کاربید تنگستن در مقیاس سختی چقدر سخت است؟

منوی محتوا

● درک سختی

>> مقیاس سختی Mohs

>> ویکرز و راکول سختی

● خواص کاربید تنگستن

>> ترکیب شیمیایی

>> خصوصیات فیزیکی

>> خصوصیات مکانیکی

● سختی تطبیقی

● برنامه های کاربید تنگستن

>> 1. ابزارهای برش

>> 2. تجهیزات معدن

>> 3. ماشین آلات صنعتی

>> 4 جواهرات

>> 5. برنامه های هوافضا

>> 6. دستگاه های پزشکی

● فرآیند تولید کاربید تنگستن

>> 1. تولید پودر

>> 2. مخلوط کردن

>> 3. فشار دادن

>> 4

>> 5. فرآیندهای پایان

● مزایای کاربید تنگستن

● چالش های مربوط به کاربید تنگستن

● پایان

● سوالات متداول (متداول)

>> 1. سختی Mohs از کاربید تنگستن چیست؟

>> 2. چگونه کاربید تنگستن با الماس مقایسه می کند؟

>> 3. کاربردهای متداول برای کاربید تنگستن چیست؟

>> آیا می توان کاربید تنگستن را به راحتی ماشینکاری کرد؟

>> 5. سختی ویکرز کاربید تنگستن چیست؟

● استنادها:

کاربید تنگستن (WC) ترکیبی از تنگستن و کربن است که سختی قابل توجهی را نشان می دهد و آن را به یکی از سخت ترین مواد شناخته شده تبدیل می کند. خصوصیات منحصر به فرد آن از ساختار مولکولی آن و پیوند بین اتمهای تنگستن و کربن ناشی می شود. در این مقاله به سختی در مورد سختی Tungsten Carbide ، مقایسه آن با سایر مواد ، برنامه ها و بخش سؤالات متداول جامع.

درک سختی

سختی اندازه گیری مقاومت یک ماده در برابر تغییر شکل ، خراش یا تورفتگی است. می توان با استفاده از مقیاس های مختلف از جمله مقیاس MOHS ، مقیاس سختی ویکرز و مقیاس سختی راکول اندازه گیری کرد.

مقیاس سختی Mohs

مقیاس سختی Mohs از 1 (تالک) تا 10 (الماس) متغیر است. کاربید تنگستن در این مقیاس بین 9 تا 9.5 قرار دارد و آن را از نظر سختی در رده دوم الماس قرار می دهد. این سختی استثنایی یکی از دلایلی است که کاربید تنگستن به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

ویکرز و راکول سختی

- ویکرز سختی: کاربید تنگستن بسته به روش ترکیب و پردازش آن ، تقریباً 2400 تا 3000 HV دارد.

- Rockwell Hardness: در مقیاس Rockwell (HRA) ، کاربید تنگستن به طور معمول بین 89 تا 95 HRA اندازه گیری می شود ، که مربوط به حدود 69 تا 81 HRC در مقیاس C است.

خواص کاربید تنگستن

ترکیب شیمیایی

کاربید تنگستن عمدتاً از:

- تقریباً 94 ٪ تنگستن

- حدود 6 ٪ کربن

این ترکیب می تواند کمی بر اساس برنامه های خاص و خصوصیات مورد نظر متفاوت باشد.

خصوصیات فیزیکی

- تراکم: کاربید تنگستن دارای چگالی حدود 15.6 گرم در سانتی متر 3 است.

- نقطه ذوب: نقطه ذوب تقریباً 2870 درجه سانتیگراد (5198 درجه فارنهایت) است.

- هدایت حرارتی: دارای هدایت حرارتی در حدود 110 W/m · K است.

خصوصیات مکانیکی

نمایشگاه های کاربید تنگستن:

- مقاومت در برابر سایش استثنایی

- قدرت فشاری بالا

- حداقل انحراف تحت بار

این خصوصیات باعث می شود که آن را برای برنامه های پر فشار مناسب مناسب کند.

سختی تطبیقی

برای درک بهتر موقعیت کاربید تنگستن از نظر سختی ، در اینجا مقایسه با مواد دیگر وجود دارد:

سختی های Maths	Mohs سختی	ویکرز سختی (HV)	Rockwell Hardness (HRA)
الماس	10	> 3000	n/a
کاربید تنگستن	9 - 9.5	2400 - 3000	89 - 95
Corundum (اکسید آلومینیوم)	9	2000 پوند	80 پوند
فولاد	~ 4 - 8	150 پوند - 600	20 - 60

برنامه های کاربید تنگستن

به دلیل سختی و دوام ، کاربید تنگستن در صنایع مختلف استفاده گسترده ای پیدا می کند:

1. ابزارهای برش

کاربید تنگستن معمولاً در ابزارهای برش مانند بیت های مته ، ابزار فرز و تیغه های اره به دلیل مقاومت در برابر سایش مورد استفاده قرار می گیرد. توانایی حفظ لبه های تیز در دوره های طولانی ، آن را برای ماشینکاری مواد سخت مانند فولاد و سایر آلیاژها ایده آل می کند.

2. تجهیزات معدن

در صنعت معدن ، کاربید تنگستن در قسمتهای مته برای حفاری نفت و عملیات معدن کار می کند. چقرمگی آن به آن اجازه می دهد تا به طور مؤثر در سازندهای سنگ سخت نفوذ کند ، و به طور قابل توجهی بهره وری را افزایش می دهد.

3. ماشین آلات صنعتی

کاربید تنگستن در بخش هایی که سایش و پارگی زیاد را تجربه می کنند ، مانند یاتاقان ها ، دریچه ها و نازل ها استفاده می شود. توانایی آن در مقاومت در برابر شرایط شدید ، آن را به یک انتخاب ترجیحی برای تولید اجزای ماشین آلات تبدیل می کند.

4 جواهرات

Tungsten Carbide به طور فزاینده ای برای گروههای عروسی و جواهرات مد ، سطح مقاوم در برابر خراش را ارائه می دهد که درخشش خود را به مرور زمان حفظ می کند. احساس سنگین آن عنصری از تجملات را اضافه می کند که بسیاری از مصرف کنندگان از آن قدردانی می کنند.

5. برنامه های هوافضا

در مهندسی هوافضا ، کاربید تنگستن به دلیل نسبت قدرت به وزن و مقاومت در برابر سایش در دماهای بالا برای اجزای مختلف استفاده می شود. این اغلب در موتورهای توربین و سایر سیستم های مهم که در آن قابلیت اطمینان است ، یافت می شود.

6. دستگاه های پزشکی

کاربید تنگستن نیز در زمینه پزشکی قدم می گذارد. زیست سازگاری آن اجازه می دهد تا از آن در ابزارهای جراحی و ایمپلنت استفاده شود. سختی مواد تضمین می کند که ابزارهای جراحی طولانی تر از آنچه که از فلزات نرم تر ساخته شده است.

فرآیند تولید کاربید تنگستن

فرآیند تولید کاربید تنگستن شامل چندین مرحله کلیدی است:

1. تولید پودر

مرحله اول شامل تولید پودر تنگستن ریز از طریق فرآیندهای کاهش شیمیایی یا فرز مکانیکی است. کربن سیاه نیز در این مرحله تولید می شود.

2. مخلوط کردن

پودر تنگستن سپس برای دستیابی به خواص مورد نظر با نسبت های دقیق با کربن مخلوط می شود. این مخلوط اغلب به عنوان پودر کاربید تنگستن 'سبز' گفته می شود.

3. فشار دادن

پودر مخلوط شده به قالبها تحت فشار بالا فشرده می شود تا شکل جمع و جور معروف به 'قسمت سبز' ایجاد شود. 'این قسمت شکل خود را حفظ می کند اما هنوز کاملاً متراکم یا سخت نیست.

4

قسمت سبز تحت پخت و پز قرار می گیرد - فرایندی که در دمای بالا (به طور معمول در حدود 1400 درجه سانتیگراد) در یک فضای کنترل شده بدون رسیدن به نقطه ذوب آن گرم می شود. این مرحله به ذرات اجازه می دهد تا محکم به هم وصل شوند و در نتیجه ماده متراکم ایجاد شود.

5. فرآیندهای پایان

پس از پخت و پز ، کاربید تنگستن می تواند از طریق سنگ زنی یا پولیش بیشتر پردازش شود تا به ابعاد دقیق یا سطح سطح مورد نیاز برای برنامه های خاص دست یابد.

مزایای کاربید تنگستن

کاربید تنگستن مزایای بسیاری از مواد دیگر را ارائه می دهد:

- دوام استثنایی: سختی آن طول عمر و عملکرد را در شرایط شدید تضمین می کند.

- مقاومت در برابر خوردگی: کاربید تنگستن در برابر اکسیداسیون و خوردگی بهتر از بسیاری از فلزات مقاومت می کند.

- تطبیق پذیری: می توان آن را به شکل ها و اندازه های مختلف برای برنامه های مختلف تولید کرد.

- راندمان هزینه: اگرچه هزینه های اولیه ممکن است از برخی گزینه های دیگر بالاتر باشد ، اما طول عمر طولانی هزینه های کلی را با گذشت زمان کاهش می دهد.

چالش های مربوط به کاربید تنگستن

در حالی که کاربید تنگستن مزایای بی شماری دارد ، چالش های مرتبط با استفاده از آن نیز وجود دارد:

- شکنندگی: علی رغم سختی آن ، کاربید تنگستن می تواند تحت شرایط خاصی شکننده باشد و در صورت عدم برخورد صحیح منجر به تراشه یا ترک خوردگی شود.

- مشکل ماشینکاری: به دلیل سختی شدید ، ماشینکاری کاربید تنگستن به تجهیزات و تکنیک های تخصصی نیاز دارد.

- وزن: چگالی کاربید تنگستن آن را از بسیاری از گزینه های دیگر سنگین تر می کند ، که ممکن است برای همه برنامه ها مناسب نباشد.

پایان

کاربید تنگستن به عنوان یکی از سخت ترین مواد موجود ، در زیر الماس در مقیاس سختی Mohs قرار دارد. خصوصیات مکانیکی چشمگیر آن ، آن را در صنایع متعدد ، به ویژه در مواردی که دوام و مقاومت در برابر سایش بسیار مهم است ، بسیار ارزشمند می کند. درک سختی آن نه تنها اهمیت آن در تولید را برجسته می کند بلکه بر نقش آن در تقویت عملکرد در برنامه های مختلف تأکید می کند.

سوالات متداول (متداول)

1. سختی Mohs از کاربید تنگستن چیست؟

Tungsten Carbide دارای سختی Mohs از 9 تا 9.5 است.

2. چگونه کاربید تنگستن با الماس مقایسه می کند؟

کاربید تنگستن فقط در سختی الماس است. در حالی که کاربید تنگستن بین 9 تا 9.5 قرار دارد ، الماس در 10 در مقیاس Mohs قرار دارد.

3. کاربردهای متداول برای کاربید تنگستن چیست؟

کاربردهای متداول شامل ابزار برش ، تجهیزات معدن ، قطعات ماشین آلات صنعتی ، جواهرات ، اجزای هوافضا و وسایل پزشکی است.

آیا می توان کاربید تنگستن را به راحتی ماشینکاری کرد؟

نه ، به دلیل سختی شدیدش ؛ روش های ماشینکاری سنتی بی اثر هستند. ابزارهای تخصصی برای ماشینکاری کاربید تنگستن مورد نیاز است.

5. سختی ویکرز کاربید تنگستن چیست؟

سختی ویکرز کاربید تنگستن به طور معمول از حدود 2400 تا بیش از 3000 HV متغیر است.

استنادها:

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

[2] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide/grade-chart

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

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

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

[6] https://www.hit-tw.com/newsdetails.aspx؟nid=298

[7] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explained/

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