Sisältövalikko
● Kovuuden ymmärtäminen
>> Mohs -kovuusasteikko
>> Vickers ja Rockwellin kovuus
● Volframikarbidin ominaisuudet
>> Kemiallinen koostumus
>> Fysikaaliset ominaisuudet
>> Mekaaniset ominaisuudet
● Vertaileva kovuus
● Volframikarbidin sovellukset
>> 1. Leikkaustyökalut
>> 2. kaivoslaitteet
>> 3. Teollisuuskoneet
>> 4. Korut
>> 5. ilmailu-
>> 6. Lääketieteelliset laitteet
● Volframikarbidin valmistusprosessi
>> 1. Jauhetuotanto
>> 2. Sekoittaminen
>> 3. Painaminen
>> 4. sintraus
>> 5. Viimeistelyprosessit
● Volframikarbidin edut
● Haasteet volframikarbidin kanssa
● Johtopäätös
● Usein kysyttyjä kysymyksiä (usein kysytyt kysymykset)
>> 1. Mikä on volframikarbidin mohs -kovuus?
>> 2. Kuinka volframikarbidia verrataan timanttiin?
>> 3. Mitkä ovat volframikarbidin yleiset sovellukset?
>> 4. Voiko volframikarbidia koneistaa helposti?
>> 5. Mikä on volframikarbidin Vickers -kovuus?
● Viittaukset:
Volframikarbidi (WC) on volframin ja hiilen yhdiste, jolla on huomattava kovuus, joten se on yksi tunnetuimmista materiaaleista. Sen ainutlaatuiset ominaisuudet johtuvat sen molekyylirakenteesta ja volframin ja hiiliatomien välisestä sitoutumisesta. Tässä artikkelissa tutkitaan kovuutta Volframikarbidi , sen vertailut muihin materiaaleihin, sovelluksiin ja kattavaan kysyttyihin kysymyksiin.
Kovuuden ymmärtäminen
Kovuus on mitata materiaalin kestävyydestä muodonmuutokselle, naarmuuntumiselle tai sisennykselle. Se voidaan kvantifioida käyttämällä erilaisia asteikkoja, mukaan lukien MOHS -asteikko, Vickers -kovuusasteikko ja Rockwell -kovuusasteikko.
Mohs -kovuusasteikko
Mohs -kovuusasteikko vaihtelee yhdestä (talkki) - 10 (timantti). Volframikarbidi on 9–9,5 tässä asteikolla, mikä tekee siitä vain timantin kovuuden suhteen. Tämä poikkeuksellinen kovuus on yksi syy siihen, miksi volframikarbidia käytetään laajasti teollisissa sovelluksissa.
Vickers ja Rockwellin kovuus
- Vickersin kovuus: Volframikarbidin kovuus on noin 2400 - 3000 HV: n koostumus- ja prosessointimenetelmistä riippuen.
- Rockwell -kovuus: Rockwell A -asteikolla (HRA) volframikarbidi mittaa tyypillisesti välillä 89 - 95 HRA: ta, mikä vastaa noin 69 - 81 HRC C -asteikolla.
Volframikarbidin ominaisuudet
Kemiallinen koostumus
Volframikarbidi koostuu pääasiassa:
- Noin 94% volframi
- Noin 6% hiili
Tämä koostumus voi vaihdella hiukan tiettyjen sovellusten ja haluttujen ominaisuuksien perusteella.
Fysikaaliset ominaisuudet
- Tiheys: Volframikarbidin tiheys on noin 15,6 g/cm³.
- Sulamispiste: Sulamispiste on noin 2870 ° C (5198 ° F).
- Lämmönjohtavuus: Sen lämmönjohtavuus on noin 110 paino/m · K.
Mekaaniset ominaisuudet
Volframikarbidinäyttelyt:
- Poikkeuksellinen kulutuskestävyys
- Korkea puristuslujuus
- Minimaalinen taipuma kuorman alla
Nämä ominaisuudet tekevät siitä sopivan korkean stressisovelluksiin.
Vertaileva kovuus
Verframiikarbidin aseman ymmärtämiseksi paremmin kovuuden suhteen tässä on vertailu muihin materiaaleihin:
| Material |
Mohs Henvyys |
Vickers Henvyys (HV) |
Rockwell Hardness (HRA) |
| Timantti |
10 |
> 3000 |
N/a |
| Volframikarbidi |
9 - 9,5 |
2400 - 3000 |
89 - 95 |
| Korundum (alumiinioksidi) |
9 |
~ 2000 |
~ 80 |
| Teräs |
~ 4 - 8 |
~ 150 - 600 |
~ 20 - 60 |
Volframikarbidin sovellukset
Kovuuden ja kestävyytensä vuoksi volframikarbidi löytää laajaa käyttöä eri toimialoilla:
1. Leikkaustyökalut
Volframikarbidia käytetään yleisesti työkalujen, kuten porausbittien, jauhamistyökalujen ja sahanterien, leikkaamiseen sen kulutuskestävyyden vuoksi. Kyky ylläpitää teräviä reunoja pitkillä ajanjaksoilla on ihanteellinen kovien materiaalien, kuten teräksen ja muiden seoksien, työstöön.
2. kaivoslaitteet
Kaivosteollisuudessa volframikarbidia käytetään porauspalasissa öljyporaus- ja kaivostoimintaan. Sen sitkeys antaa sen tunkeutua kovien kivien muodostumiseen tehokkaasti, mikä parantaa merkittävästi tuottavuutta.
3. Teollisuuskoneet
Volframikarbidia käytetään osissa, joissa on korkea kuluminen, kuten laakerit, venttiilit ja suuttimet. Sen kyky kestää äärimmäiset olosuhteet tekevät siitä edullisen valinnan koneiden komponenteille.
4. Korut
Yhä suositumpi hääbändeille ja muotikoruille, volframi Carbide tarjoaa naarmuuntuvan pinnan, joka ylläpitää kiiltoa ajan myötä. Sen painava tunne lisää ylellisyyttä, jota monet kuluttajat arvostavat.
5. ilmailu-
Ilmailu- ja avaruustekniikassa volframikarbidia käytetään eri komponentteihin sen lujuus-painosuhteen ja kulumiskestävyyden vuoksi korkeissa lämpötiloissa. Sitä löytyy usein turbiinimoottoreista ja muista kriittisistä järjestelmistä, joissa luotettavuus on ensiarvoisen tärkeää.
6. Lääketieteelliset laitteet
Volframikarbidi on myös askeleen lääketieteen alalla. Sen biologinen yhteensopivuus mahdollistaa sen käytön kirurgisissa instrumenteissa ja implantteissa. Materiaalin kovuus varmistaa, että kirurgiset työkalut pysyvät terävinä pidempään kuin pehmeämmistä metalleista.
Volframikarbidin valmistusprosessi
Volframikarbidin valmistusprosessi sisältää useita avainvaiheita:
1. Jauhetuotanto
Ensimmäinen vaihe sisältää hienon volframi -jauheen tuottamisen kemiallisten pelkistysprosessien tai mekaanisen jyrsinnän avulla. Hiilimusta tuotetaan myös tässä vaiheessa.
2. Sekoittaminen
Sitten volframi -jauhe sekoitetaan hiilen kanssa tarkkoissa suhteissa haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Tätä seosta kutsutaan usein 'vihreäksi' volframikarbidijauheena.
3. Painaminen
Sekoitettu jauhe painetaan muotteihin korkeapaineessa, jotta muodostuu kompakti muoto, joka tunnetaan nimellä 'vihreä osa.' 'Tämä osa säilyttää muodonsa, mutta ei ole vielä täysin tiheä tai kova.
4. sintraus
Vihreässä osassa on sintraus - prosessi, jossa sitä lämmitetään korkeissa lämpötiloissa (tyypillisesti noin 1400 ° C) kontrolloidussa ilmakehässä saavuttamatta sen sulamispistettä. Tämä vaihe antaa hiukkasten sitoutua tiukasti yhteen, mikä johtaa tiheään materiaaliin.
5. Viimeistelyprosessit
Sintrajen jälkeen volframikarbidia voidaan edelleen käsitellä hiomalla tai kiillottamalla tarkkoja mittoja tai pintapintaisia, joita tarvitaan tiettyihin sovelluksiin.
Volframikarbidin edut
Volframikarbidi tarjoaa useita etuja muihin materiaaleihin nähden:
- Poikkeuksellinen kestävyys: Sen kovuus varmistaa pitkäikäisyyden ja suorituskyvyn äärimmäisissä olosuhteissa.
- Korroosionkestävyys: volframikarbidi vastustaa hapettumista ja korroosiota paremmin kuin monet metallit.
- Monipuolisuus: Se voidaan valmistaa eri muodoiksi ja -kokoiksi eri sovelluksille.
- Kustannustehokkuus: Vaikka alkuperäiset kustannukset voivat olla korkeammat kuin jotkut vaihtoehdot, pitkä elinikä vähentää kokonaiskustannuksia ajan myötä.
Haasteet volframikarbidin kanssa
Vaikka volframikarbidilla on lukuisia etuja, sen käyttöön liittyy myös haasteita:
- Haureus: Histollisuudestaan huolimatta volframikarbidi voi olla hauras tietyissä olosuhteissa, mikä johtaa sirumiseen tai halkeiluun, jos niitä ei käsitellä oikein.
- Koneistusvaikeudet: Äärimmäisen kovuuden vuoksi volframikarbidin työstö vaatii erikoistuneita laitteita ja tekniikoita.
- Paino: Volframikarbidin tiheys tekee siitä raskaamman kuin monet vaihtoehdot, jotka eivät välttämättä ole sopivia kaikkiin sovelluksiin.
Johtopäätös
Volframikarbidi erottuu yhtenä vaikeimmista saatavilla olevista materiaaleista, jotka sijoittuvat juuri timantin alapuolelle MOHS -kovuusasteikolla. Sen vaikuttavat mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä korvaamattoman useilla toimialoilla, etenkin silloin, kun kestävyys ja kulutuskestävyys ovat ratkaisevan tärkeitä. Sen kovuuden ymmärtäminen ei vain korosta sen merkitystä valmistuksessa, vaan korostaa myös sen roolia suorituskyvyn parantamisessa eri sovelluksissa.
Usein kysyttyjä kysymyksiä (usein kysytyt kysymykset)
1. Mikä on volframikarbidin mohs -kovuus?
Volframikarbidilla on mohs -kovuus, joka vaihtelee välillä 9 - 9,5.
2. Kuinka volframikarbidia verrataan timanttiin?
Volframikarbidi on vain timantti kovuudella; Diamond sijoittuu 10: ssä MOHS -asteikolla, kun taas volframikarbidi on välillä 9–9,5.
3. Mitkä ovat volframikarbidin yleiset sovellukset?
Yleisiä sovelluksia ovat leikkaustyökalut, kaivoslaitteet, teollisuuskoneiden osat, korut, ilmailu- ja avaruuskomponentit ja lääkinnälliset laitteet.
4. Voiko volframikarbidia koneistaa helposti?
Ei, sen äärimmäisen kovuuden vuoksi; Perinteiset koneistusmenetelmät ovat tehottomia; Erityiset työkalut tarvitaan volframikarbidin työstöön.
5. Mikä on volframikarbidin Vickers -kovuus?
Volframikarbidin Vickers -kovuus vaihtelee tyypillisesti noin 2400: sta yli 3000 HV: hen.
Viittaukset:
[1] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-hardness-vs-diamond/
.
[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
.
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
