컨텐츠 메뉴
● 텅스텐 카바이드 소개
● 원료
● 제조 프로세스 개요
● 제조 공정의 상세한 단계
>> 1. 분말 준비
>> 2. 믹싱
>> 3. 압축
>> 4. 소결
>> 5. 가공
>> 6. 마무리
● 품질 관리 조치
● 텅스텐 카바이드의 응용
● 텅스텐 카바이드의 장점
● 텅스텐 카바이드 제조 문제
● 텅스텐 카바이드 제조의 미래 트렌드
● 결론
● 자주 묻는 질문 (FAQ)
>> 1. 텅스텐 카바이드는 무엇으로 만들어 졌습니까?
>> 2. 다른 재료에 비해 텅스텐 카바이드는 얼마나 어려운가?
>> 3. 탄산화물을 재활용 할 수 있습니까?
>> 4. 일반적으로 텅스텐 카바이드를 사용하는 산업은 무엇입니까?
>> 5. 코발트를 텅스텐 카바이드에서 바인더로 사용하면 어떤 이점이 있습니까?
● 인용 :
텅스텐 카바이드 (WC)는 탁월한 경도와 내마모성으로 알려진 내구성이 뛰어난 재료로, 절단 도구, 채굴 장비 및 내마비 부품을 포함한 다양한 산업 응용 분야에서 필수적인 구성 요소가됩니다. 이 기사는 원료 준비에서 최종 제품에 이르기까지 각 단계를 자세히 설명하는 텅스텐 탄화물의 복잡한 제조 공정을 탐구합니다.
텅스텐 카바이드 소개
텅스텐 카바이드는 텅스텐 및 탄소 원자에서 형성된 화학 화합물이다. 그것은 Mohs 규모에서 9 ~ 9.5 순위로 순위가 높은 경도로 유명하며 다이아몬드만큼이나 어려워집니다. 텅스텐 카바이드의 전형적인 조성은 대략 94% 텅스텐 및 6% 중량으로 구성됩니다. 이 독특한 구조는 고밀도 (약 15.6 g/cm³) 및 우수한 열 안정성을 포함하여 주목할만한 기계적 특성을 탄소를 입력합니다.
원료
텅스텐 카바이드의 생산에는 몇 가지 주요 원료가 포함됩니다.
- 텅스텐 광석 : 텅스텐의 주요 공급원은 일반적으로 wolframite 또는 scheelite와 같은 광석에서 발견됩니다.
- 탄소원 : 탄소는 일반적으로 흑연 또는 탄소 검은 색에서 공급됩니다.
- 바인더 금속 : 코발트 또는 니켈은 종종 최종 생성물의 강인성과 연성을 향상시키기 위해 바인더로 사용됩니다.
제조 프로세스 개요
텅스텐 카바이드의 제조 공정은 몇 가지 중요한 단계로 분류 될 수 있습니다.
1. 분말 준비
첫 번째 단계는 다양한 방법을 통해 텅스텐 분말을 준비하는 것입니다.
- 텅스텐 산화물의 감소 : 텅스텐 금속 분말을 생산하기 위해 수소 대기에서 텅스텐 산화물 (WO₃)이 감소합니다.
- 기화 : 텅스텐 금속 분말은 탄소 공급원과 혼합되어 고온 (일반적으로 1400 ° C ~ 2000 ° C)에 적용되어 화학 반응을 통해 텅스텐 카바이드를 형성합니다.
2. 믹싱
텅스텐 카바이드 분말은 균일 한 분포를 보장하기 위해 볼 밀의 바인더 금속 (코발트와 같은)과 혼합됩니다. 이 혼합물은 또한 특정 특성을 개선하기위한 첨가제를 포함 할 수있다.
3. 압축
혼합 후, 분말 혼합물은 단축 프레스 또는 등방성 프레스 방법을 사용하여 모양으로 압축된다. 이 단계는 '녹색 '부품을 형성하여 처리하기에 충분한 강도가 있지만 아직 완전히 밀집되지는 않습니다.
4. 소결
소결은 진공 또는 불활성 대기에서 1400 ℃ 내지 1600 ℃ 범위의 온도에서 용광로에서 가열되는 중요한 단계이다. 이 과정에서, 바인더는 텅스텐 카바이드 입자를 함께 녹이고 결합하여 고체적이고 밀도가 높은 물질을 초래한다.
5. 가공
사후에, 텅스텐 카바이드 구성 요소는 분쇄, 밀링 또는 전기 방전 가공 (EDM)과 같은 가공 공정을 거쳐 정확한 치수 및 표면 마감을 달성 할 수 있습니다.
6. 마무리
마지막으로, 연마 또는 코팅과 같은 표면 처리는 내마모성을 향상시키고 표면 품질을 향상시키기 위해 적용될 수 있습니다.
제조 공정의 상세한 단계
1. 분말 준비
텅스텐 카바이드 분말의 제조에는 몇 가지 방법이 포함됩니다.
- 기화 반응 : 텅스텐 금속은 고온에서 탄소와 반응하여 WC를 형성합니다.
W+C → WC
- 온도 제어 :이 반응 중 온도는 생성 된 탄산화물의 입자 크기 및 특성에 크게 영향을 미칩니다. 온도가 높을수록 더 미세한 곡물을 생산하는 경향이있어 경도를 높일 수 있지만 제대로 제어하지 않으면 브리티 니스로 이어질 수 있습니다.
2. 믹싱
이 단계에서 :
- 볼 밀링 : 혼합 분말은 파라핀 왁스와 같은 첨가제가있는 볼 밀에 넣어 녹색 강도를 향상시킵니다.
- 균일 성 점검 : 혼합물이 균질한지 확인하는 것은 최종 제품의 일관된 품질에 중요합니다. 부적절한 믹싱은 최종 구성 요소에서 약점으로 이어질 수 있습니다.
3. 압축
이 과정은 다음과 같습니다.
- 프레스 기술 : 기계적 또는 유압 프레스를 사용하여 분말을 원하는 모양으로 압축합니다.
- 녹색 밀도 측정 : 녹색 밀도를 모니터링하면 부품이 얼마나 잘 소결 될지 예측하는 데 도움이됩니다. 더 높은 녹색 밀도는 일반적으로 더 나은 소결 결과와 관련이 있습니다.
4. 소결
주요 측면은 다음과 같습니다.
- 제어 된 대기 : 소결은 산화를 예방하고 적절한 결합을 보장하기 위해 제어 된 환경에서 발생합니다.
- 온도 프로파일 : 온도가 점진적으로 증가하면 소결 온도에 도달하기 전에 바인더를 태우는 데 도움이됩니다. 이 신중한 제어는 결함을 최소화하고 구성 요소 전체에 걸쳐 균일 한 밀도를 보장합니다.
5. 가공
극심한 경도로 인해 :
- 특수 도구 : 텅스텐 카바이드 가공을 위해서는 다이아몬드 팁 도구가 종종 필요합니다.
- 정밀 기술 : 밀접한 공차 및 원하는 표면 마감을 달성하려면 높은 정밀도가 필요합니다. CNC 가공과 같은 기술은 일반적 으로이 목적으로 사용됩니다.
6. 마무리
마무리 프로세스에는 다음과 같은가 포함될 수 있습니다.
- 연마 : 다이아몬드 연마 화합물을 사용하여 부드러운 표면 마감 처리.
- 코팅 처리 : PVD (물리 증기 증착)와 같은 코팅을 적용하면 내마모성이 향상됩니다.
품질 관리 조치
텅스텐 카바이드의 제조 공정 전반에 걸쳐 품질 관리가 가장 중요합니다. 각 배치가 엄격한 사양을 충족하도록하기 위해 다양한 기술이 사용됩니다.
- 입자 크기 분석 : 제조에 사용되는 분말의 일관된 입자 크기를 보장하여 소결 동작 및 최종 특성에 영향을 미칩니다.
- 밀도 테스트 : 녹색 밀도와 소결 밀도는 모두 Archimedes의 원리 또는 X- 선 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 스캔과 같은 기술을 사용하여 측정됩니다.
- 미세 구조 검사 : 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 입자 구조를 분석하고 재료 내의 결함을 감지 할 수 있습니다.
텅스텐 카바이드의 응용
텅스텐 카바이드의 고유 한 특성은 다양한 응용 분야에 적합합니다.
- 절단 도구 : 경도로 인해 드릴, 엔드 밀 및 톱날에 광범위하게 사용됩니다.
- 채굴 장비 : 드릴 비트 및 마이닝 팁과 같은 구성 요소는 내마모성의 이점이 있습니다.
- 산업 기계 부품 : 극한 조건에서 높은 내구성이 필요한 부품에서 사용.
- 보석 제작 : 텅스텐 카바이드의 긁힘 저항은 웨딩 밴드 및 기타 보석 품목에 인기가 있습니다.
텅스텐 카바이드의 장점
다른 재료보다 텅스텐 카바이드를 사용하는 장점은 다음과 같습니다.
1. 탁월한 경도 : 경도는 표준 철강 도구에 비해 도구 수명이 길어집니다.
2. 내마모성 : 텅스텐 카바이드 구성 요소는 연마 재료로 인해 상당한 마모를 견딜 수있어 가혹한 환경에 이상적입니다.
3. 고밀도 : 고밀도는 작동 중 안정성에 기여하여 적용 절단의 진동을 줄입니다.
4. 열 안정성 : 텅스텐 카바이드는 다른 많은 재료보다 높은 온도에서 특성을 유지합니다.
5. 다목적 성 : 수많은 응용 분야에 적응할 수있는 다양한 형태 (파종, 솔리드 블록 또는 코팅 된 표면으로 사용할 수 있습니다.
텅스텐 카바이드 제조 문제
장점에도 불구하고 Tungsten 탄수화물 제조는 다음과 같은 과제를 제시합니다.
1. Brittleness : 단단하지만 텅스텐 카바이드는 취성 할 수 있습니다. 따라서 사용 중에 골절을 피하기 위해 신중한 설계 고려 사항을 조정해야합니다.
2. 원료 비용 : 텅스텐 광석의 비용은 시장 수요와 지정 학적 요인에 따라 크게 변동 할 수 있습니다.
3. 환경 문제 : 텅스텐 광석 추출과 관련된 채굴 과정은 지속 가능한 관행을 통해 해결 해야하는 환경 적 영향을 줄 수 있습니다.
4. 복잡한 제조 공정 : 각 단계에는 정밀도가 필요합니다. 모든 편차는 성능을 손상시키는 결함을 초래할 수 있습니다.
텅스텐 카바이드 제조의 미래 트렌드
앞으로 텅스텐 카바이드 제조에서 몇 가지 트렌드가 등장하고 있습니다.
1. 첨가제 제조 (3D 프린팅) : 첨가제 제조 기술의 진보는 이전에 전통적인 방법으로 달성하기가 어렵거나 불가능한보다 복잡한 형상을 허용하기 시작했습니다.
2. 지속 가능한 관행 : 중고 텅스텐 카바이드 도구에 대한보다 지속 가능한 광업 관행 및 재활용 프로세스에 대한 노력이 이루어지고 있습니다.
3. 나노 구조화 된 재료 : 나노 구조화 된 버전의 텅스텐 카바이드에 대한 연구는 강인성과 내마모성 특성을 갖는 더 단단한 재료로 이어질 수 있습니다.
4. 스마트 제조 기술 : IoT (인터넷) 기술을 제조 공정에 통합하면 생산 매개 변수에 대한 모니터링 및 제어를 향상시켜 품질 보증을 향상시킬 수 있습니다.
결론
텅스텐 카바이드의 제조 공정은 고급 재료 과학을 정확한 엔지니어링 기술과 결합합니다. 원료 준비에서 소결 및 마무리에 이르기까지 각 단계는 최종 제품이 다양한 산업에서 요구하는 엄격한 성능 표준을 충족하도록하는 데 중요한 역할을합니다. 기술이 발전함에 따라, 첨가제 제조와 같은 혁신이 텅스텐 카바이드 구성 요소가 어떻게 생산되는지 혁명을 시작하여 설계 및 응용 프로그램에 새로운 가능성을 제공합니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
1. 텅스텐 카바이드는 무엇으로 만들어 졌습니까?
텅스텐 카바이드는 주로 동일한 부분 텅스텐 (W) 및 탄소 (C)로 구성되어 탁월한 경도를 갖는 화학 화합물을 형성한다.
2. 다른 재료에 비해 텅스텐 카바이드는 얼마나 어려운가?
텅스텐 카바이드는 MOHS 경도 척도에서 9 ~ 9.5로 순위가 높아져 다이아몬드에 이어 가장 어려운 재료 중 하나입니다.
3. 탄산화물을 재활용 할 수 있습니까?
예, 텅스텐 카바이드는 효과적으로 재활용 할 수 있습니다. 마모 도구는 신제품으로 재생 및 재사용 할 수 있습니다.
4. 일반적으로 텅스텐 카바이드를 사용하는 산업은 무엇입니까?
광업, 제조 도구 (절단 도구), 항공 우주 및 오일 드릴링과 같은 산업은 내구성과 스트레스에 따른 성능으로 인해 텅스텐 카바이드를 자주 사용합니다.
5. 코발트를 텅스텐 카바이드에서 바인더로 사용하면 어떤 이점이 있습니까?
코발트는 강인성과 연성을 향상시키면서 시멘트 탄화물에서 높은 경도 수준을 유지하여 사용 중에 골절에 대해 더욱 탄력적입니다.
인용 :
[1] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[2] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide/manufacturing-process
[3] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-machining-process/
[4] https://www.gettyimages.hk/%E5%9C%96%E7%89%87/tungsten-carbide
[5] https://shop.machinemfg.com/tungsten-carbide-an-overview/
[6] https://www.retopz.com/57-frequently-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[7] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-process-of-cemented-carbide-inserts:-a-cormensive-guide-39.html
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[9] https://www.kovametalli-in.com/manufacturing.html
[10] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[11] https://www.youtube.com/watch?v=95ys7w66-Bi
[12] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-aninformative-guide
[13] https://www.tool-tool.com/news/201202/cutting-tool-manufacturing-process/index.html
[14] http://www.tungsten-carbides.com/news/carbide_manufacturing_process.html
[15] https://todaysmachiningworld.com/magazine/how-it-making-making-tungsten-carbide-cutting-tools/
[16] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/03chapter3.pdf?sequence=4
[17] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/process.html
[18] https://huanatools.com/how-to-make-tungsten-carbide-rods/
[19] https://patents.google.com/patent/us4008090a/en
[20] https://www.xa-blt.com/en/news/revolutizing-tungsten-carbide-manufacturing-blts-additive-manufacturing-technology- tct-asia-2023/-2023/
[21] https://ceramics.org/ceramic-tech-today/tungsten-carbide-made--government-industry-academia-investigate-additively-manufacturing-cemented-carbide-parts/
[22] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[23] https://generalcarbide.com
[24] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/process/
[25] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[26] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-machining-process/
[27] https://consolidatedresources.com/blog/10-facts-about-tungsten-carbide/
[28] https://generalcarbide.com/pdf/general-carbide-designers-guide-tungsten-carbide.pdf
[29] https://www.researchgate.net/topic/tungsten
[30] https://www.yatechmaterials.com/en/news/production-process-and-equipment-of-tungsten-carbide-powder/
[31] https://www.hit-tw.com/newsdetails.aspx?nid=298
[32] https://www.tungco.com/insights/blog/frequently-asked-questions-used-tungsten-carbide-inserts/
