Բովանդակության մենյու
● Վոլֆրամի կարբիդի կազմը եւ կառուցվածքը
>> Բյուրեղյա կառուցվածքը
>> Վոլֆրամի կարբիդի տարբերակները
● Վոլֆրամի կարբիդի հատկությունները
>> Mal երմային հաղորդունակություն
>> Էլեկտրական հաղորդունակություն
● Արտադրության գործընթաց
>> Sintering տեխնիկա
● Վոլֆրամի կարբիդի դիմումներ
>> Հանքարդյունաբերություն
>> Նավթի եւ գազի արդյունաբերություն
>> Ավիատիեզերական ծրագրեր
● Վոլֆրամի կարբիդի առավելությունները
>> Բնապահպանական նկատառումներ
● Մարտահրավերներ վոլֆրամի կարբիդի հետ աշխատելու համար
● Եզրափակում
● ՀՏՀ
>> 1. Ինչի համար է օգտագործվում վոլֆրամի կարբիդը:
>> 2: Ինչպես է արտադրվում վոլֆրամի կարբիդը:
>> 3. Արդյոք վոլֆրամը կարբիդում է ավելի դիմացկուն, քան պողպատը:
>> 4. Կարող է վերամշակվել վոլֆրամի կարբիդը:
>> 5. Որոնք են վոլֆրամի կարբիդ գործիքների օգտագործման առավելությունները:
● Մեջբերումներ.
Քիմիական Formula WC- ի կողմից ներկայացված վոլֆրամի կարբիդը ուշագրավ նյութ է, որը ձեւավորվում է `համատեղելով վոլֆրամի եւ ածխածնի ատոմները ճշգրիտ հարաբերակցությամբ: Այս բաղադրությունը հայտնի է իր բացառիկ կարծրությամբ եւ ամրությամբ, այն նախընտրելի ընտրություն կատարելով տարբեր արդյունաբերական ծրագրերում: Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք հատկությունները, արտադրական գործընթացները, ծրագրերը, առավելությունները Վոլֆրամի կարբիդը եւ դրա ազդեցությունը տարբեր ոլորտների վրա, ապահովելով այս բազմակողմանի նյութի համակողմանի ընկալումը:
Վոլֆրամի կարբիդի կազմը եւ կառուցվածքը
Վոլֆրամի կարբիդը բաղկացած է հիմնականում վոլֆրամից (քաշի մոտ 94%) եւ ածխածնի (մոտ 6%): Այս ատոմների եզակի պայմանավորվածությունը կազմում է վեցանկյուն բյուրեղային կառուցվածք, որը նպաստում է դրա տպավորիչ ֆիզիկական հատկություններին: Նյութը կարող է սինթեզվել `ջեռուցվող փոշիով ջեռուցելով ածխածնի միջոցով ջերմաստիճանում, 1400 ° C- ից 2000 ° C ջերմաստիճանում: Այս գործընթացը հանգեցնում է նուրբ մոխրագույն փոշու, որը կարող է ձեւավորվել sintering- ի միջոցով:
Բյուրեղյա կառուցվածքը
Վոլֆրամի Carbide- ի բյուրեղյա կառուցվածքը կարեւորագույն նշանակություն ունի դրա կատարողականի բնութագրերի համար: Վեցանկյուն փակված կառուցվածքը թույլ է տալիս արդյունավետ փաթեթավորել ատոմների, ինչը նպաստում է դրա կարծրությանը: Բացի այդ, վոլֆրամի եւ ածխածնի ատոմների միջեւ ուժեղ կովալենտային կապերը ապահովում են կայունություն բարձր սթրեսի եւ ջերմաստիճանի պայմաններում:
Վոլֆրամի կարբիդի տարբերակները
Վոլֆրամի կարբիդի երկու հիմնական ձեւ կա. Ալֆա (α) եւ բետա (β) վոլֆրամի կարբիդ: Alpha Tungsten Carbide- ը ավելի կայուն է ցածր ջերմաստիճանում, իսկ Beta Tungsten Carbide- ը կայուն է ավելի բարձր ջերմաստիճանում: Այս տարբերակների հատկությունները փոքր-ինչ տարբերվում են, դրանք հարմար դարձնելով հատուկ դիմումների համար:
Վոլֆրամի կարբիդի հատկությունները
Վոլֆրամի կարբիդը տիրապետում է մի քանի հիմնական հատկություններ, որոնք այն առանձնանում են այլ նյութերի մեջ.
- Կոշտություն. Mohs- ի կարծրության վարկանիշով 9-ից 9,5-ի միջեւ, վոլֆրամի կարբիդը ամենադժվար նյութերից մեկն է, գերազանցելով միայն ադամանդով:
- Խտություն. Այն ունի բարձր խտություն (մոտավորապես 15,6 գ / սմ 3;), այն դարձնելով զգալիորեն ավելի ծանր, քան պողպատը:
- Ուժ. Վոլֆրամի կարբիդի սեղմիչ ուժը երկու-երեք անգամ ավելի մեծ է, քան պողպատից:
- Mal երմային կայունություն. Այն պահպանում է իր կառուցվածքային ամբողջականությունը նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանում, հալման կետով շուրջ 2,747 ° C:
- Կոռոզիայի դիմադրություն. Վոլֆրամի կարբիդը հիանալի դիմադրություն է ցուցաբերում մաշվածության եւ կոռոզիայից, այն հարմար դարձնելով կոշտ միջավայրերի համար:
Mal երմային հաղորդունակություն
Վոլֆրամի կարբիդի մեկ այլ կարեւոր սեփականությունն է դրա ջերմային հաղորդունակությունը: Այն ունի համեմատաբար բարձր ջերմային հաղորդունակություն `համեմատած այլ կոշտ նյութերի հետ, ինչը օգնում է ջեռուցել ջերմությունը մշակման գործընթացների ընթացքում եւ նվազեցնում գործիքների ջերմային վնասի ռիսկը:
Էլեկտրական հաղորդունակություն
Թեեւ ոչ մի դիրիժոր, ինչպիսին է մետաղները, ինչպիսիք են պղնձը կամ ալյումինը, վոլֆրամի կարբիդը ունեն որոշակի էլեկտրական հաղորդունակություն, նրա մետաղական կապի բնութագրերի շնորհիվ: Այս գույքը կարող է օգտակար լինել որոշակի ծրագրերում, որտեղ պահանջվում է էլեկտրական հաղորդունակություն:
Արտադրության գործընթաց
Վոլֆրամի կարբիդի արտադրությունը սովորաբար ներառում է հետեւյալ քայլերը.
1. Փոշի պատրաստում. Վոլֆրամի եւ ածխածնի փոշիները խառնվում են ճիշտ համամասնությունների մեջ:
2-ը: Sintering. Խառնուրդը ջեռուցվում է վերահսկվող պայմաններում `ամուր վոլֆրամի կարբիդ ձեւավորելու համար:
3. Պարտադիր գործակալներ. Կոշտությունը ուժեղացնելու համար մետաղական կապիկները, ինչպիսիք են կոբալտը կամ նիկելը, հաճախ ավելացվում են արտադրական գործընթացում:
4. Ձեւավորում . Արդյունքում ստացված նյութը տարբեր դիմումների համար կարող է սեղմվել տարբեր ձեւերի:
Sintering տեխնիկա
Արտադրման գործընթացում օգտագործվում են տարբեր տեսախցիկների տեխնիկա.
- Պայմանականորեն sintering. Այս մեթոդը ներառում է փոշու խառնուրդը վահանակում վակուումի կամ իներտ գազի մթնոլորտի տակ գտնվող վառարանում:
- Թեժ իզոստատիկ սեղմում (ազդրի). Այս առաջադեմ տեխնիկայում ճնշումը կիրառվում է միատեսակ նյութը ջեռուցելիս, որի արդյունքում բարելավված խտության եւ մեխանիկական հատկությունների արդյունքում:
- Spark Plasma Sintering (SPS). Այս տեխնիկան օգտագործում է իմպուլսային էլեկտրական հոսանք, որպեսզի արագ տաքացրեք փոշու խառնուրդը, թույլ տալով ավելի կարճ վերամշակող ժամանակներ եւ ավելի նուրբ միկրոհամակարգեր:
Վոլֆրամի կարբիդի դիմումներ
Վոլֆրամի կարբիդի եզակի հատկությունները այն հարմար են դարձնում տարբեր ոլորտներում դիմումների լայն տեսականի.
- Կտրող գործիքներ. Ծրագրվում է լայնորեն արտադրական գործիքներում, ինչպիսիք են զորավարժությունները, ֆրեզերային դանակները եւ տեսել շեղբերներ `դրա կարծրության եւ դիմադրության պատճառով:
- Զարդեր. Հանրաճանաչ հարսանեկան նվագախմբերի եւ զարդերի այլ իրերի ստեղծման մեջ `զրոյի դիմադրության եւ էսթետիկ բողոքարկման պատճառով:
- Արդյունաբերական մեքենաներ. Օգտագործված բաղադրիչներով, որոնք պահանջում են բարձր ամրություն եւ դիմադրություն կրելու եւ պոկելու համար:
- Զինամթերք. Օգտագործվում է զրահի պիրսինգի հրետաններում `դրա խտության եւ կարծրության պատճառով:
- Բժշկական գործիքներ. Ներառված վիրաբուժական գործիքների մեջ `բարելավված կատարման եւ երկարակեցության համար:
Հանքարդյունաբերություն
Հանքարդյունաբերության արդյունաբերության մեջ վոլֆրամի կարբիդը օգտագործվում է փորված բիթերի եւ այլ գործիքների համար, որոնք պետք է դիմակայեն ծայրահեղ պայմաններին, երկար ժամանակ պահպանելով կտրուկ ժամանակահատվածները: Հագուստի դիմակայելու ունակությունը դա իդեալական է դարձնում կոշտ ժայռի ձեւավորումների հորատման համար:
Նավթի եւ գազի արդյունաբերություն
Նավթի եւ գազի արդյունաբերությունն աշխատում է վոլֆրամի կարբիդում հորատման սարքավորումներում `քայքայումից եւ հորատման գործողությունների ընթացքում բախվող բարձր ջերմաստիճանների դիմադրության պատճառով: Թոլվենի կարբիդից պատրաստված փորված բիթերի նման բաղադրիչները կարող են զգալիորեն բարելավել գործառնական արդյունավետությունը:
Ավիատիեզերական ծրագրեր
Aerospace ծրագրերում վոլֆրամի կարբիդը օգտագործվում է բաղադրիչներով, որոնք պահանջում են ուժեղ ուժային հարաբերակցություններ եւ բացառիկ հագուստի դիմադրություն: Այնպիսի մասեր, ինչպիսիք են տուրբինային շեղբերները, նպաստում են նյութի ջերմային կայունությունից եւ մեխանիկական ուժից:
Վոլֆրամի կարբիդի առավելությունները
Վոլֆրամի կարբիդ օգտագործելու առավելությունները ներառում են.
- Երկարակեցություն. Վոլֆրամի կարբիդից պատրաստված գործիքները զգալիորեն ավելի երկար են տեւում, քան պողպատից պատրաստվածները:
- Արժեքի արդյունավետություն. Չնայած նախնական ծախսերը կարող են ավելի բարձր լինել, երկարակեցությունը հանգեցնում է փոխարինման հաճախականության նվազեցման պատճառով երկարաժամկետ ծախսերի:
- Բազմակողմանիություն. Տարբեր ձեւերի մեջ ձեւավորվելու ունակությունը թույլ է տալիս անհատականացում տարբեր ծրագրերում:
Բնապահպանական նկատառումներ
Վոլֆրամի կարբիդի երկարակեցությունը դրականորեն նպաստում է շրջակա միջավայրի կայունությանը `նվազեցնելով գործիքների հաճախակի փոխարինումներից ստացված թափոնները: Բացի այդ, շատ արտադրողներ ընդունում են վերամշակման պրակտիկա արտադրության ընթացքում ստեղծված ջարդոնային նյութերի համար:
Մարտահրավերներ վոլֆրամի կարբիդի հետ աշխատելու համար
Չնայած իր բազմաթիվ առավելություններին, վոլֆրամի կարբիդի հետ աշխատելը որոշ մարտահրավերներ է ներկայացնում.
- Ծիծաղում. Չնայած ծայրաստիճան ծանր, վոլֆրամի կարբիդը կարող է փխրուն լինել որոշակի պայմաններում, այն ենթակա դարձնելով չփչացնելով, եթե պատշաճ կերպով վարվում է:
- Մշակումների դժվարություն. Վոլֆրամի կարբիդը մեքենայությունը պահանջում է մասնագիտացված սարքավորումներ `դրա կարծրության պատճառով. Ավանդական կտրող գործիքները կարող են արդյունավետ չեն:
- Արժեքի գործոններ. Վոլֆրամի կարբիդային արտադրանքի նախնական արժեքը կարող է ավելի բարձր լինել, քան բարձր արագությամբ պողպատ կամ կերամիկական նյութեր:
Եզրափակում
Եզրափակելով, վոլֆրամի կարբիդը արտառոց նյութ է, որը բնութագրվում է իր կարծրությամբ, ուժով, բազմակողմանիությամբ եւ լայնածավալ ոլորտներում լայնածավալ ծրագրերով: Դրա եզակի հատկությունները անփոխարինելի են դարձնում արտադրության գործիքների արտադրության, արդյունաբերական մեքենաների բաղադրիչները, զարդերի արտադրությունը, օդատիեզերական ինժեներական, հանքարդյունաբերության գործառնությունները եւ այլն: Հասկանալով այն կազմը, հատկությունները, արտադրական գործընթացները, ծրագրերը, առավելությունները եւ մարտահրավերները, որոնք կապված են վոլֆրամի կարբիդի հետ, կարեւորում են դրա նշանակությունը ժամանակակից տեխնոլոգիաներում:
Քանի որ արդյունաբերությունները շարունակում են առաջ անցնել դեպի ավելի ամուր նյութեր, որոնք կարող են դիմակայել ծայրահեղ պայմաններին, միաժամանակ ծախսարդյունավետ լուծումներ տրամադրելիս, վոլֆրամի կարբիդը, անկասկած, կմնա նորարարության առաջնագծում:
ՀՏՀ
1. Ինչի համար է օգտագործվում վոլֆրամի կարբիդը:
Վոլֆրամի կարբիդը լայնորեն օգտագործվում է գործիքներ, արդյունաբերական մեքենաների բաղադրիչներ, զարդեր, զինամթերք եւ բժշկական գործիքներ `դրա կարծրության եւ ամրության պատճառով:
2: Ինչպես է արտադրվում վոլֆրամի կարբիդը:
Վոլֆրամի կարբիդը արտադրվում է վոլֆրամի փոշու հետ ածխածնի հետ խառնուրդով բարձր ջերմաստիճանում (1400 ° C- ից 2000 ° C), այնուհետեւ այն համընկնում է ամուր ձեւերի մեջ:
3. Արդյոք վոլֆրամը կարբիդում է ավելի դիմացկուն, քան պողպատը:
Այո, վոլֆրամի կարբիդը զգալիորեն ավելի դիմացկուն է, քան պողպատը. Այն ունի կարծրության վարկանիշ, որը այն դասում է մատչելի ամենադժվար նյութերից:
4. Կարող է վերամշակվել վոլֆրամի կարբիդը:
Այո, վոլֆրամի կարբիդը կարող է արդյունավետորեն վերամշակվել `իր արժեքավոր հատկությունների եւ նյութերի շնորհիվ:
5. Որոնք են վոլֆրամի կարբիդ գործիքների օգտագործման առավելությունները:
Նպաստներն ընդգրկում են գործիքների ավելի երկար կյանքը, ժամանակի ընթացքում կրճատված փոխարժեքի, մաշվածության եւ կոռոզիայից բարձր դիմադրություն եւ բարձրակարգ ներկայացում:
Մեջբերումներ.
[1] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[2] https://www.tungco.com/insights/blog/5-Tungsten-carbide-applications/
[3] https://metalstek.com/tungsten-carbide/
[4] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[5] https://www.carbide -usa.com/top-5-ess-for-tungsten-carbide/
[6] https://material-properties.org/tungsten-carbide/
[7] https://www.carbidebideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/tungstencarbidedatasheet.pdf
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[9] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide
[10] https://www.hitechseals.com/includes/pdf/tungsten_carbide.pdf
[11] https://www.sollex.se/en/blog/post/about-cement- ungsten-carbide-carblications-Part-1
[12] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-sparts/tungsten-carbide-properties.html
