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● La composition du carbure de tungstène
● Le rôle du cobalt dans le carbure de tungstène
● Processus de fabrication
● Propriétés du carbure de tungstène contenant du cobalt
● Applications du carbure de tungstène contenant du cobalt
● Alternatives au cobalt
● Considérations environnementales et de santé
● Identifier le véritable carbure de tungstène
● Conclusion
● FAQ
>> 1. Le carbure de tungstène est-il magnétique?
>> 2. Le carbure de tungstène peut-il être recyclé?
>> 3. Le carbure de tungstène est-il sûr à porter en tant que bijoux?
>> 4. Comment le carbure de tungstène se compare-t-il à d'autres matériaux durs comme le diamant?
>> 5. Le carbure de tungstène peut-il être redimensionné ou réparé?
● Citations:
Le carbure de tungstène est un matériau remarquable connu pour sa dureté exceptionnelle, sa résistance à l'usure et sa durabilité. Il a trouvé une utilisation généralisée dans diverses industries, des outils de coupe aux bijoux. Cependant, il y a souvent une confusion quant à sa composition, en particulier en ce qui concerne la présence de cobalt. Cet article explorera la nature des authentiques Le carbure de tungstène authentique , sa composition et le rôle du cobalt dans sa production et ses propriétés.
La composition du carbure de tungstène
Le carbure de tungstène, sous sa forme la plus pure, est un composé chimique avec la formule WC. Il se compose de parties à parts égales et d'atomes de carbone [1] [2]. Ce composé est une poudre grise fine qui peut être pressée et formée en différentes formes à travers un processus appelé frittage.
Cependant, lorsque nous parlons de 'carbure de tungstène ' dans la plupart des applications pratiques, nous faisons souvent référence à un matériau composite plutôt qu'à un WC pur. Ce composite comprend généralement un métal de liant, et le liant le plus courant utilisé est le cobalt.
Le rôle du cobalt dans le carbure de tungstène
Cobalt joue un rôle crucial dans la production et les propriétés des composites de carbure de tungstène, souvent appelés carbures cimentés ou métaux durs. Voici pourquoi Cobalt est fréquemment inclus:
1. Agent de liaison: le cobalt agit comme un liant, maintenant les particules de carbure de tungstène ensemble. Pendant le processus de frittage, le cobalt fond et coule entre les grains WC, créant un lien fort [3].
2. Amélioration de la ténacité: Bien que le carbure de tungstène pur soit extrêmement difficile, il peut être cassant. L'ajout de cobalt améliore la ténacité du matériau, ce qui le rend plus résistant à la fissuration et à l'écaillage [4].
3. Propriétés d'équilibrage: La quantité de cobalt peut être ajustée pour équilibrer la dureté et la ténacité pour des applications spécifiques. En règle générale, la teneur en cobalt varie de 3% à 30% en poids [3].
4. Améliabilité améliorée: la présence de Cobalt rend le matériau plus réalisable, permettant une formation et une formation plus faciles pendant la fabrication.
Processus de fabrication
La production de carbure de tungstène contenant du cobalt implique plusieurs étapes:
1. Préparation de la poudre: La poudre de carbure de tungstène est mélangée avec de la poudre de cobalt dans des proportions prédéterminées.
2. Appuyant: le mélange de poudre est comprimé dans la forme souhaitée.
3. Frittage: la forme pressée est chauffée à des températures comprises entre 1 400 ° C et 1 600 ° C. À ces températures, le cobalt fond et dissout partiellement les grains de carbure de tungstène [5].
4. refroidissement: à mesure que le matériau se refroidit, le cobalt se solidifie, liant les particules de carbure de tungstène ensemble.
Propriétés du carbure de tungstène contenant du cobalt
L'inclusion de cobalt dans le carbure de tungstène se traduit par un matériau avec des propriétés remarquables:
1. DUREUSE: Bien que légèrement moins dure que le WC pur, le carbure de tungstène contenant du cobalt est toujours l'un des matériaux les plus durs disponibles, avec une dureté proche de celle du diamant [4].
2. Résistance à l'usure: Le matériau présente une résistance exceptionnelle à l'abrasion et à l'usure, ce qui le rend idéal pour les outils de coupe et les composants résistants à l'usure.
3. Nournosité: le liant Cobalt améliore considérablement la capacité du matériau à résister à l'impact et à résister à la fracture.
4. Stabilité thermique: le carbure de tungstène contenant du cobalt conserve ses propriétés à des températures élevées, ce qui le rend adapté aux applications d'usinage à grande vitesse [4].
5. Densité: La densité du carbure de tungstène avec 5,5% à 6,5% de cobalt est d'environ 14,5 g / cm³ [4].
Applications du carbure de tungstène contenant du cobalt
La combinaison unique de dureté, de ténacité et de résistance à l'usure rend le carbure de tungstène contenant du cobalt précieux dans de nombreuses applications:
1. Outils de coupe: utilisés dans les bits de forage, les usines d'extrémité et les inserts pour l'usinage des métaux et autres matériaux durs.
2. Forage d'extraction et d'huile: composants du forage rocheux, de l'alésage du tunnel et du forage du puits de pétrole.
3. Pièces d'usure: utilisées dans les matrices de fabrication, les buses et autres composants soumis à une usure élevée.
4. Rounds perçants par armures: applications militaires pour les munitions de perçage d'armure.
5. Bijoux: de plus en plus populaire pour les alliances et autres bijoux en raison de sa durabilité et de sa résistance aux rayures.
Alternatives au cobalt
Bien que le cobalt soit le liant le plus courant pour le carbure de tungstène, il existe des situations où des alternatives sont préférées:
1. Nickel: utilisé dans les applications nécessitant une meilleure résistance à la corrosion.
2. Fer: parfois utilisé comme alternative à moindre coût au cobalt.
3. Alloys de chrome de nickel: offrir une amélioration de la ténacité et une résistance à la corrosion dans certaines applications.
4. Formulations sans cobalt: développé pour les applications où les propriétés magnétiques du cobalt ne sont pas souhaitables ou en cas de préoccupations concernant la toxicité de Cobalt.
Considérations environnementales et de santé
L'utilisation du cobalt dans le carbure de tungstène a soulevé des problèmes environnementaux et de santé:
1. Impact de l'exploitation: l'exploration de cobalt peut avoir des impacts environnementaux importants.
2. Exposition professionnelle: les travailleurs de la production de carbure de tungstène peuvent être exposés à la poussière de cobalt, ce qui peut provoquer des problèmes respiratoires.
3. Défis de recyclage: La présence de cobalt peut compliquer le processus de recyclage des produits en carbure de tungstène.
4. Toxicité: Bien que le composite du carbure de tungstène soit généralement stable, il y a des préoccupations concernant les effets potentiels de la santé à long terme de l'exposition au cobalt.
Identifier le véritable carbure de tungstène
Compte tenu de la valeur et des propriétés souhaitables du carbure de tungstène, il existe un marché pour les produits d'imitation. Voici quelques façons de distinguer le véritable carbure de tungstène:
1. Densité: le véritable carbure de tungstène est très dense. Un morceau sera plus lourd qu'il n'y paraît.
2. Résistance à gratter: il est extrêmement difficile de rayer le carbure de tungstène. Les métaux communs ne laisseront pas de marque [7].
3. Couleur: le véritable carbure de tungstène a une couleur gris foncé distincte.
4. Magnétisme: En raison de la teneur en cobalt, de nombreux éléments en carbure de tungstène sont légèrement magnétiques.
5. Test professionnel: pour une certitude absolue, des méthodes de test professionnelles comme la diffraction des rayons X peuvent être utilisées.
Conclusion
En conclusion, bien que le carbure de tungstène pur (WC) ne contienne pas de cobalt, le terme 'carbure de tungstène ' dans la plupart des applications pratiques fait référence à un matériau composite qui comprend généralement du cobalt comme liant. Ce carbure de tungstène contenant du cobalt est en effet authentique et offre une combinaison unique de dureté, de ténacité et de résistance à l'usure qui le rend inestimable dans de nombreuses applications industrielles et de consommation.
La présence de cobalt n'est pas un signe d'infériorité ou d'inauthenticité. C'est plutôt un composant crucial qui améliore les performances globales du matériau et permet son utilisation dans un large éventail d'applications exigeantes. Cependant, il est important de noter qu'il existe également des formulations sans cobalt disponibles pour des besoins spécifiques.
À mesure que la technologie progresse, nous pouvons voir de nouveaux liants et formulations développées, offrant potentiellement des performances encore meilleures ou aborder certains des problèmes environnementaux et de santé associés à l'utilisation du cobalt. Néanmoins, le carbure de tungstène contenant du cobalt reste un matériau de la pierre angulaire dans de nombreuses industries, témoignant de ses propriétés exceptionnelles et de sa polyvalence.
FAQ
1. Le carbure de tungstène est-il magnétique?
Le carbure de tungstène lui-même n'est pas magnétique. Cependant, le cobalt utilisé comme liant dans de nombreux produits en carbure de tungstène est magnétique. En conséquence, de nombreux articles en carbure de tungstène présenteront de légères propriétés magnétiques en raison de leur teneur en cobalt.
2. Le carbure de tungstène peut-il être recyclé?
Oui, le carbure de tungstène peut être recyclé. Cependant, le processus peut être complexe en raison de la présence de cobalt et d'autres éléments d'alliage. Les installations de recyclage spécialisées utilisent diverses méthodes pour séparer et récupérer le tungstène et d'autres composants.
3. Le carbure de tungstène est-il sûr à porter en tant que bijoux?
Généralement, les bijoux en carbure de tungstène sont sûrs à porter. C'est hypoallergénique pour la plupart des gens et ne réagit pas avec la peau. Cependant, les individus ayant une sensibilité extrême aux métaux peuvent réagir au nickel parfois utilisé dans le processus de fabrication.
4. Comment le carbure de tungstène se compare-t-il à d'autres matériaux durs comme le diamant?
Bien que le carbure de tungstène soit l'un des matériaux les plus durs disponibles, le diamant est encore beaucoup plus difficile. Sur l'échelle du MOHS de la dureté minérale, le diamant évalue 10, tandis que le carbure de tungstène taux entre 9 et 9,5. Cependant, le carbure de tungstène est plus dur que le diamant, ce qui signifie qu'il est moins cassant et plus résistant à la fissuration.
5. Le carbure de tungstène peut-il être redimensionné ou réparé?
Le carbure de tungstène est extrêmement dur et résistant à la déformation, ce qui rend difficile le redimensionnement ou la réparation une fois qu'il a été formé. Ceci est particulièrement pertinent pour les articles de bijoux comme les anneaux. Si le redimensionnement est nécessaire, il est souvent plus pratique de remplacer complètement l'élément.
Citations:
[1] https://hpvchemicals.oecd.org/ui/handler.axd?id=ed1c76bf-dad9-4baa-8d1b-70fed7f92862
[2] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[3] https://www.azonano.com/article.aspx?articleid=3358
[4] https://shop.machinemfg.com/c2-nungsten-carbide-physical-and-chemical-properties/
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[6] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten-carbide-cobalt
[7] https://www.thermalspray.com/how-to-distinguish-real-nungsten-carbide-from-fakes/
[8] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten-carbide
