Menu Kandungan
● Memahami Tungsten Carbide
>> Sintesis dan komposisi
>> Sifat fizikal
● Bentuk dan struktur karbida tungsten
● Aplikasi karbida tungsten
● Bolehkah pemotong bolt memotong rantai karbida tungsten?
>> Batasan pemotong bolt
>> Kaedah alternatif untuk memotong karbida tungsten
● Karbida tungsten simen
● Pertimbangan Praktikal
● Kesimpulan
● Soalan Lazim (Soalan Lazim)
>> 1. Apa yang menjadikan karbida tungsten begitu sukar?
>> 2. Bolehkah perhiasan karbida tungsten dipotong dalam keadaan kecemasan?
>> 3. Apakah kelebihan utama menggunakan karbida tungsten dalam alat pemotong?
>> 4. Bagaimanakah penambahan kobalt mempengaruhi sifat -sifat tungsten carbide?
>> 5. Apakah perbezaan antara tungsten karbida dan tungsten semikarbida?
● Petikan:
Tungsten Carbide terkenal dengan kekerasannya yang luar biasa, rintangan haus, dan sifat terma, menjadikannya bahan penting dalam pelbagai aplikasi perindustrian [3]. Kompaun ini, yang dibentuk oleh tungsten dan atom karbon, sering digunakan dalam lapisan untuk melindungi komponen kritikal dalam persekitaran yang menuntut [3]. Memandangkan sifatnya yang teguh, persoalan biasa timbul: Bolehkah pemotong bolt dengan berkesan dipotong Rantai karbida tungsten ? Artikel ini menyelidiki sifat -sifat tungsten carbide, aplikasinya, dan kemungkinan memotongnya dengan pemotong bolt.
Memahami Tungsten Carbide
Tungsten carbide (WC) adalah sebatian kimia yang terdiri daripada tungsten dan atom karbon yang diatur dalam struktur kristal heksagon [3]. Biasanya, karbida tungsten gred industri terdiri daripada kira-kira 94% tungsten dan 6% karbon berat [3]. Untuk meningkatkan sifat -sifat tertentu, bahan mengikat seperti kobalt atau nikel sering ditambah, mewujudkan komposit Cermet -komponen seramik dan logam [3]. Gabungan ini memberikan kekerasan tinggi karbida tungsten seramik dengan ketangguhan pengikat logam, menjadikannya sangat diperlukan dalam industri dari aeroangkasa ke penggerudian minyak [3].
Sintesis dan komposisi
Serbuk karbida tungsten disintesis melalui tindak balas logam tungsten atau serbuk dengan karbon pada suhu antara 1,400 dan 2,000 ° C [1]. Kaedah alternatif melibatkan proses katil cecair suhu yang lebih rendah yang bertindak balas dengan logam tungsten atau tungsten trioksida (WO3) dengan campuran gas CO/CO2 dan gas hidrogen antara 900 dan 1,200 ° C [1].
Komposisi kimia dengan teliti direkayasa untuk mencapai pengagihan saiz zarah tertentu dan morfologi, yang secara langsung mempengaruhi prestasi salutan akhir [3]. Proses pembuatan dengan teliti mengawal ciri -ciri ini untuk memastikan kualiti salutan yang konsisten [3].
Sifat fizikal
Tungsten Carbide mempunyai sifat fizikal yang mengagumkan yang menjadikannya sesuai untuk menuntut aplikasi perindustrian:
- Kekerasan: Tungsten carbide pangkat di bawah berlian dalam kekerasan di kalangan bahan perindustrian biasa [3]. Ia mendaftar antara 9.0 dan 9.5 pada skala Mohs, dengan kekerasan Vickers kira -kira 2600 [1] [5].
- Ketumpatan: Ketumpatan yang tinggi memberikan kestabilan dan rintangan haus dalam persekitaran berimpak tinggi [3]. Tungsten carbide mempunyai ketumpatan 15.6 g/cm³ [1].
- Titik lebur dan mendidih: Bahan mengekalkan integriti strukturnya dari suhu bilik hingga panas yang melampau, yang menampilkan titik lebur yang tinggi sebanyak 2,870 ° C (5,200 ° F) dan titik mendidih 6,000 ° C (10,830 ° F) [1] [5].
- Ciri -ciri terma: Kekonduksian terma karbida tungsten adalah 110 W/m · K, dan pekali pengembangan haba ialah 5.5 μm/m · K [1] [5].
Sifat Mekanikal:
- Modulus Young: Kira -kira 530-700 GPa [1] [5].
- Modulus pukal: 379-381 GPa [1].
- Modulus ricih: 274 GPa [1] [5].
- Kekuatan tegangan muktamad: 344 MPa [1] [5].
- Kekuatan mampatan muktamad: kira -kira 2.7 GPa [1] [5].
- Nisbah Poisson: 0.31 [1] [5].
- Ciri -ciri elektrik: Tungsten carbide mempunyai resistiviti elektrik yang rendah kira -kira 0.2 μΩ · m, setanding dengan beberapa logam seperti vanadium [1] [5].
Ciri -ciri ini secara kolektif memastikan bahawa karbida tungsten tidak ternilai dalam aplikasi yang memerlukan kestabilan dimensi dan rintangan haba [3].
Bentuk dan struktur karbida tungsten
Tungsten Carbide wujud dalam dua bentuk utama:
1. Bentuk heksagon (α-WC): Ini adalah bentuk yang paling biasa, dicirikan oleh struktur heksagon (HP2, Kumpulan Angkasa P6M2, No. 187) [1] [5]. Struktur ini terdiri daripada kisi heksagon yang mudah atom logam yang diatur dalam lapisan, dengan atom karbon mengisi separuh interstices, menyediakan kedua -dua tungsten dan karbon dengan koordinasi prisma trigonal biasa [1] [5].
2. Bentuk suhu tinggi kubik (β-WC): Bentuk ini mempunyai struktur garam batu dan stabil pada suhu tinggi [1] [5].
Panjang ikatan dalam struktur heksagon tepat ditakrifkan:
- Jarak antara atom tungsten dalam lapisan yang dibungkus heksagon: 291 petang [1] [5].
- Jarak terpendek antara atom tungsten dalam lapisan bersebelahan: 284 petang [1] [5].
- Panjang ikatan tungsten-karbon: 220 petang [1] [5].
Ciri -ciri struktur ini menyumbang kepada kekerasan yang luar biasa dan kestabilan tungsten carbide [3].
Aplikasi karbida tungsten
Ciri -ciri unik Tungsten Carbide menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi di pelbagai industri [3]:
- Alat pemotongan: Tungsten Carbide digunakan secara meluas dalam alat pemotongan untuk pemesinan, termasuk bit gerudi, pemotong penggilingan, dan alat pelarik [1]. Kekerasannya membolehkan alat ini beroperasi pada kelajuan pemotongan yang lebih tinggi daripada alat keluli berkelajuan tinggi [1].
- Abrasives: Oleh kerana kekerasannya, karbida tungsten digunakan sebagai bahan kasar dalam roda pengisaran dan sebatian penggilap [1].
- Lapisan tahan haus: Digunakan sebagai salutan, karbida tungsten melindungi komponen dari haus dan lelasan dalam persekitaran yang keras [3]. Ini amat berguna dalam turbin aeroangkasa dan peralatan penggerudian minyak [3].
-Amunisi Piercing Armor: Tungsten Carbide digunakan dalam pengeluaran peluru berteduh perisai kerana ketumpatan dan kekerasan yang tinggi [1].
- Perhiasan: Ketahanan dan rintangan calar telah membuat karbida tungsten popular untuk perhiasan, terutama cincin [1].
- Perlombongan dan Pembinaan: Dalam industri ini, karbida tungsten digunakan dalam bit gerudi, memotong tepi, dan memakai plat untuk meningkatkan jangka hayat dan kecekapan peralatan [3].
- Blok pengacuan: Tungsten carbide digunakan untuk membuat blok pencetakan untuk pelbagai proses perindustrian [1].
- Pahat: Kekerasannya menjadikannya bahan yang sangat baik untuk pahat yang digunakan dalam pelbagai aplikasi [1].
Bolehkah pemotong bolt memotong rantai karbida tungsten?
Memandangkan sifat -sifat karbida tungsten, persoalan sama ada pemotong bolt boleh memotong rantai yang dibuat dari bahan ini adalah kritikal. Pemotong bolt direka untuk memotong logam yang lebih lembut seperti keluli, besi, dan aluminium dengan menggunakan daya yang signifikan untuk merobek bahan [2] [4]. Walau bagaimanapun, tungsten carbide memberikan cabaran yang hebat kerana kekerasan dan kekuatan mampatannya yang melampau [3].
Batasan pemotong bolt
Pemotong bolt bergantung pada kelebihan mekanikal untuk memotong bahan -bahan yang jauh lebih lembut daripada bilah mereka [2] [4]. Kekerasan Tungsten Carbide mendekati berlian, menjadikannya sangat tahan terhadap pemotongan, lelasan, dan ubah bentuk [1] [3]. Percubaan untuk memotong rantai karbida tungsten dengan pemotong bolt mungkin menghasilkan salah satu hasil berikut:
1. Kerosakan pada pemotong bolt: bilah pemotong bolt, biasanya diperbuat daripada keluli keras, cip, bengkok, atau pecah ketika cuba memotong karbida tungsten [2] [4]. Kekerasan yang melampau karbida tungsten dapat melebihi kekuatan hasil bilah pemotong bolt, yang membawa kepada kegagalan mereka.
2. Ketidakupayaan untuk memotong rantai: Walaupun pemotong bolt tidak pecah, mereka mungkin tidak dapat menjana daya yang mencukupi untuk merobek karbida tungsten [2] [4]. Rantaian ini boleh menahan tindakan pemotongan, dan pemotong bolt hanya akan tergelincir atau menyebabkan kerosakan permukaan kecil.
3. Potensi untuk kecederaan: Memohon daya berlebihan kepada pemotong bolt dalam usaha untuk memotong rantai karbida tungsten boleh berbahaya [2] [4]. Jika bilah tergelincir atau pecah, terdapat risiko kecederaan kepada pengguna.
Kaedah alternatif untuk memotong karbida tungsten
Jika memotong rantai karbida tungsten diperlukan, kaedah alternatif mesti digunakan yang direka khusus untuk memotong bahan keras dan rapuh:
1. Alat pemotongan berlian: Alat berlian, seperti bilah berlian atau gergaji dawai, biasanya digunakan untuk memotong karbida tungsten [1]. Diamond, yang menjadi bahan yang paling sukar, dapat mengisar secara berkesan melalui karbida tungsten [1]. Alat ini sering digunakan dengan penyejuk untuk mengurangkan haba dan geseran.
2. Pemotongan airjet kasar: Kaedah ini menggunakan aliran air tekanan tinggi yang dicampur dengan zarah-zarah yang kasar untuk mengikis karbida tungsten [1]. Pemotongan airjet kasar adalah tepat dan boleh memotong bahagian tebal karbida tungsten tanpa menghasilkan haba yang berlebihan.
3. Pemesinan pelepasan elektrik (EDM): EDM adalah proses pemesinan bukan tradisional yang menggunakan percikan elektrik untuk menghapuskan bahan [1]. Kaedah ini amat berguna untuk memotong bentuk kompleks dan bahan keras seperti tungsten carbide [1].
4. Pemotongan laser: Laser berkuasa tinggi boleh digunakan untuk memotong atau menguap karbida tungsten [1]. Pemotongan laser adalah tepat dan boleh digunakan untuk membuat reka bentuk yang rumit, tetapi ia boleh menghasilkan haba yang ketara, berpotensi mengubah sifat bahan berhampiran potongan [1].
Karbida tungsten simen
Adalah penting untuk diperhatikan bahawa dalam banyak aplikasi, karbida tungsten digunakan dalam bentuk 'simen ', di mana zarah tungsten karbida terikat bersama oleh pengikat logam, biasanya kobalt [1] [3]. Kehadiran pengikat boleh menjejaskan sifat keseluruhan bahan dan tindak balasnya untuk memotong [3].
-Komposisi: Karbida simen biasanya mengandungi 80-95% WC dan 5-20% kobalt [3].
- Ciri -ciri: Penambahan kobalt meningkatkan ketahanan dan rintangan kesan bahan sambil mengekalkan banyak kekerasan dan rintangan memakai karbida tungsten tulen [3].
Walaupun dengan penambahan pengikat, karbida tungsten simen tetap sangat sukar untuk dipotong dengan pemotong bolt [3]. Pengikat meningkatkan ketangguhan tetapi tidak mengurangkan kekerasan ke tahap yang membolehkan pemotongan mudah dengan alat konvensional [3].
Pertimbangan Praktikal
Dalam senario praktikal, percubaan untuk memotong rantai karbida tungsten dengan pemotong bolt sangat tidak mungkin berjaya dan lebih cenderung untuk merosakkan pemotong bolt atau menyebabkan kecederaan [2] [4]. Untuk aplikasi yang memerlukan pemotongan tungsten carbide, alat dan teknik khusus diperlukan [1].
Kesimpulan
Kesimpulannya, cuba memotong rantai karbida tungsten dengan pemotong bolt tidak boleh dilaksanakan kerana kekerasan yang luar biasa dan kekuatan mampatan tungsten karbida [3]. Pemotong bolt direka untuk memotong logam yang lebih lembut, dan sifat tungsten karbida menjadikannya sangat tahan terhadap kaedah tersebut [2] [4]. Sebaliknya, alat khusus seperti alat pemotongan berlian, pemotongan airjet kasar, EDM, atau pemotongan laser harus digunakan untuk memotong karbida tungsten [1]. Memahami sifat dan aplikasi tungsten carbide adalah penting untuk memilih alat dan teknik yang sesuai untuk bekerja dengan bahan ini [3].
Soalan Lazim (Soalan Lazim)
1. Apa yang menjadikan karbida tungsten begitu sukar?
Kekerasan tungsten karbida berpunca dari struktur kristal yang unik dan ikatan kimia yang kuat antara tungsten dan atom karbon [3]. Susunan atom heksagon dan panjang ikatan pendek menyumbang kepada ketahanan yang luar biasa terhadap ubah bentuk dan memakai [3]. Di samping itu, ketumpatan tinggi bahan menambah kestabilan dan rintangannya terhadap impak [3].
2. Bolehkah perhiasan karbida tungsten dipotong dalam keadaan kecemasan?
Ya, perhiasan karbida tungsten, seperti cincin, boleh dipotong dalam keadaan kecemasan, tetapi memerlukan alat khusus [1]. Alat perhiasan standard umumnya tidak berkesan [1]. Responden kecemasan dan perhiasan biasanya menggunakan roda pemotongan berlian berlian atau pemotong cincin hidraulik untuk menghilangkan cincin karbida tungsten dengan selamat [1]. Adalah penting untuk mendapatkan bantuan profesional dalam situasi seperti ini untuk mengelakkan kecederaan [1].
3. Apakah kelebihan utama menggunakan karbida tungsten dalam alat pemotong?
Kelebihan utama menggunakan karbida tungsten dalam alat pemotongan termasuk kekerasan yang tinggi, rintangan haus, dan keupayaan untuk mengekalkan canggih tajam pada suhu tinggi [1]. Alat Tungsten Carbide boleh beroperasi pada kelajuan pemotongan yang lebih tinggi dan lebih lama daripada alat keluli tradisional, menjadikannya sesuai untuk bahan pemesinan dan pengeluaran volum tinggi [1].
4. Bagaimanakah penambahan kobalt mempengaruhi sifat -sifat tungsten carbide?
Penambahan kobalt ke karbida tungsten mencipta karbida simen, yang meningkatkan ketangguhan bahan dan rintangan impak [3]. Kobalt bertindak sebagai pengikat, memegang zarah karbida tungsten bersama -sama dan meningkatkan keupayaan bahan untuk menahan kejutan dan tekanan [3]. Walaupun penambahan kobalt sedikit mengurangkan kekerasan keseluruhan berbanding dengan karbida tungsten tulen, ia meningkatkan ketahanan dan ketahanannya terhadap patah [3].
5. Apakah perbezaan antara tungsten karbida dan tungsten semikarbida?
Tungsten carbide (WC) dan tungsten semikarbida (W2C) adalah dua sebatian tungsten dan karbon [1] yang berbeza. Tungsten karbida terdiri daripada bahagian yang sama tungsten dan atom karbon, manakala tungsten semikarbida mengandungi dua kali lebih banyak atom tungsten sebagai atom karbon [1]. Kedua -dua sebatian mempunyai sifat yang berbeza dan mungkin terdapat dalam lapisan, dengan perkadaran mereka bergantung pada kaedah salutan yang digunakan [1].
Petikan:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.whyienjoy.com/can-bolt-cutters-cut-a-tungsten-carbide-chain/
[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[4] https://www.mycarbides.com/can-bolt-cutters-cut-a-tungsten-carbide-chain/
[5] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide
[6] https://www.whyienjoy.com/can-you-put-tutsten-carbide/
[7] https://www.whitesforestry.com/blogs/news/about-tungsten-carbide-chain
[8] https://www.sollex.se/en/blog/post/about-cemented-tungsten-carbide-applications-part-1
