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● 化学組成と特性
● 原材料と生産プロセス
>> 1。ソース材料
>> 2。製造手順
● 高度な製造技術
● タングステンカーバイドの用途
>> 1。工業切削工具
>> 2。マイニングと掘削
>> 3。医療機器
>> 4。消費者製品
● 環境とリサイクル
● 制限と解決策
● 結論
● FAQ
>> 1。タングステンカーバイドは鉛よりも重いですか？
>> 2。タングステンカーバイドは電気を行うことができますか？
>> 3.タングステンカーバイドコーティングはどのように適用されますか？
>> 4.炭化物のツールの故障の原因は何ですか？
>> 5.食品に安全なタングステンカーバイドグレードはありますか？
● 引用：
タングステン炭化物 （WC）は、その極端な硬度、耐摩耗性、高温安定性で有名な合成化合物です。等しい部分のタングステンと炭素原子で構成されており、工業機械、切削工具、鉱業機器、さらには宝石で広く使用されています。この記事では、その構成、製造プロセス、アプリケーション、およびこの驚くべき資料に関する重要な質問に答えます。
化学組成と特性
タングステン炭化物は、1：1原子比のタングステン（W）と炭素（C）で構成されており、例外的な機械的特性を持つ六角形の結晶構造を形成します[34] [9]。重要な特性は次のとおりです。
- 硬度：MOHSスケールの8.5–9（ダイヤモンドとほぼ同じくらい硬い）[1] [34]。
- 密度：〜15.6 g/cm³、鋼の2倍になります[34]。
- 融点：2,870°C、産業材料の中で最も高い[9]。
- 圧縮強度：チタンを含むほとんどの金属を上回る2.7 GPAを超えます[3] [10]。
- ヤングモジュラス：530〜700 GPA、鋼の2〜3倍の剛性を提供します[3] [34]。
提案された画像： *コバルトと結合したタングステン炭化物穀物の顕微鏡ビュー（キャプション：高倍率下のタングステン炭化物の微細構造）[4] [36]。 *。
原材料と生産プロセス
1。ソース材料
-Tungsten鉱石：WolframiteまたはScheeliteとして採掘され、タングステン酸化物（WO₃）に改良された[2] [35]。
- 炭素源：浸炭のための高純度グラファイトまたはカーボンブラック[6] [8]。
- バインダー：コバルト（5〜20％）またはニッケルは、WC穀物間の隙間を埋めることで靭性を高めます[9] [18]。
2。製造手順
1。浸炭：
タングステン酸化物は、水素で1,200〜1,800°Cで炭素と反応し、WC粉末を形成します[2] [8]：
WO3+4C→WC+3CO
2。ミキシングとミリング：
WCパウダーは、均一性を確保するために、ボールミルのコバルトと2〜4時間ブレンドされています[2] [6]。アルコールとパラフィンは、プレス中の流動性を向上させるために追加されます[6] [31]。
3。プレス：
混合物は、油圧プレス（200〜400 MPa）または射出成形[6] [18]を使用して圧縮されます。 600〜800°Cで事前に介入すると、CNC加工のためにチョークのような「緑」部品が作成されます[6] [12]。
4。焼結：
部品は真空またはアルゴンで1,400〜1,600°Cに加熱され、コバルトがWC穀物を溶かして結合させます[6] [12]。これにより、18％の収縮と最終密度が14 g/cm³ [6] [34]になります。
5。ポスト処理：
- ±0.002 mm精度を達成するためにダイヤモンドホイールを粉砕します[12]。
- 熱安定性を高めるためにHVOFスプレーを介して適用されたコーティング（例：窒化チタン）[17] [19]。
高度な製造技術
| 方法の |
説明 |
| 股関節治療 |
高温等吸着性のプレスは気孔率を低下させ、疲労抵抗を改善します637. |
| 添加剤の製造 |
レーザーパウダーベッドフュージョンは、航空宇宙コンポーネント用の複雑なジオメトリを作成します37. |
| CNC加工 |
事前に介入した '茶色'部品は、最終焼結の前に形作られています612. |
タングステンカーバイドの用途
1。工業切削工具
- ドリルとエンドミル：WC-COツールは、最小限の摩耗でHSSよりも3倍速くスチールをカットします[9] [11]。
- 旋盤の挿入：窒化物チタンでコーティングされたバリアントは、最大1,100°Cの温度を処理します[9] [19]。
提案された画像： *タングステン炭化物エンドミルズ加工航空宇宙合金[36] [32]。 *
2。マイニングと掘削
- ドリルビットのヒント：WCインサートは、オイル/ガス探査の250 MPAロック摩耗に耐えます[14] [36]。
- トンネルボーリングマシン：鋼の歯と比較して寿命が40％長い[14] [36]。
3。医療機器
- 外科的刃：腐食耐性WCメスは、500以上の切開を通じてシャープネスを維持します[1] [11]。
- 歯科用埋葬：精密な骨彫刻のためにダイヤモンドダストでコーティングされた[36] [25]。
4。消費者製品
- ジュエリー：スクラッチに耐える結婚指輪は、フィニッシュを鏡に磨きます[1] [14]。
- スポーツ用品：ゴルフクラブの挿入により、運転距離が15％増加します[1] [7]。
環境とリサイクル
- 再生：スクラップWCの95％は、亜鉛回復または直接的な再発作を介してリサイクルされます[1] [7]。
- エネルギー効率：焼結炉は、再生バーナーを使用してCO₂を30％減少させます[37]。
制限とソリューションは
| に挑戦します |
イノベーション |
| 脆さ |
ニッケルクロミウム層を備えた勾配焼結19. |
| 高い生産コスト |
アルミニド鉄によるコバルト置換937. |
| 複雑な形状 |
WCポリマーフィラメントを使用した3D印刷37. |
結論
極端な環境におけるタングステンの炭化物の支配は、その原子構造と進化する製造技術に由来しています。 19世紀の起源から現代の添加剤製造まで、WCは材料の制限を再定義し続けています。産業はより高いパフォーマンスを要求するにつれて、ナノ粒子の炭化物と環境に優しいバインダーの進歩は、そのアプリケーションを量子コンピューティングと再生可能エネルギーシステムに拡大することを約束します。
FAQ
1。タングステンカーバイドは鉛よりも重いですか？
はい。密度は15.6 g/cm³、wcは鉛（11.3 g/cm³）よりも40％密度が高い[34] [16]。
2。タングステンカーバイドは電気を行うことができますか？
部分的に。その抵抗率（0.2μω・m）はバナジウムに匹敵し、電気接点での使用を可能にします[9] [10]。
3.タングステンカーバイドコーティングはどのように適用されますか？
HVOF（高速酸素燃料）は、1,000 m/sで<1％の多孔性でWC粒子を噴霧します[17] [19]。
4.炭化物のツールの故障の原因は何ですか？
800°Cを超える熱亀裂または酸性冷却剤のコバルト浸出[19] [34]。
5.食品に安全なタングステンカーバイドグレードはありますか？
はい。ニッケルビンドWC（ISO 5832-8）は、食品加工ブレードで使用されています[11] [14]。
引用：
[1] https://www.tungco.com/insights/blog/5-tungsten-carbide-applications/
[2] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[3] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[4] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[5] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide-tool.html
[6] https://www.kovametalli-in.com/manufacturing.html
[7] https://www.carbide-usa.com/top-5-uses-for-tungsten-carbide/
[8] https://todaysmachiningworld.com/magazine/how-it-works-making-tungsten-cutting-tools/
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[10] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-porties/
[11] https://www.sollex.se/en/blog/post/about-cemented-tungsten-carbide-applications-part-1
[12] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide/manufacturing-process
[13] https://www.azom.com/properties.aspx?articleid=1203
[14] https://eurobalt.net/blog/2022/03/28/all-the-applications-of-tungsten-carbide/
[15] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/process.html
[16] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide
[17] https://www.industrialplating.com/materials/tungsten-carbide-coatings
[18] https://www.psmindustries.com/yillik/tungsten-carbide-製造プロセス
[19] https://www.asbindustries.com/coating-materials/carbide-coating-materials/tungsten-carbide-coatings
[20] https://generalcarbide.com/pdf/general-carbide-designers-guide-tungsten-carbide.pdf
[21] https://www.linkedin.com/pulse/exploring-benefits-tungsten-tooling-debra-cattle-gqfye
[22] https://www.shutterstock.com/search/tungsten-carbide
[23] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+Carbide
[24] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten
[25] https://www.istockphoto.com/de/bot-wall？returnurl=%2ffde%2photos%2ftungsten-carbide
[26] https://www.shutterstock.com/search/%22tungsten-carbide%22？page=3
[27] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[28] https://stock.adobe.com/search?k=carbide
[29] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/process/
[30] https://www.istockphoto.com/de/bot-wall？returnurl=%2ffde%Photos%2ftungsten-carbide-drill-bits
[31] https://www.linkedin.com/pulse/tungstencarbide-production-production-process-tungsten-carbide-shijin-lei
[32] https://www.shutterstock.com/search/solid-tungsten-carbide
[33] https://www.vistametalsinc.com/tungsten-carbide-preform-process/
[34] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[35] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/03Chapter3.pdf?Sequence=4
[36] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[37] https://ceramics.org/ceramic-tech-today/tungsten-carbide-carbide-easy-eady- industry-cademia-additivitive- manufacturing-cemented-carbide-parts/
[38] https://www.mmc-carbide.com/us/technical_information/tec_guide/tec_guide_carbide
