¿Cuál es la dureza de Rockwell del carburo de tungsteno?

Menú de contenido

● Comprender el carburo de tungsteno y su dureza

>> ¿Qué es la dureza?

● Rockwell Dureza del carburo de tungsteno

>> Valores típicos de dureza de rockwell

>> ¿Por qué usar el Rockwell A Escala para el carburo de tungsteno?

● Comparación de la dureza del carburo de tungsteno con otras escamas

● Factores que afectan la dureza del carburo de tungsteno

>> 1. Tamaño de grano

>> 2. Contenido de carpeta de cobalto

>> 3. Temperatura de sinterización y post-tratamientos

● Propiedades mecánicas relacionadas con la dureza

● Aplicaciones de carburo de tungsteno basadas en la dureza

● Prueba de dureza del carburo de tungsteno

>> Método de prueba de dureza de Rockwell

>> Importancia de las pruebas de dureza

● Conocimientos técnicos adicionales sobre la dureza del carburo de tungsteno

>> Estabilidad térmica y dureza

>> Impacto de los materiales de carpeta más allá del cobalto

>> Avances en compuestos de carburo de tungsteno

● Aplicaciones ampliadas de carburo de tungsteno

>> Industria médica

>> Aeroespacial

>> Electrónica

● Técnicas de prueba de dureza mejorada

>> Prueba de dureza ultrasónica

>> Prueba de microdorness

>> Automatización de control de calidad

● Conclusión

● Preguntas frecuentes

>> 1. ¿Cuál es el rango típico de la dureza de Rockwell del carburo de tungsteno?

>> 2. ¿Por qué el Rockwell es una escala utilizada para las pruebas de dureza de carburo de tungsteno?

>> 3. ¿Cómo afecta el contenido de cobalto a la dureza del carburo de tungsteno?

>> 4. ¿Cuál es la relación entre el tamaño del grano y la dureza en el carburo de tungsteno?

>> 5. ¿Cómo se prueba la dureza del carburo de tungsteno en la industria?

● Citas:

El carburo de tungsteno es reconocido por su dureza y resistencia al desgaste excepcional, lo que lo convierte en un material crítico en herramientas industriales, mecanizado y aplicaciones resistentes al desgaste. Comprender su dureza de Rockwell es esencial para que los ingenieros, fabricantes y usuarios seleccionen la calificación correcta para tareas específicas y garanticen un control de calidad. Este artículo completo explora la dureza de Rockwell del carburo de tungsteno, su comparación con otras escalas de dureza, factores que influyen en su dureza, aplicaciones y métodos de prueba.

Comprender el carburo de tungsteno y su dureza

El carburo de tungsteno (WC) es un compuesto químico compuesto de átomos de tungsteno y carbono, típicamente en una relación cercana al 94% de tungsteno y 6% de carbono. Forma una estructura cristalina hexagonal en un cierre cercano que contribuye a sus notables propiedades mecánicas, incluida la dureza, la rigidez y la resistencia a la compresión.

¿Qué es la dureza?

La dureza es la resistencia de un material a la deformación permanente, rascado o sangría. Es una propiedad clave para los materiales utilizados en herramientas de corte, piezas de uso y abrasivos. La dureza se mide utilizando varias escalas, incluidas:

- Escala de dureza de Mohs: escala cualitativa de 1 (talco) a 10 (diamante).

- Dureza de Vickers (HV): escala cuantitativa utilizando un hormigueo de pirámide de diamantes.

- Dureza de Rockwell (HR): profundidad de penetración de medición de escala cuantitativa bajo cargas específicas, con varias escalas (A, B, C, etc.) dependiendo del material y el tipo de sangría.

Rockwell Dureza del carburo de tungsteno

Valores típicos de dureza de rockwell

El carburo de tungsteno típicamente exhibe una dureza de rockwell en la escala A (HRA) que varía de 88 a 95. Esto corresponde aproximadamente a 69 a 81 en la escala Rockwell C (HRC), que se usa comúnmente para acerados endurecidos.

- Rockwell A Scale (HRA): utiliza un creve de cono de diamantes con una carga de 60 kg, adecuada para materiales muy duros como el carburo de tungsteno.

- Escala Rockwell C (HRC): utiliza un cono de diamante con una carga de 150 kg, principalmente para aceros endurecidos pero a veces se usa para comparar.

El rango de dureza de Rockwell A de 88–95 HRA refleja los grados de carburo de tungsteno con diferentes contenidos de aglutinante de cobalto y tamaños de grano, que influyen en la dureza y la dureza.

¿Por qué usar el Rockwell A Escala para el carburo de tungsteno?

Se prefiere la escala de Rockwell A porque la fuerza de prueba más baja (60 kg) reduce el riesgo de dañar el sanador de diamantes en comparación con la fuerza más alta utilizada en la escala C (150 kg). Proporciona mediciones de dureza confiables para materiales extremadamente duros como el carburo de tungsteno sin comprometer el sangría o la muestra.

Comparación de la dureza del carburo de tungsteno con otras escamas

La dureza del carburo de tungsteno se acerca a la del diamante, que es el material más duro conocido (Mohs 10, Vickers ~ 10,000 HV). Su dureza de Vickers generalmente varía de 2.400 a 3.000 hv dependiendo de la composición y el procesamiento.

Factores que afectan la dureza del carburo de tungsteno

1. Tamaño de grano

- Granos finos (0.2–0.8 µm): mayor dureza debido al espacio intergranular reducido, ideal para herramientas de corte y piezas de desgaste de precisión.

- Granos gruesos (> 1 µm): menor dureza pero mejor dureza, adecuada para aplicaciones pesadas de impacto como herramientas mineras.

2. Contenido de carpeta de cobalto

El carburo de tungsteno a menudo se cementa con cobalto, que actúa como una carpeta para mantener los granos WC juntos.

- Bajo contenido de cobalto (3–6%): maximiza la dureza pero aumenta la fragilidad.

- Alto contenido de cobalto (10–20%): mejora la dureza pero reduce la dureza.

3. Temperatura de sinterización y post-tratamientos

- Temperaturas de sinterización más altas (1.400–1,600 ° C) optimizar la densidad y la dureza.

- Los recubrimientos superficiales como el nitruro de titanio (estaño) pueden mejorar aún más la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste.

Propiedades mecánicas relacionadas con la dureza

- Resistencia a la compresión: hasta 2.700 MPa, más alta que la mayoría de los metales, lo que contribuye a una excelente resistencia al desgaste bajo carga.

- Módulo de Young: aproximadamente 530–700 GPA, aproximadamente tres veces el de acero, lo que indica una rigidez extrema.

- Resistencia a la ruptura transversal (TRS): indica la dureza, que se correlaciona inversamente con la dureza hasta cierto punto.

Aplicaciones de carburo de tungsteno basadas en la dureza

Debido a su dureza y resistencia al desgaste, el carburo de tungsteno se usa ampliamente en:

- Herramientas de corte: fábricas finales, brocas, insertos mantienen bordes afilados a altas temperaturas.

- Equipo minero: puntas de taladro, placas de trituradora resistir el contacto abrasivo de la roca.

- Piezas de desgaste industrial: boquillas, válvulas, bujes y anillos de foca soportan fluidos erosivos y ropa mecánica.

- Joyas: las alianzas de boda resisten los rasguños y retienen el esmalte indefinidamente.

Prueba de dureza del carburo de tungsteno

Método de prueba de dureza de Rockwell

- Guarder: cono de diamante (ángulo de 120 °) para carburo de tungsteno.

- Carga: 60 kg para la escala de Rockwell A.

- Procedimiento: se hacen múltiples hendiduras en una superficie lisa y preparada, con espaciado y distancia de borde controlada para evitar interferencias.

- Calibración: use bloques de dureza cerca de la dureza del carburo de tungsteno para la precisión.

- Resultado: promedio de lecturas múltiples, con tolerancias típicamente ± 0.5 HRA.

Importancia de las pruebas de dureza

- Asegura que el material cumpla con las especificaciones para la resistencia al desgaste y la durabilidad.

- Crítico para el control de calidad en la fabricación de piezas de carburo de tungsteno.

- Ayuda a seleccionar las calificaciones apropiadas para diferentes aplicaciones basadas en los requisitos de dureza y dureza.

Conocimientos técnicos adicionales sobre la dureza del carburo de tungsteno

Estabilidad térmica y dureza

El carburo de tungsteno mantiene su dureza incluso a temperaturas elevadas, lo cual es crucial para las herramientas de corte utilizadas en el mecanizado de alta velocidad. Su retención de dureza a temperaturas de hasta 500 ° C lo hace superior a muchos otros materiales duros que se ablandan bajo calor.

Impacto de los materiales de carpeta más allá del cobalto

Si bien el cobalto es la carpeta más común, se pueden usar otras carpetas como el níquel o el hierro para adaptar el equilibrio de dureza y dureza. Los aglutinantes de níquel pueden mejorar la resistencia a la corrosión, pero pueden reducir ligeramente la dureza en comparación con el cobalto.

Avances en compuestos de carburo de tungsteno

Los desarrollos recientes incluyen compuestos de carburo de tungsteno nanoestructurados que exhiben una mayor dureza y dureza simultáneamente, superando las compensaciones tradicionales.

Aplicaciones ampliadas de carburo de tungsteno

Industria médica

El carburo de tungsteno se usa en instrumentos quirúrgicos y herramientas dentales debido a su dureza y biocompatibilidad, asegurando la precisión y la durabilidad.

Aeroespacial

Los componentes expuestos al desgaste y el calor extremos, como las cuchillas de la turbina y las piezas del motor, se benefician de los recubrimientos o insertos de carburo de tungsteno.

Electrónica

El carburo de tungsteno se utiliza en la fabricación de piezas de equipos de semiconductores que requieren alta resistencia al desgaste y estabilidad dimensional.

Técnicas de prueba de dureza mejorada

Prueba de dureza ultrasónica

Se están desarrollando métodos ultrasónicos no destructivos para medir la dureza y detectar fallas internas en las partes de carburo de tungsteno.

Prueba de microdorness

Las pruebas de microdorness utilizando vickers o gruesos de Knoop proporcionan mediciones de dureza localizadas, útiles para recubrimientos y capas delgadas.

Automatización de control de calidad

Los sistemas automatizados de prueba de dureza con brazos robóticos y análisis de IA mejoran la consistencia y el rendimiento en la fabricación.

Conclusión

El carburo de tungsteno es uno de los materiales industriales más duros disponibles, con una dureza de rocas que generalmente varía de 88 a 95 HRA, lo que refleja su excepcional resistencia al desgaste y durabilidad. Su dureza está influenciada por el tamaño del grano, el contenido de la carpeta de cobalto y las condiciones de procesamiento. La escala Rockwell A es el estándar para medir la dureza del carburo de tungsteno, proporcionando resultados confiables y precisos esenciales para el control de calidad y la selección de materiales. Esta dureza sobresaliente, combinada con alta resistencia a la compresión y rigidez, hace que el carburo de tungsteno sea indispensable en herramientas de corte, equipos de minería y componentes resistentes al desgaste.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es el rango típico de la dureza de Rockwell del carburo de tungsteno?

El carburo de tungsteno típicamente tiene una dureza de Rockwell entre 88 y 95 HRA, correspondiente aproximadamente a 69 a 81 hrc.

2. ¿Por qué el Rockwell es una escala utilizada para las pruebas de dureza de carburo de tungsteno?

La escala de Rockwell A utiliza una fuerza de prueba más baja (60 kg) y un sangría de diamante, que evita daños al sangría y proporciona lecturas precisas de dureza para materiales muy duros como el carburo de tungsteno.

3. ¿Cómo afecta el contenido de cobalto a la dureza del carburo de tungsteno?

El contenido de cobalto más bajo aumenta la dureza, pero reduce la dureza, mientras que un mayor contenido de cobalto mejora la dureza a expensas de la dureza.

4. ¿Cuál es la relación entre el tamaño del grano y la dureza en el carburo de tungsteno?

Los granos más finos dan como resultado una mayor dureza y resistencia al desgaste, mientras que los granos más gruesos mejoran la dureza pero menor dureza.

5. ¿Cómo se prueba la dureza del carburo de tungsteno en la industria?

La dureza se prueba utilizando el probador de dureza de Rockwell en la escala A, con una cuidadosa preparación para la muestra, múltiples sangrías y calibración contra bloques de dureza estándar.

Citas:

[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/comprehensive-guide-to-testing-tungsten-carbide-rods-key-steps-to-ensure-Qalidad-and-performance/

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

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

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

[13] http://hardmetal-ingineering.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-ingineering.blogspot.com/2011/04/whatsort-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-seel-and-tungsten-carbide-ball-indenters-rockwell-hardness-test --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-explaned/

[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-inchina.com/product/vebuonyjggrj/china-yg20-c13-tungsten-carbide-rods-with-rockwell-hardness-58.html

[26] https://www.dymetalloy.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-rade-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-pools/

[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-comprehensive-guide/