρίς να διακυβεύεται ο indenter ή το δείγμα.

Σύγκριση σκληρότητας καρβιδίου βολφραμίου με άλλες κλίμακες

Η σκληρότητα του καρβιδίου του βολφραμίου προσεγγίζει εκείνη του διαμαντιού, το οποίο είναι το πιο δύσκολο γνωστό υλικό (Mohs 10, Vickers ~ 10.000 HV). Η σκληρότητα του Vickers συνήθως κυμαίνεται από 2.400 έως 3.000 HV ανάλογα με τη σύνθεση και την επεξεργασία.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη σκληρότητα του καρβιδίου βολφραμίου

1. Μέγεθος κόκκων

- Λεπτά κόκκοι (0,2-0,8 μm): υψηλότερη σκληρότητα λόγω μειωμένης διαμεσολαβητικής απόστασης, ιδανικό για εργαλεία κοπής και μέρη φθοράς ακριβείας.

- Χρίστες κόκκοι (> 1 μm): χαμηλότερη σκληρότητα, αλλά βελτιωμένη σκληρότητα, κατάλληλη για εφαρμογές βαρέων επιπτώσεων όπως εργαλεία εξόρυξης.

2. Περιεχόμενο συνδετικού κοβαλτίου

Το καρβίδιο του βολφραμίου είναι συχνά τσιμεντοειδές με κοβάλτιο, το οποίο δρα ως συνδετικό υλικό για να συγκρατήσει τους κόκκους WC μαζί.

- Χαμηλή περιεκτικότητα σε κοβάλτιο (3-6%): μεγιστοποιεί τη σκληρότητα, αλλά αυξάνει τη βαρύτητα.

- Υψηλή περιεκτικότητα σε κοβάλτιο (10-20%): Βελτιώνει την ανθεκτικότητα αλλά μειώνει τη σκληρότητα.

3. Η θερμοκρασία και οι μετα-επεξεργασίες

- Οι υψηλότερες θερμοκρασίες πυροσυσσωμάτωσης (1.400-1.600 ° C) βελτιστοποιούν την πυκνότητα και τη σκληρότητα.

- Οι επιφανειακές επικαλύψεις όπως το νιτρίδιο του τιτανίου (TIN) μπορούν να ενισχύσουν περαιτέρω τη σκληρότητα της επιφάνειας και την αντίσταση στη φθορά.

Μηχανικές ιδιότητες που σχετίζονται με τη σκληρότητα

- Αντοχή συμπίεσης: Έως 2.700 MPa, υψηλότερη από τα περισσότερα μέταλλα, συμβάλλοντας στην άριστη αντίσταση στη φθορά κάτω από το φορτίο.

- Συντηρητή Young: Περίπου 530-700 GPA, περίπου τρεις φορές εκείνη του χάλυβα, υποδεικνύοντας ακραία ακαμψία.

- Η εγκάρσια δύναμη ρήξης (TRS): υποδεικνύει σκληρότητα, η οποία αντιστρόφως συσχετίζεται με τη σκληρότητα σε κάποιο βαθμό.

Εφαρμογές καρβιδίου βολφραμίου με βάση σκληρότητα

Λόγω της σκληρότητας και της αντοχής της φθοράς, το καρβίδιο βολφραμίου χρησιμοποιείται ευρέως σε:

- Εργαλεία κοπής: End Mills, τρυπάνια, ένθετα διατηρούν αιχμηρές άκρες σε υψηλές θερμοκρασίες.

- Εξοπλισμός εξόρυξης: Συμβουλές από τρυπάνι, πλάκες θραυστήρων αντιστέκονται στην επαφή με λειαντικό βράχο.

- Βιομηχανικά εξαρτήματα φθοράς: Τα ακροφύσια, οι βαλβίδες, οι δακτύλιοι και οι δακτύλιοι σφραγίδων υπομένουν διαβρωτικά υγρά και μηχανική φθορά.

- Κοσμήματα: Οι γαμήλιες ζώνες αντιστέκονται στις γρατζουνιές και διατηρούν την πολωνική άποψη.

Δοκιμή σκληρότητας του καρβιδίου βολφραμίου

Μέθοδος δοκιμής σκληρότητας Rockwell

- Indenter: Diamond Cone (γωνία 120 °) για καρβίδιο βολφραμίου.

- Φορτώστε: 60 κιλά για Rockwell μια κλίμακα.

- Διαδικασία: Πολλαπλές εσοχές γίνονται σε μια ομαλή, παρασκευασμένη επιφάνεια, με απόσταση και απόσταση από την άκρη που ελέγχεται για να αποφευχθεί η παρεμβολή.

- Βαθμονόμηση: Χρησιμοποιήστε μπλοκ σκληρότητας κοντά στη σκληρότητα καρβιδίου βολφραμίου για ακρίβεια.

- Αποτέλεσμα: μέσος όρος πολλαπλών μετρήσεων, με ανοχές τυπικά ± 0,5 HRA.

Σημασία των δοκιμών σκληρότητας

- Εξασφαλίζει ότι το υλικό πληροί τις προδιαγραφές για αντίσταση και ανθεκτικότητα στη φθορά.

- Κρίσιμο για τον ποιοτικό έλεγχο στην κατασκευή εξαρτημάτων καρβιδίου βολφραμίου.

- Βοηθά στην επιλογή κατάλληλων βαθμών για διαφορετικές εφαρμογές με βάση τις απαιτήσεις σκληρότητας και σκληρότητας.

Πρόσθετες τεχνικές γνώσεις σχετικά με τη σκληρότητα του καρβιδίου βολφραμίου

Θερμική σταθερότητα και σκληρότητα

Το καρβίδιο του βολφραμίου διατηρεί τη σκληρότητα του ακόμη και σε αυξημένες θερμοκρασίες, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για τα εργαλεία κοπής που χρησιμοποιούνται στην κατεργασία υψηλής ταχύτητας. Η διατήρηση της σκληρότητας σε θερμοκρασίες μέχρι 500 ° C καθιστά ανώτερη από πολλά άλλα σκληρά υλικά που μαλακώνουν κάτω από τη θερμότητα.

Αντίκτυπο των υλικών συνδετικού υλικού πέρα ​​από το κοβάλτιο

Ενώ το κοβάλτιο είναι το πιο συνηθισμένο συνδετικό υλικό, άλλα συνδετικά όπως το νικέλιο ή το σίδηρο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσαρμόσουν την ισορροπία σκληρότητας και σκληρότητας. Τα συνδετικά του νικελίου μπορούν να βελτιώσουν την αντίσταση στη διάβρωση, αλλά μπορεί να μειώσουν ελαφρώς τη σκληρότητα σε σύγκριση με το κοβάλτιο.

Προκαταβολές σε σύνθετα Carbide Tungsten Carbide

Οι πρόσφατες εξελίξεις περιλαμβάνουν τα νανο-δομημένα σύνθετα καρβιδίου βολφραμίου που παρουσιάζουν ενισχυμένη σκληρότητα και σκληρότητα ταυτόχρονα, ξεπερνώντας τις παραδοσιακές συμβιβασμούς.

Διευρυμένες εφαρμογές καρβιδίου βολφραμίου

Ιατρική βιομηχανία

Το καρβίδιο βολφραμίου χρησιμοποιείται σε χειρουργικά όργανα και οδοντικά εργαλεία λόγω της σκληρότητας και της βιοσυμβατότητάς του, εξασφαλίζοντας την ακρίβεια και την ανθεκτικότητα.

Αεροδιαστημική

Τα εξαρτήματα που εκτίθενται σε ακραία φθορά και θερμότητα, όπως λεπίδες στροβίλου και εξαρτήματα κινητήρα, επωφελούνται από επικαλύψεις καρβιδίου βολφραμίου ή ένθετα.

Ηλεκτρονική

Το καρβίδιο βολφραμίου χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων εξοπλισμού ημιαγωγών που απαιτούν υψηλή αντοχή στη φθορά και σταθερότητα διαστάσεων.

Ενισχυμένες τεχνικές δοκιμής σκληρότητας

Δοκιμές σκληρότητας υπερήχων

Οι μη καταστρεπτικές υπερηχητικές μέθοδοι αναπτύσσονται για τη μέτρηση της σκληρότητας και την ανίχνευση εσωτερικών ελαττωμάτων σε τμήματα καρβιδίου βολφραμίου.

Δοκιμή μικροκαρδιότητας

Οι δοκιμές μικροεπιχειρησιακής χρήσης χρησιμοποιώντας Vickers ή Knoop Indenters παρέχουν εντοπισμένες μετρήσεις σκληρότητας, χρήσιμες για επικαλύψεις και λεπτά στρώματα.

Αυτοματοποίηση ποιότητας ελέγχου

Τα συστήματα δοκιμών αυτοματοποιημένης σκληρότητας με ρομποτικά όπλα και ανάλυση AI βελτιώνουν τη συνέπεια και τη διακίνηση στην κατασκευή.

Σύναψη

Το καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα από τα πιο σκληρά βιομηχανικά υλικά, με σκληρότητα Rockwell που συνήθως κυμαίνεται από 88 έως 95 HRA, αντανακλώντας την εξαιρετική αντοχή της φθοράς και την ανθεκτικότητα. Η σκληρότητα του επηρεάζεται από το μέγεθος των κόκκων, την περιεκτικότητα σε συνδετικό υλικό κοβαλτίου και τις συνθήκες επεξεργασίας. Η κλίμακα Rockwell A είναι το πρότυπο για τη μέτρηση της σκληρότητας του καρβιδίου βολφραμίου, παρέχοντας αξιόπιστα και ακριβή αποτελέσματα που είναι απαραίτητα για τον έλεγχο της ποιότητας και την επιλογή υλικού. Αυτή η εξαιρετική σκληρότητα, σε συνδυασμό με υψηλή αντοχή και δυσκαμψία συμπίεσης, καθιστά απαραίτητο το καρβίδιο βολφραμίου σε εργαλεία κοπής, εξοπλισμό εξόρυξης και ανθεκτικά στη φθορά.

Συχνές ερωτήσεις

1. Ποια είναι η τυπική σειρά σκληρότητας Rockwell του καρβιδίου βολφραμίου;

Το καρβίδιο βολφραμίου έχει συνήθως σκληρότητα Rockwell μεταξύ 88 και 95 HRA, που αντιστοιχεί περίπου σε 69 έως 81 HRC.

2. Γιατί χρησιμοποιείται η κλίμακα Rockwell μια κλίμακα για τη δοκιμή σκληρότητας καρβιδίου βολφραμίου;

Η κλίμακα Rockwell A χρησιμοποιεί μια χαμηλότερη δύναμη δοκιμής (60 kg) και ένα Diamond Indenter, το οποίο εμποδίζει τη ζημιά στον indenter και παρέχει ακριβείς αναγνώσεις σκληρότητας για πολύ σκληρά υλικά όπως το καρβίδιο βολφραμίου.

3. Πώς επηρεάζει η περιεκτικότητα σε κοβάλτιο COWSTEN CARBIDE HARLENTY;

Η κατώτερη περιεκτικότητα σε κοβάλτιο αυξάνει τη σκληρότητα αλλά μειώνει την ανθεκτικότητα, ενώ η υψηλότερη περιεκτικότητα σε κοβάλτιο βελτιώνει την ανθεκτικότητα σε βάρος της σκληρότητας.

4. Ποια είναι η σχέση μεταξύ του μεγέθους των κόκκων και της σκληρότητας στο καρβίδιο βολφραμίου;

Οι λεπτότεροι κόκκοι οδηγούν σε υψηλότερη σκληρότητα και αντίσταση στη φθορά, ενώ οι χονδροειδείς κόκκοι βελτιώνουν την ανθεκτικότητα αλλά τη χαμηλότερη σκληρότητα.

5. Πώς δοκιμάζεται η σκληρότητα του καρβιδίου βολφραμίου στη βιομηχανία;

Η σκληρότητα δοκιμάζεται χρησιμοποιώντας τον δοκιμαστή σκληρότητας Rockwell στην κλίμακα Α, με προσεκτική προετοιμασία δείγματος, πολλαπλές εσοχές και βαθμονόμηση έναντι τυποποιημένων μπλοκ σκληρότητας.

Αναφορές:

[1] https://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea&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-tungsten-carbide.html

[9] https://www.carbide-part.com/blog/comprehense-guide-to-testing-tungsten-carbide-rods-key-steps-to-ensure-quality-and-performance/

[10] https://www.yatechmaterials.com/en/technology/hardness-of-tungsten-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-cale.html

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

[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-tungsten-carbide-rods-withwell-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-loys-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-the-hardness-of-carbide-end-mills.html

[39] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-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-202407252/

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

[46] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-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%20grade%20sheet%20rev%208.pdf

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

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