컨텐츠 메뉴
● 텅스텐 카바이드 소개
>> 원료
● 제조 공정
● 고급 가공 기술
● 텅스텐 카바이드 제품의 응용
● 고급 제조 기술
>> 첨가제 제조 공정
>> 첨가제 제조의 이점
● 텅스텐 카바이드 코팅 기술
● 텅스텐 카바이드의 재활용
>> 전해법
>> 아연 제련 방법
● 탄화물 산업의 지속 가능성
● 결론
● 자주 묻는 질문
>> 1. 텅스텐 카바이드 란 무엇입니까?
>> 2. 텅스텐 카바이드는 어떻게 제조됩니까?
>> 3. 텅스텐 카바이드의 주요 응용 프로그램은 무엇입니까?
>> 4. 탄산화물을 재활용 할 수 있습니까?
>> 5. 산업 응용 분야에서 텅스텐 카바이드를 사용하면 어떤 이점이 있습니까?
● 인용 :
탁월한 경도와 내마모성으로 유명한 텅스텐 카바이드는 탄화물 산업 제품 생산에 중요한 재료입니다. 이 제품은 제조, 광업, 항공 우주 및 자동차 부문을 포함한 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 제조 공정 텅스텐 카바이드 에는 원료 선택에서 최종 제품 형성에 이르기까지 몇 가지 복잡한 단계가 포함됩니다. 이 기사에서는 텅스텐 카바이드 제품이 어떻게 제조되는지에 대한 자세한 프로세스를 조사 할 것입니다.
텅스텐 카바이드 소개
텅스텐 카바이드는 화학적 화학적 공식을 갖는 텅스텐 및 탄소 원자로 만든 화합물이다. 그것은 다이아몬드와 비교할 수있는 경도로 유명하여 내마모성과 정밀도가 높은 응용 분야에 이상적입니다. 텅스텐 카바이드 제품은 종종 코발트 또는 니켈과 같은 바인더 재료와 결합되어 강인성과 작업성을 향상시킵니다.
원료
텅스텐 탄화물 생산을위한 주요 원료는 텅스텐 광석 및 탄소 공급원입니다. 텅스텐 광석은 텅스텐 산화물로 가공 된 후 수소 대기에서 텅스텐 금속 분말로 감소된다. 탄소는 일반적으로 고순도 탄소 검은 색 또는 흑연에서 공급됩니다. 이러한 원료의 품질은 최종 제품의 성능에 큰 영향을 미칩니다.
제조 공정
텅스텐 카바이드 제품의 제조 공정에는 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다.
1. 재료 혼합 : 텅스텐 파우더는 균일 성을 보장하기 위해 2-4 시간 동안 볼 공장에서 탄소 검은 색과 혼합됩니다. 이 단계는 최종 제품의 품질에 영향을 미치므로 중요합니다. 혼합물은 기화에 필요한 탄소뿐만 아니라 분말의 탄소와 산소 사이의 반응에 필요한 탄소를 고려해야합니다.
2. 기화 : 텅스텐-탄소 혼합물은 고온 (일반적으로 1300 ℃ 내지 1600 ℃ 사이)에서 흑점 탄소 튜브 용광로에서 가열되어 탄화물을 형성한다. 정확한 온도는 최종 생성물의 원하는 입자 크기에 따라 다릅니다. 다른 온도는 생성 된 탄산화물의 입자 크기와 경도에 영향을 미칩니다 [1].
3. 분쇄 및 체질 : 기화 후, 텅스텐 카바이드는 미세 분말로 분쇄되어 균일 한 입자 크기를 달성하기 위해 체질됩니다. 미세 입자는 일반적으로 200 메쉬 체를 통해 체질되는 반면, 거친 입자는 60 메쉬 체를 사용합니다. 이것은 분말이 후속 공정에 적합하도록한다 [1].
4. 바인더와 혼합 : 텅스텐 카바이드 분말은 코발트와 같은 바인더 재료와 혼합되어 강인성과 작업 성을 향상시킵니다. 이 혼합물은 강력하고 내구성있는 제품을 만드는 데 중요합니다. 바인더의 비율은 최종 탄화물 산업 제품의 전체 특성에 영향을 미칩니다 [1].
5. 압축 : 혼합물을 고압 기계를 사용하여 원하는 모양으로 눌렀다. 이것은 깨지기 쉽지만 의도 된 모양을 가진 '녹색 소형 '를 만듭니다. 콜드 등방성 프레스 (CIP) 또는 일축 프레스와 같은 기술이 일반적으로 사용됩니다 [1].
6. 소결 : 녹색 콤팩트는 고온 (일반적으로 1500 ° C)의 진공 퍼니스에서 가열되어 입자를 함께 융합시켜 고체적이고 조밀 한 탄화물 구조를 초래합니다. 소결은 원하는 밀도 및 기계적 특성을 달성하는 데 중요하다 [1].
7. 최종 성형 및 연삭 : 소결 제품은 형성되고 접지되어 원하는 치수와 표면 마감을 달성합니다. CNC 가공 및 EDM 가공과 같은 기술은 정확한 형성에 사용됩니다 [1].
고급 가공 기술
기본 모양이 소결되면 다양한 절단 및 연삭 방법을 통해 추가 정제가 달성됩니다 [1].
- 빠른 와이어 EDM 절단 :이 초기 단계에는 와이어 전기 방전 가공 (EDM)을 사용하여 텅스텐 스틸 재료를 거친 모양과 크기로 자릅니다. 거친 모양의 효과적인 방법입니다 [1].
- 중간 와이어 절단 : 거친 절단 후, 미세한 세부 사항을 위해 중간 와이어 절단이 사용되어 텅스텐 카바이드 부품의 형상 정밀도를 향상시킵니다 [1].
- 그라인딩 프로세스 : 그라인딩은 필요한 최종 치수와 표면 품질을 달성하는 데 중요합니다 [1] :
- 표면 연삭 : 이것은 주로 평평한 표면을 처리하는 데 사용되어 표면 평행과 수직성에 대한 제어를 보장합니다 [1].
- 원통형 연삭 : 내부, 외부 및 결합 된 원통형 연삭은 동심을 유지하기 위해 원형 부품을 처리하는 데 중점을 둡니다 [1].
-PG 프로파일 그라인딩 :이 특수한 연삭 방법은 구부러진 표면 및 탄화물 팁의 정확한 가공에 사용되며 특정 프로그래밍 된 연삭 패턴을 준수합니다 [1].
-CNC 가공 : 사후 분쇄, CNC 가공은 특히 미묘한 변형을 유발할 수있는 처리를 켄 칭 후 최종 치수로 부분을 개선합니다. CNC 가공 센터는 장비와 관련된 높은 비용에도 불구하고 고효율을 제공합니다 [1].
-CNC 회전 : CNC 회전은 모서리 및 구멍 및 슬롯의 각도 및 공차에 대한 정확한 제어를 포함하여 복잡한 표면 가공에 중요합니다 [1].
- EDM 가공 : 블라인드 홀과 같은 매우 긴밀한 공차가 필요한 기능의 경우 EDM 가공이 선택한 방법입니다. EDM의 또 다른 형태 인 느린 와이어 절단은 통로 및 마이크로 홀 가공에 이상적입니다 [1].
- 느린 와이어 절단으로의 최종 터치 : 제조 공정은 느린 와이어 절단으로 끝납니다. 최종 치수가 설계 요구 사항과 엄격하게 일치하도록합니다 [1].
텅스텐 카바이드 제품의 응용
텅스텐 카바이드 제품은 탁월한 경도와 내마모성으로 인해 광범위한 산업에서 사용됩니다. 주요 응용 프로그램 중 일부는 다음과 같습니다.
- 절단 도구 : 텅스텐 카바이드는 높은 응력 조건에서 선명도를 유지하는 능력으로 인해 드릴 비트, 밀링 인서트 및 톱날과 같은 절단 도구에 널리 사용됩니다.
-내성 부품 : 밸브 시트, 펌프 임펠러 및 크러셔 라이너와 같은 내유 한 부품에 사용되어 내구성을 높이고 유지 보수 비용을 줄입니다.
- 항공 우주 및 자동차 : 텅스텐 카바이드는 강도와 정밀성으로 인해 항공 우주 및 자동차 산업의 고성능 부품에 사용됩니다.
- 석유 및 가스 생산 : 텅스텐 카바이드 코팅은 드릴링 장비 및 생산 부품에 적용되어 연마 환경에서 수명을 연장합니다.
- 의료 응용 분야 : 텅스텐 카바이드는 생체 적합성 및 내구성으로 인해 수술 도구 및 임플란트에 사용됩니다.
고급 제조 기술
최근에는 텅스텐 카바이드 부품을 생산하기 위해 첨가제 제조와 같은 고급 기술이 탐구되었습니다. 이러한 방법은 복잡한 형상을 생성 할 수 있으며 생산 시간과 비용을 줄일 수 있습니다.
첨가제 제조 공정
텅스텐 카바이드의 첨가제 제조 공정은 텅스텐 카바이드 입자를 다른 탄화물 및 바인더와 혼합 한 다음 선택적 레이저 용해와 같은 기술을 사용하여 원하는 모양을 만듭니다. 이 프로세스는 설계의 유연성을 제공하며 복잡한 세부 사항이있는 부품을 생산할 수 있습니다.
첨가제 제조의 이점
- 복잡한 형상 : 전통적인 방법으로 달성하기 어려운 복잡한 모양을 만들 수 있습니다.
- 재료 폐기물 감소 : 층별 부품 층을 구축하여 재료 폐기물을 최소화합니다.
- 속도 증가 : 전통적인 소결 공정에 비해 생산 시간을 줄일 수 있습니다.
텅스텐 카바이드 코팅 기술
텅스텐 카바이드 코팅 기술은 항공 우주 산업에서 매우 인기가 있으며 항공 장비의 마모를 효과적으로 다룰 수 있습니다 [6]. 저온 화학 증기 증착 (CVD)이라는 코팅 기술은 일반적으로 유럽과 미국에서 가장 유명한 항공 제조업체들 사이에서 일반적으로 사용되며, 이는 텅스텐 카바이드 코팅을 퇴적하는 과정이며 실용적이고 기술적이며 상업적 솔루션으로 간주되었습니다 [6]. 항공기 부품의 수명을 크게 증가시킬 수 있으며 태풍 및 F16과 같은 3 세대 항공기의 제트 엔진에서 널리 사용됩니다 [6]. 기존 코팅 공정에는 초음속 불꽃 분무 텅스텐 카바이드, 단단한 크롬 도금, 텅스텐 탄화물의 물리 증기 증착 및 폭발 텅스텐 카바이드가 포함됩니다 [6]. 그러나 이러한 응용 프로그램은 일부 지역에서 성공적 이었지만 자체 제한이 있습니다 [6].
텅스텐 카바이드의 재활용
텅스텐 카바이드를 재활용하는 것은 절단 및 가공 도구에 광범위한 사용과 중요한 환경 및 경제적 영향으로 인해 중요합니다 [4]. 텅스텐 카바이드를 재활용하기위한 두 가지 주요 방법은 전해법과 아연 제련 방법이다 [4]. 각각은 고유 한 프로세스와 응용 프로그램을 가지고있어 다양한 유형의 폐수 탄화물 재료에 적합합니다 [4].
전해법
전해법은 텅스텐 함유 폐기물 내의 다른 성분의 전극 전위를 활용하는 효율적인 공정이다 [4]. 이 방법은 특히 텅스텐 카바이드 및 코발트 금속을 포함하는 폐기물에 효과적입니다 [4].
프로세스 개요 :
- 약 20g/L의 염산 농도가 약 20g/L 인 산성 용액에서 코발트는 선택적으로 용해 될 수 있거나 코발트 및 텅스텐 카바이드 둘 다 동시에 용해 될 수있다 [4].
- 코발트가 용액에 용해되어 Cocl2를 형성하는 흑연 양극과 니켈 플레이트 음극이 사용됩니다 [4].
- 전기 분해는 1.0-1.5V의 저전압에서 수행되며, 코발트의 용해와 폐기물에서 WC의 껍질을 벗기는 것으로 나타납니다 [4].
- 생산 된 양극 진흙을 가공 (세척, 볼 밀링 및 체적)으로 WC를 복구하여 새로운 텅스텐 카바이드를 생산하기 위해 재사용 할 수 있습니다 [4].
장점 :
- 낮은 시약과 에너지 소비 [4].
- 프로세스의 단순성 [4].
제한 사항 :
- 코발트 함량이 10%이상인 탄산탄을 폐기하는 데만 적용됩니다 [4].
아연 제련 방법
이 방법은 금속 아연과 고온을 사용하여 폐기물에서 텅스텐 탄화물을 회수하는 것이 포함됩니다 [4]. 코발트 함량이 낮거나 탄탈 룸 및 티타늄과 같은 다른 금속이 포함 된 폐기물 탄화물 폐기물에 효과적입니다 [4].
프로세스 개요 :
- 폐 스텐 탄화물 블록과 금속 아연은 진공 용광로 내부의 도가니에 배치됩니다 [4].
- 혼합물은 773에서 873k 사이의 온도로 가열되며, 코발트는 용융 아연과 반응하여 아연- 코발트 합금을 형성합니다 [4].
- 1173K에서, 아연은 진공 증류에 의해 제거되어 느슨한 WC와 코발트 분말 뒤에 남겨진다 [4].
- 회수 된 WC 및 코발트 분말은 텅스텐 카바이드의 새로운 생산에 사용하기 위해 가공 (볼 밀링 및 체적)을 가공한다 [4].
장점 :
- 짧은 생산 공정 [4].
- 저축 함량 폐기물을 처리 할 수 있습니다 [4].
- 원래 폐기물의 등급과 밀접하게 일치하는 재료를 회수합니다 [4].
제한 사항 :
- 특정 유형의 폐기물이 필요합니다 [4].
- 복잡한 장비와 고 에너지 소비 [4].
- 일반적으로 전해법보다 높은 비용 [4].
탄화물 산업의 지속 가능성
탄화물 산업은 금속 가공 산업의 중요한 부분이며 도구, 기계 구성 요소 및 기타 정밀 부품의 제조에 중요한 역할을합니다 [7]. 그러나 업계는 또한 지속 가능성에 관한 다양한 도전에 직면 해있다 [7]. 가장 큰 과제 중 하나는 탄산화물 생산에 사용되는 텅스텐 및 코발트와 같은 원료를 사용하는 것입니다 [7]. 이 원료는 제한되어 있으며 추출은 에너지 소비, 수자원 사용 및 CO2 배출과 같은 환경 적 영향을 줄 수 있습니다 [7]. 또 다른 문제는 탄화물 폐기물의 처분으로, 중금속 및 기타 유해 물질의 높은 함량으로 인해 환경에 부담을 줄 수 있습니다 [7].
이러한 과제를 해결하기 위해 탄수화물 산업의 많은 회사들이보다 지속 가능한 프로세스와 관행을 구현하기 시작했습니다 [7]. 여기에는 재활용 원료 사용, 폐기물 및 배출 감소, 생산 공정 최적화, 원형 경제 및 자원 효율성 촉진이 포함됩니다 [7]. 일부 회사는 또한 재활용 강철 또는 세라믹을 기반으로하는 탄화물과 같은 대체 재료로 전환하고 있습니다 [7]. 이 재료는보다 환경 친화적이고 원료가 적다는 장점이 있습니다 [7].
결론
텅스텐 카바이드 제품의 제조에는 원료 품질, 혼합, 기화 및 소결 조건을 정확하게 제어 해야하는 복잡한 공정이 포함됩니다. 결과 제품은 탁월한 경도와 내마모성을 위해 다양한 산업에서 높은 가치가있어 도구, 내마모 부품 및 고성능 구성 요소를 절단하는 데 필수 불가결합니다.
자주 묻는 질문
1. 텅스텐 카바이드 란 무엇입니까?
텅스텐 카바이드는 뛰어난 경도와 내마모성으로 유명한 텅스텐 및 탄소 원자로 만든 화합물입니다. 탄수화물 산업 제품에서 널리 사용됩니다.
2. 텅스텐 카바이드는 어떻게 제조됩니까?
텅스텐 카바이드는 텅스텐 분말과 탄소, 기화, 분쇄, 바인더, 압축 및 소결을 혼합하는 분말 야금 공정을 통해 제조된다.
3. 텅스텐 카바이드의 주요 응용 프로그램은 무엇입니까?
텅스텐 카바이드는 경도와 내구성으로 인해 절단 도구, 내마모 부품, 항공 우주 부품, 자동차 부품 및 의료 응용 프로그램에 사용됩니다.
4. 탄산화물을 재활용 할 수 있습니까?
예, 텅스텐 카바이드는 재활용 할 수 있습니다. 중고 도구와 스크랩 재료를 재생 및 재사용하여 폐기물을 줄이고 자원을 보존 할 수 있습니다.
5. 산업 응용 분야에서 텅스텐 카바이드를 사용하면 어떤 이점이 있습니까?
Tungsten Carbide는 확장 된 도구 수명, 유지 보수 비용 절감, 정밀도 향상 및 제조 효율 향상을 제공하여 산업 응용 분야를 요구하는 비용 효율적인 선택을 제공합니다.
인용 :
[1] https://www.carbide-products.com/blog/how-tungsten-carbide-parts-made/
[2] https://www.coherentmarketinsights.com/industry-reports/tungsten-carbide-market
[3] https://www.tungstenmetalsgroup.com/blog-blog/tungsten-scrap-metal-recycling
[4] https://www.carbide-products.com/blog/tungsten-carbide-recycling/
[5] https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/tungsten-carbide-powder-market.asp
[6] https://www.samaterials.com/content/how-does-the-new-tungsten-carbide-coating-strengthen-aircraft-parts.html
[7] https://grafhartmetall.com/en/sustainability-in-tharbide-industry/
[8] https://patents.google.com/patent/ep2521799a1/en
[9] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-carbide-market-future-trends-solutions-industry-fib5f
[10] https://grafhartmetall.com/en/innovations-in-tungsten-carbide-coatings-swiss-expertise-revealed/
[11] https://www.uniontool.com/news/tungsten-carbide-end-mills-news-achive/
[12] https://tungstencarbide42.wordpress.com/environmental-mipcat-and-sustainability/
[13] https://www.itia.info/wp-content/uploads/2023/07/itia_newsletter_2019_08.pdf
[14] https://www.ls-carbide.com/news/tungsten-carbide-market-outlook-an-in-inalysis-future-growth-trends.htm
[15] https://www.hit-tw.com/newsdetails.aspx?nid=298
[16] https://www.durit.com/technology/carbide
[17] https://www.mdpi.com/2071-1050/15/16/12249
[18] https://www.allied-material.co.jp/en/research-development/tungsten_recycle.html
[19] https://www.carbide-part.com/blog/comprehensive-analysis-of-tungsten-carbide-parts-caracteristics-types-plications-and future-trends/
[20] https://patents.google.com/patent/us4008090a/en
