Tartalommenü
● A volfrám -karbid összetétele
● A kobalt szerepe a volfrám -karbidban
● Gyártási folyamat
● A kobalttartalmú volfrám-karbid tulajdonságai
● A kobalttartalmú volfrám-karbid alkalmazása
● A kobalt alternatívái
● Környezetvédelmi és egészségügyi megfontolások
● A valódi volfrám -karbid azonosítása
● Következtetés
● GYIK
>> 1. A volfrám -karbid mágneses?
>> 2. Újrahasznosítható lehet -e a volfrám -karbid?
>> 3. A volfrám -karbidot ékszerként biztonságos -e viselni?
>> 4. Hogyan hasonlítja össze a volfrám -karbid más kemény anyagokat, például a gyémántot?
>> 5. A volfrám -karbid átméretezhető vagy megjavítható?
● Idézetek:
A volfrám -karbid figyelemre méltó anyag, amely kivételes keménységéről, kopásállóságáról és tartósságáról ismert. Széles körben elterjedt felhasználást talált a különféle iparágakban, a vágási eszközöktől az ékszerekig. Ugyanakkor gyakran zavar az összetétele, különös tekintettel a kobalt jelenlétére. Ez a cikk feltárja a valódi természetét valódi volfrám -karbid , összetétele és a kobalt szerepe a termelésben és tulajdonságaiban.
A volfrám -karbid összetétele
A karbid volfrám -karbidja a legtisztább formájában egy kémiai vegyület a WC képlettel. Ez egyenlő részből áll a volfrám és a szénatomok [1] [2]. Ez a vegyület egy finom szürke por, amelyet megnyomhat és különféle formákká alakíthat egy szinterelésnek nevezett folyamaton keresztül.
Amikor azonban a legtöbb gyakorlati alkalmazásban a 'Tungfen Carbide' -ről beszélünk, gyakran egy kompozit anyagra utalunk, nem pedig a tiszta WC -re. Ez a kompozit általában tartalmaz egy kötőanyag fémet, és a leggyakoribb kötőanyag a kobalt.
A kobalt szerepe a volfrám -karbidban
A kobalt döntő szerepet játszik a volfrám -karbid kompozitok előállításában és tulajdonságaiban, amelyeket gyakran cementált karbidoknak vagy szívhidegeknek neveznek. Ez az oka annak, hogy a kobalt gyakran szerepel:
1. kötőanyag: A kobalt kötőanyagként működik, és a volfrám -karbid részecskéket együtt tartja. A szinterezési folyamat során a kobalt megolvad és áramlik a WC szemcsék között, erős kötést hozva létre [3].
2. Javított keménység: Noha a tiszta volfrám -karbid rendkívül nehéz, törékeny lehet. A kobalt hozzáadása javítja az anyag szilárdságát, ezáltal ellenállóbbá teszi a repedést és a choppingot [4].
3. A tulajdonságok kiegyensúlyozó tulajdonságai: A kobalt mennyiségét úgy lehet beállítani, hogy az egyes alkalmazások keménységét és keménységét egyensúlyba hozzák. Általában a kobalt -tartalom 3% és 30% között van [3].
4. Fokozott működőképesség: A Cobalt jelenléte működőképesebbé teszi az anyagot, lehetővé téve a gyártás során a könnyebb formázást és a kialakítást.
Gyártási folyamat
A kobalttartalmú volfrám-karbid előállítása több lépést foglal magában:
1. Por előkészítése: A volfrám -karbidport kobaltporral keverjük előre meghatározott arányban.
2. Préselés: A porkeveréket a kívánt alakba tömörítjük.
3. Szinteráció: A préselt formát 1400 ° C és 1600 ° C közötti hőmérsékletre melegítik. Ezen a hőmérsékleten a kobalt megolvad és részben feloldja a volfrám -karbid szemcséket [5].
4. Hűtés: Ahogy az anyag lehűl, a kobalt megszilárdul, és a volfrám -karbid részecskéket összekapcsolja.
A kobalttartalmú volfrám-karbid tulajdonságai
A kobalt bevonása a volfrám -karbidba figyelemre méltó tulajdonságokkal rendelkező anyagot eredményez:
1. Keménység: Bár kissé kevésbé kemény, mint a tiszta WC, a kobalttartalmú volfrám-karbid továbbra is az egyik legnehezebb anyag, amelynek keménysége a gyémánthoz közel van [4].
2. Kopásállóság: Az anyag kivételes ellenállást mutat a kopás és a kopás ellen, így ideális a szerszámok és a kopásálló alkatrészek vágásához.
3. Keménység: A kobalt -kötőanyag jelentősen javítja az anyag azon képességét, hogy ellenálljon az ütéseknek és ellenálljon a törésnek.
4. Hőstabilitás: A kobalttartalmú volfrám-karbid magas hőmérsékleten megőrzi tulajdonságait, így alkalmas nagysebességű megmunkálási alkalmazásokra [4].
5. Sűrűség: A karbid volfrám -sűrűsége 5,5–6,5% kobalt körülbelül 14,5 g/cm³ [4].
A kobalttartalmú volfrám-karbid alkalmazása
A keménység, a keménység és a kopásállóság egyedi kombinációja miatt a kobalttartalmú volfrám-karbid számos alkalmazásban értékes:
1. vágószerszámok: Fúróbitekbe, végmalmokban és fémek és egyéb kemény anyagok megmunkálásához történő betétekben használják.
2. bányászat és olajfúrás: alkatrészek a kőzetfúráshoz, az alagút unalmas és az olajkútfúráshoz.
3. Viseljen alkatrészeket: A gyártáshoz, a fúvókákhoz és más alkatrészekhez használják, nagy kopás esetén.
4. páncélos piering kör: Katonai alkalmazások páncélos piering lőszerekre.
5. Ékszerek: Az esküvői zenekarok és más ékszerek egyre népszerűbb tartóssága és karcolása miatt.
A kobalt alternatívái
Míg a kobalt a leggyakoribb kötőanyag a volfrám -karbid számára, vannak olyan helyzetek, ahol az alternatívák részesülnek:
1. nikkel: A jobb korrózióállóságot igénylő alkalmazásokhoz használják.
2. Vas: Néha a kobalt alacsonyabb költségű alternatívájaként használják.
3. nikkel-króm ötvözetek: Bizonyos alkalmazásokban javított szilárdságot és korrózióállóságot kínálnak.
4. kobaltmentes készítmények: Olyan alkalmazásokra fejlesztették ki, ahol a kobalt mágneses tulajdonságai nemkívánatosak, vagy ahol aggályok merülnek fel a kobalt toxicitása miatt.
Környezetvédelmi és egészségügyi megfontolások
A kobalt használata volfrám -karbidban néhány környezeti és egészségügyi problémát vet fel:
1. bányászati hatás: A kobaltbányászat jelentős környezeti hatásokkal járhat.
2. Foglalkozási expozíció: A karbid -termelés volfrám -munkavállalói ki vannak téve a kobaltpornak, ami légzési problémákat okozhat.
3. újrahasznosítási kihívások: A kobalt jelenléte bonyolíthatja a volfrám -karbid termékek újrahasznosítási folyamatát.
4. Toxicitás: Noha a volfrám-karbid-kobalt kompozit általában stabil, aggodalmak merülnek fel a kobalt-expozíció lehetséges hosszú távú egészségügyi hatásaival kapcsolatban.
A valódi volfrám -karbid azonosítása
Tekintettel a volfrám -karbid értékére és kívánatos tulajdonságaira, van egy piac a utánzati termékek számára. Íme néhány módszer a valódi volfrám -karbid megkülönböztetésére:
1. Sűrűség: A valódi volfrám -karbid nagyon sűrű. Egy darab nehezebbnek érzi magát, mint amilyennek látszik.
2. Scratch ellenállás: Rendkívül nehéz karcolni a karbidot. A közönséges fémek nem hagynak nyomot [7].
3. Szín: A valódi volfrám -karbid megkülönböztetett sötét szürke színű.
4. mágnesesség: A kobalt -tartalom miatt sok volfrám -karbid elem kissé mágneses.
5. Szakmai tesztelés: Az abszolút bizonyosság érdekében olyan szakmai tesztelési módszereket lehet használni, mint a röntgendiffrakció.
Következtetés
Összegezve, míg a tiszta volfrám -karbid (WC) nem tartalmaz kobaltot, a legtöbb gyakorlati alkalmazásban a „Tungfen Carbide” kifejezés egy olyan összetett anyagra utal, amely általában a kobaltot tartalmazza. Ez a kobalttartalmú volfrám-karbid valóban valódi, és a keménység, a keménység és a kopásállóság egyedi kombinációját kínálja, ami felbecsülhetetlen értékűvé teszi számos ipari és fogyasztói alkalmazásban.
A kobalt jelenléte nem az alacsonyabbrendűség vagy a hitelesség jele. Inkább ez egy kritikus elem, amely javítja az anyag általános teljesítményét, és lehetővé teszi annak felhasználását az igényes alkalmazások széles skáláján. Fontos azonban megjegyezni, hogy vannak kobaltmentes készítmények is, amelyek meghatározott igényekhez rendelkezésre állnak.
A technológia fejlődésével új kötőanyagok és készítmények fejlődhetnek, amelyek potenciálisan még jobb teljesítményt nyújtanak, vagy a kobalthasználathoz kapcsolódó környezeti és egészségügyi problémákkal foglalkoznak. Mindazonáltal a kobalttartalmú volfrám-karbid sok iparágban sarokköves anyag marad, igazolja annak kivételes tulajdonságait és sokoldalúságát.
GYIK
1. A volfrám -karbid mágneses?
Maga a volfrám -karbid nem mágneses. Azonban a kobalt kötőanyagként használt sok volfrám -karbid termékben mágneses. Ennek eredményeként sok volfrám -karbid elem kobalt -tartalmuk miatt enyhe mágneses tulajdonságokkal rendelkezik.
2. Újrahasznosítható lehet -e a volfrám -karbid?
Igen, a volfrám -karbid újrahasznosítható. A folyamat azonban összetett lehet a kobalt és más ötvöző elemek jelenléte miatt. A speciális újrahasznosító létesítmények különféle módszereket alkalmaznak a volfrám és más alkatrészek elválasztására és helyreállítására.
3. A volfrám -karbidot ékszerként biztonságos -e viselni?
Általában a volfrám -karbid ékszereket biztonságos viselni. A legtöbb ember számára hipoallergén, és nem reagál a bőrrel. Azonban azok a személyek, akiknek rendkívül érzékenyek a fémekkel, reagálhatnak a gyártási folyamatban néha használt nikkelre.
4. Hogyan hasonlítja össze a volfrám -karbid más kemény anyagokat, például a gyémántot?
Míg a volfrám -karbid az egyik legnehezebb anyag, a Diamond még mindig szignifikánsan nehezebb. Az ásványi keménység Mohs skáláján a gyémánt a 10 -es, míg a volfrám -karbid 9–9,5 körüli sebességet. A volfrám -karbid azonban keményebb, mint a gyémánt, ami azt jelenti, hogy kevésbé törékeny és ellenáll a repedésnek.
5. A volfrám -karbid átméretezhető vagy megjavítható?
A volfrám -karbid rendkívül kemény és ellenáll a deformációnak, ami megnehezíti az átméretezés vagy a javítás kialakulását. Ez különösen releváns az ékszerek, például a gyűrűk esetében. Ha átméretezésre van szükség, akkor gyakran praktikusabb az elem teljes cseréje.
Idézetek:
[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-tungsten-carbide-physical-and-hemical-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-tungsten-carbide-from-fakes/
[8] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten-carbide
