Tartalommenü
● A keménység megértése
>> Mohs keménységi skála
>> Vickers és Rockwell keménység
● A volfrám -karbid tulajdonságai
>> Kémiai összetétel
>> Fizikai tulajdonságok
>> Mechanikai tulajdonságok
● Összehasonlító keménység
● A volfrám -karbid alkalmazásai
>> 1. Vágószerszámok
>> 2. bányászati berendezés
>> 3. ipari gépek
>> 4. Ékszerek
>> 5. Repülési alkalmazások
>> 6. Orvosi eszközök
● A volfrám -karbid gyártási folyamata
>> 1. Por előállítás
>> 2. Keverés
>> 3. Préselés
>> 4. Szinterezés
>> 5. Befejezési folyamatok
● A volfrám -karbid előnyei
● Kihívások volfrám -karbiddal
● Következtetés
● Gyakran feltett kérdések (GYIK)
>> 1. Mi a mohs keménysége a volfrám -karbidnak?
>> 2. Hogyan hasonlítja össze a volfrám -karbidot a gyémánthoz?
>> 3. Mik a közös alkalmazások a volfrám -karbidra?
>> 4. Könnyen megmunkálható -e a volfrám -karbid?
>> 5. Mi a Victers keménysége a volfrám -karbidnak?
● Idézetek:
A Tungfen Carbide (WC) egy volfrám és szén vegyülete, amely figyelemre méltó keménységet mutat, így az egyik legnehezebb anyag ismert. Egyedülálló tulajdonságai molekuláris szerkezetéből és a volfrám és a szénatomok közötti kötésből fakadnak. Ez a cikk feltárja a Tungsten karbid , összehasonlítása más anyagokkal, alkalmazásokkal és egy átfogó GYIK szakasz.
A keménység megértése
A keménység az anyag deformációval, karcolással vagy bemélyedéssel szembeni ellenállásának mértéke. Különböző skálákkal számszerűsíthető, beleértve a MOHS skálát, a Vickers keménységi skáláját és a Rockwell keménység skáláját.
Mohs keménységi skála
A Mohs keménységi skála 1 (talkum) és 10 (gyémánt) között van. A Tungsten Carbide ezen a skálán 9 és 9,5 között van, így csak a gyémánt a keménység szempontjából második lett. Ez a kivételes keménység az egyik oka annak, hogy a volfrám -karbidot széles körben használják az ipari alkalmazásokban.
Vickers és Rockwell keménység
- Vickers keménysége: A karbid volfrám -karbidja kb. 2400–3000 HV, összetételétől és feldolgozási módszereitől függően.
- Rockwell keménység: A Rockwell A skálán (HRA), a volfrám -karbid általában 89 és 95 HRA közötti mérés, amely a C skálán kb. 69–81 órásnak felel meg.
A volfrám -karbid tulajdonságai
Kémiai összetétel
A volfrám -karbid elsősorban:
- Körülbelül 94% volfrám
- Körülbelül 6% szén
Ez a kompozíció az egyes alkalmazások és a kívánt tulajdonságok alapján kissé eltérhet.
Fizikai tulajdonságok
- Sűrűség: A volfrám -karbid sűrűsége körülbelül 15,6 g/cm³.
- Olvadási pont: Az olvadáspont körülbelül 2870 ° C (5198 ° F).
- Hővezető képesség: hővezető képessége körülbelül 110 W/m · k.
Mechanikai tulajdonságok
Tungsten karbid kiállítások:
- Kivételes kopásállóság
- Magas kompressziós szilárdság
- Minimális elhajlás terhelés alatt
Ezek a tulajdonságok alkalmassá teszik a nagy stresszes alkalmazásokhoz.
Összehasonlító keménység
Annak érdekében, hogy jobban megértsük a Tungfen Carbide helyzetét a keménység szempontjából, itt van egy más anyaggal való összehasonlítás:
| Anyag |
Mohs keménység |
VICKERS keménység (HV) |
Rockwell keménység (HRA) |
| Gyémánt |
10 |
> 3000 |
N/A |
| Volfrám karbid |
9 - 9.5 |
2400 - 3000 |
89 - 95 |
| Corundum (alumínium -oxid) |
9 |
~ 2000 |
~ 80 |
| Acél |
~ 4 - 8 |
~ 150 - 600 |
~ 20 - 60 |
A volfrám -karbid alkalmazásai
Keménysége és tartóssága miatt a volfrám -karbid széles körű felhasználást talál a különféle iparágakban:
1. Vágószerszámok
A volfrám -karbidot általában vágószerszámokhoz használják, például fúróbitek, marószerszámok és fűrészpengék kopása miatt. Az a képesség, hogy az éles éleket hosszabb ideig fenntartsák, ideálissá teszi a kemény anyagok, például acél és más ötvözetek megmunkálásához.
2. bányászati berendezés
A bányászati iparban volfrám -karbidot alkalmaznak az olajfúrás és a bányászati műveletek fúróbitáiban. Keménysége lehetővé teszi, hogy hatékonyan behatolja a kemény kőzet formációját, jelentősen javítva a termelékenységet.
3. ipari gépek
A volfrám -karbidot olyan részekben használják, amelyek nagy kopást tapasztalnak, például csapágyak, szelepek és fúvókák. A szélsőséges körülmények elleni küzdelem képessége miatt előnyben részesített választás lehet a gépek gyártásának.
4. Ékszerek
Egyre népszerűbb az esküvői zenekarok és a divat ékszerek esetében, a Tungsten Carbide karcálló felületet kínál, amely az idő múlásával fenntartja ragyogását. Súlyos érzése hozzáadja a luxus elemét, amelyet sok fogyasztó értékel.
5. Repülési alkalmazások
A repülőgépiparban a volfrám-karbidot különféle alkatrészekhez használják, annak erősség / súly aránya és a magas hőmérsékleten történő kopás ellenállás miatt. Gyakran megtalálható a turbina motorokban és más kritikus rendszerekben, ahol a megbízhatóság kiemelkedő fontosságú.
6. Orvosi eszközök
A volfrám -karbid szintén lépéseket tesz az orvosi területen. Biokompatibilitása lehetővé teszi a műtéti eszközökben és implantátumokban való felhasználást. Az anyag keménysége biztosítja, hogy a műtéti szerszámok hosszabb ideig maradjanak, mint a lágyabb fémekből.
A volfrám -karbid gyártási folyamata
A volfrám -karbid gyártási folyamata számos kulcsfontosságú lépést foglal magában:
1. Por előállítás
Az első lépés magában foglalja a finom volfrámpor előállítását kémiai redukciós folyamatok vagy mechanikus őrlés révén. Ebben a szakaszban a szénfekete is előállítják.
2. Keverés
A volfrámport ezután a kívánt tulajdonságok elérése érdekében a szén -dioxiddal keverjük. Ezt a keveréket gyakran 'zöld ' volfrám -karbid pornak nevezik.
3. Préselés
A vegyes port nagynyomású formákba szorítják, hogy egy „zöld rész” néven ismert kompakt alakot képezzenek. Ez a rész megtartja alakját, de még nem teljesen sűrű vagy kemény.
4. Szinterezés
A zöld rész szinterelésen megy keresztül - egy olyan folyamat, ahol magas hőmérsékleten (jellemzően 1400 ° C körül) melegítik egy ellenőrzött légkörben anélkül, hogy elérnénk az olvadási pontját. Ez a lépés lehetővé teszi, hogy a részecskék szorosan összekapcsolódjanak, sűrű anyagot eredményezve.
5. Befejezési folyamatok
A szinterelés után a volfrám -karbidot csak őrléssel vagy polírozással lehet feldolgozni, hogy pontos dimenziók vagy felületi felületek elérése érdekében az egyes alkalmazásokhoz szükségesek.
A volfrám -karbid előnyei
A Tungsten Carbide számos előnyt kínál más anyagokkal szemben:
- Kivételes tartósság: Keménysége biztosítja a hosszú élettartamot és a teljesítményt szélsőséges körülmények között.
- Korrózióállóság: A volfrám -karbid jobban ellenzi az oxidációt és a korrózióját, mint sok fém.
- Sokoldalúság: Különböző formákba és méretekre is előállítható különböző alkalmazásokhoz.
- Költséghatékonyság: Bár a kezdeti költségek magasabbak lehetnek, mint egyes alternatívák, a hosszú élettartam csökkenti az általános költségeket az idő múlásával.
Kihívások volfrám -karbiddal
Míg a volfrám -karbidnak számos előnye van, a felhasználásukhoz kapcsolódó kihívások is vannak:
- Britosság: Keménysége ellenére a volfrám -karbid bizonyos körülmények között törékeny lehet, ami forgácsoláshoz vagy repedéshez vezet, ha nem megfelelően kezelik.
- Munkálási nehézségek: Szélsőséges keménysége miatt a karbid megmunkálása speciális berendezéseket és technikákat igényel.
- Súly: A volfrám -karbid sűrűsége nehezebbé teszi, mint sok alternatíva, ami nem megfelelő minden alkalmazáshoz.
Következtetés
A Tungsten Carbide az egyik legnehezebb anyag, amely a Mohs keménységi skáláján közvetlenül a gyémánt alatt van. Lenyűgöző mechanikai tulajdonságai felbecsülhetetlen értékűvé teszik a több iparágban, különösen akkor, ha a tartósság és a kopásállóság döntő jelentőségű. Keménységének megértése nemcsak kiemeli annak jelentőségét a gyártásban, hanem hangsúlyozza annak szerepét is, hogy javítsák a teljesítményt a különféle alkalmazásokban.
Gyakran feltett kérdések (GYIK)
1. Mi a mohs keménysége a volfrám -karbidnak?
A karbid volfrám -keménysége 9 és 9,5 között van.
2. Hogyan hasonlítja össze a volfrám -karbidot a gyémánthoz?
A volfrám -karbid csak a gyémánt keménységének második része; A Diamond a MOHS skálán 10 -nél, míg a Tungsten Carbide 9 és 9,5 között van.
3. Mik a közös alkalmazások a volfrám -karbidra?
Általános alkalmazások közé tartozik a vágószerszámok, a bányászati berendezések, az ipari gépek alkatrészei, az ékszerek, a repülőgép -alkatrészek és az orvostechnikai eszközök.
4. Könnyen megmunkálható -e a volfrám -karbid?
Nem, szélsőséges keménysége miatt; A hagyományos megmunkálási módszerek nem hatékonyak; Speciális szerszámokra van szükség a volfrám -karbid megmunkálásához.
5. Mi a Victers keménysége a volfrám -karbidnak?
A volfrám -karbid Vickers keménysége általában körülbelül 2400 és 3000 HV között mozog.
Idézetek:
[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-nifferences-explained/
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
