Menú de contenido
● Introducción al carburo de tungsteno
● Síntesis de carburo de tungsteno
● Propiedades físicas del carburo de tungsteno
● Propiedades químicas y reactividad
● Aplicaciones de carburo de tungsteno
● Carburo de tungsteno cementado
● Reciclaje del carburo de tungsteno
● Consideraciones de seguridad
● Aplicaciones industriales
● Conclusión
● Preguntas frecuentes
>> 1. ¿Cuál es la dureza del carburo de tungsteno?
>> 2. ¿Cómo se sintetiza el carburo de tungsteno?
>> 3. ¿Cuáles son las aplicaciones principales del carburo de tungsteno?
>> 4. ¿El carburo de tungsteno es reactivo con ácidos?
>> 5. ¿Qué precauciones de seguridad se deben tomar al manejar el carburo de tungsteno?
● Citas:
El carburo de tungsteno, conocido por su dureza y durabilidad excepcionales, es un compuesto de tungsteno y carbono. Se usa ampliamente en herramientas de corte, piezas resistentes al desgaste y otras aplicaciones donde la alta resistencia y la resistencia al desgaste son cruciales. Comprender la reactividad de El carburo de tungsteno es esencial para su manejo seguro y su uso efectivo en varios procesos industriales.
Introducción al carburo de tungsteno
El carburo de tungsteno (WC) es una sustancia densa en forma de metal con un alto punto de fusión de aproximadamente 2870 ° C y un punto de ebullición de 6000 ° C. Es aproximadamente tres veces más rígido que el acero, con el módulo de un joven que varía de 530 a 700 GPA. El carburo de tungsteno también es dos veces más denso que el acero, con una densidad de aproximadamente 15.63 g/cm².
Síntesis de carburo de tungsteno
El carburo de tungsteno se puede sintetizar a través de varios métodos:
1. Reacción del tungsteno con carbono: esto implica calentar el metal de tungsteno con carbono a temperaturas entre 1400 ° C y 2000 ° C.
2. Reacción con trióxido de tungsteno (WO₃): WO₃ se puede reaccionar con grafito a 900 ° C o en hidrógeno a 670 ° C, seguido de carburización en argón a 1000 ° C.
3.
Propiedades físicas del carburo de tungsteno
El carburo de tungsteno es reconocido por sus propiedades físicas:
- Dureza: ocupa un lugar de 9.0 a 9.5 en la escala de Mohs y tiene una dureza de Vickers de aproximadamente 2600.
- Conductividad térmica: tiene una conductividad térmica de 110 w/(m · k).
- Expansión térmica: el coeficiente de expansión térmica es de 5,5 μm/m · k.
Propiedades químicas y reactividad
El carburo de tungsteno exhibe varias propiedades químicas notables:
- Oxidación: comienza a oxidarse a 500–600 ° C.
- Solubilidad: es insoluble en agua pero es soluble en una mezcla de ácido nítrico y ácido hidrofluorico.
- Reactividad: reacciona violentamente con flúor a temperatura ambiente y con cloro superior a 400 ° C.
Aplicaciones de carburo de tungsteno
Debido a su dureza y resistencia al desgaste, el carburo de tungsteno se usa en:
- Herramientas de corte: ejercicios, cuchillas de sierra y herramientas de fresado.
-Piezas resistentes al desgaste: boquillas, rodamientos y recubrimientos resistentes a la abrasión.
- Joyas: se usa en alianzas de boda y otras joyas debido a su durabilidad.
Carburo de tungsteno cementado
El carburo de tungsteno cementado, a menudo mezclado con cobalto como aglutinante, se usa para mejorar su dureza mientras mantiene la dureza. Este compuesto es ampliamente utilizado en herramientas industriales.
Reciclaje del carburo de tungsteno
El reciclaje del carburo de tungsteno es un aspecto importante de su ciclo de vida. Un método efectivo es el proceso de oxidación, que implica reaccionar carburo de tungsteno de desechos con oxígeno para formar tungsteno y óxidos de cobalto. Estos óxidos se tratan con álcali para producir tungstate de sodio soluble en agua, que puede separarse del óxido de cobalto sólido. Este método es eficiente y ecológico, ya que reduce los desechos y conserva valiosos recursos de tungsteno [2] [7].
Consideraciones de seguridad
El manejo del carburo de tungsteno requiere precaución debido a su reactividad potencial con ciertos productos químicos y su dureza, lo que puede causar lesiones si se maneja mal. Los trabajadores deben usar equipo de protección, incluidos respiradores, guantes y vasos de seguridad, para evitar la exposición. Los sistemas de ventilación deben usarse para minimizar la inhalación de polvo, y la ropa contaminada debe cambiarse diariamente [4].
Aplicaciones industriales
El carburo de tungsteno se utiliza en varias industrias debido a sus propiedades excepcionales:
- Aeroespacial y aviación: los recubrimientos de carburo de tungsteno protegen los componentes críticos del motor del desgaste y la erosión [5].
- Producción de petróleo y gas: extiende la vida útil de los equipos de perforación y los componentes de producción al proporcionar resistencia al desgaste y protección de corrosión [5].
- Fabricación: se usa en herramientas de corte y componentes de desgaste para mejorar la eficiencia operativa [5].
Conclusión
El carburo de tungsteno es un material excepcionalmente duro y versátil con una amplia gama de aplicaciones. Su reactividad, particularmente con flúor y cloro, requiere un manejo cuidadoso. Comprender su síntesis, propiedades físicas y comportamiento químico es crucial para optimizar su uso en varias industrias.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es la dureza del carburo de tungsteno?
El carburo de tungsteno tiene una dureza de MOHS de 9.0 a 9.5 y una dureza de Vickers de aproximadamente 2600.
2. ¿Cómo se sintetiza el carburo de tungsteno?
El carburo de tungsteno se puede sintetizar reaccionando tungsteno con carbono a altas temperaturas, utilizando trióxido de tungsteno con grafito o mediante métodos de deposición de vapor químico.
3. ¿Cuáles son las aplicaciones principales del carburo de tungsteno?
El carburo de tungsteno se usa principalmente en herramientas de corte, piezas resistentes al desgaste y joyas debido a su dureza y durabilidad.
4. ¿El carburo de tungsteno es reactivo con ácidos?
El carburo de tungsteno es insoluble en la mayoría de los ácidos, pero puede disolverse mediante una mezcla de ácido nítrico y ácido hidrofluorico.
5. ¿Qué precauciones de seguridad se deben tomar al manejar el carburo de tungsteno?
Al manejar el carburo de tungsteno, es importante usar equipo de protección y evitar la exposición al flúor o el cloro, ya que puede reaccionar violentamente con estas sustancias.
Citas:
[1] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/04chapter4.pdf?sequence=5
[2] https://www.carbide-tart.com/blog/oxidation-riccling-tungsten-carbide/
[3] https://www.zhongbocarbide.com/does-tungsten-carbide-react-with-ything.html
[4] https://www.safetyandhealthmagazine.com/articles/work-safely-with-tungsten-carbide-2
[5] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[6] https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/21205
[7] https://www.carbide-products.com/blog/oxidation-ricycling-tungsten-carbide/
[8] https://www.techmet-carbide.com/customer/content%20pages/resources%20page/sds.pdf
[9] https://www.samaterials.com/content/application-of-tungsten-in-modern-industry.html
[10] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[11] https://www.frontiersin.org/journals/materials/articles/10.3389/fmats.2021.645612/full
[12] https://www.webelements.com/tungsten/chemistry.html
[13] https://int-enviroguard.com/blog/tungsten-carbide-exposure- ehre-your-workers-at-risk/
[14] https://www.carbide-part.com/blog/comprehensive-analysis-of-the-dvantages-of-tungsten-carbide-applications/
[15] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[16] https://www.retopz.com/understanding-the-oxidation-resistance-of-tungsten-carbide-an-explanatory-overview/
[17] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1960.pdf
[18] https://www.ipsceramics.com/wp-content/uploads/2022/01/hsds-14-tungsten-carbide-isement-1.pdf
[19] https://eurobalt.net/blog/2022/03/28/all-the-applications-of-tungsten-carbide/
[20] https://www.axcelis.com/wp-content/uploads/2019/02/hsieh_iit2016.pdf
