Menu treści
● Skład węgla wolframowego
● Rola kobaltu w węgliku wolframowym
● Proces produkcyjny
● Właściwości węglika wolframowego zawierającego kobalt
● Zastosowania węglika wolframowego zawierającego kobalt
● Alternatywy dla kobaltu
● Względy środowiskowe i zdrowotne
● Identyfikacja prawdziwej węgliku wolframu
● Wniosek
● FAQ
>> 1. Czy węglika z wolframu jest magnetyczne?
>> 2. Czy Carbide Tungsten można poddać recyklingowi?
>> 3. Czy węglika wolframowe jest bezpieczne do noszenia jako biżuteria?
>> 4. W jaki sposób węgiel wolframowy porównuje się z innymi twardymi materiałami, takimi jak Diamond?
>> 5. Czy węglika wolframowe można zmienić lub naprawić?
● Cytaty:
Węglenie wolframowe to niezwykły materiał znany z wyjątkowej twardości, odporności na zużycie i trwałości. Znalazł powszechne zastosowanie w różnych branżach, od narzędzi tnący po biżuterię. Często jednak istnieje zamieszanie w jego składzie, szczególnie w odniesieniu do obecności kobaltu. W tym artykule zbadano naturę prawdziwego Prawdziwy węglik wolframowy , jego skład i rola kobaltu w jego produkcji i nieruchomościach.
Skład węgla wolframowego
Węglenie wolframowe, w najczystszej postaci, jest związkiem chemicznym o wzorze WC. Składa się z równych części atomów wolframu i węgla [1] [2]. Ten związek jest drobnym szarym proszkiem, który można nacisnąć i uformować w różne kształty poprzez proces zwany spiekaniem.
Jednak kiedy mówimy o „Carbide z wolframu” w większości praktycznych zastosowań, często odnosimy się do materiału kompozytowego, a nie czystego WC. Ten kompozyt zwykle zawiera metal spoiwa, a najczęstszym zastosowanym spoiwa jest kobalt.
Rola kobaltu w węgliku wolframowym
Kobalt odgrywa kluczową rolę w produkcji i właściwościach kompozytów węglowodanów wolframowych, często określanych jako cementowane węgliki lub hardmetale. Oto, dlaczego kobalt jest często uwzględniony:
1. Środek wiążący: kobalt działa jak spoiwo, utrzymujące razem cząsteczki węgla wolframowego. Podczas procesu spiekania kobalt topi się i przepływa między ziarnami WC, tworząc silne wiązanie [3].
2. Poprawowana wytrzymałość: Podczas gdy czyste węglika wolframowe jest niezwykle trudne, może być krucha. Dodanie kobaltu zwiększa wytrzymałość materiału, co czyni go bardziej odpornym na pękanie i odpryskiwanie [4].
3. Właściwości równoważenia: Ilość kobaltu można dostosować w celu zrównoważenia twardości i wytrzymałości dla określonych zastosowań. Zazwyczaj zawartość kobaltu waha się od 3% do 30% masy [3].
4. Ulepszona urabialność: Obecność kobaltu sprawia, że materiał jest bardziej wykonalny, umożliwiając łatwiejsze kształtowanie i formowanie podczas produkcji.
Proces produkcyjny
Produkcja węglika wolframowego zawierającego kobalt obejmuje kilka kroków:
1. Przygotowanie proszku: Węglowodany wolframowy proszek miesza się z proszkiem kobaltowym w określonych proporcjach.
2. Naciskanie: mieszanina proszku jest ściśnięta w pożądanym kształcie.
3. Spiekanie: Presowana postać jest podgrzewana do temperatur między 1400 ° C a 1600 ° C. W tych temperaturach kobalt topi się i częściowo rozpuszcza ziarna węglików wolframowych [5].
4. Chłodzenie: Gdy materiał chłodzi, kobalt zestala się, łącząc cząstki węgla wolframowego razem.
Właściwości węglika wolframowego zawierającego kobalt
Włączenie kobaltu do węglika wolframowego powoduje materiał o niezwykłych właściwościach:
1. Twardość: Choć nieco mniej twarda niż czysty WC, węglika wolframowa zawierająca kobalt jest nadal jednym z najtrudniejszych dostępnych materiałów, z twardością zbliżoną do twardości Diamentu [4].
2. Odporność na zużycie: Materiał wykazuje wyjątkową odporność na ścieranie i zużycie, dzięki czemu idealnie nadaje się do narzędzi tnących i komponentów odpornych na zużycie.
3. Wytrzymałość: Silder kobaltu znacznie poprawia zdolność materiału do wytrzymywania uderzenia i odporności złamania.
4. Stabilność termiczna: węglika wolframowa zawierająca kobalt zachowuje swoje właściwości w wysokich temperaturach, dzięki czemu jest odpowiedni do szybkich zastosowań obróbki [4].
5. Gęstość: gęstość węglików wolframowych z 5,5% do 6,5% kobaltu wynosi około 14,5 g/cm³ [4].
Zastosowania węglika wolframowego zawierającego kobalt
Unikalna kombinacja twardości, wytrzymałości i odporności na zużycie sprawia, że węglik wolframowy zawierający kobalt jest cenny w wielu zastosowaniach:
1. Narzędzia tnące: używane w wiertarkach, młynach końcowych i wkładkach do obróbki metali i innych twardych materiałów.
2. Wiercenie górnicze i olejowe: elementy wiercenia skalnego, nudnego tunelu i wiercenia studni olejowych.
3. Noś części: używane w matryce produkcyjnych, dyszach i innych komponentach podlegających wysokim zużyciu.
4. Rundy przeciwpancerne: Wojskowe zastosowania do amunicji przeciwbólowej.
5. Biżuteria: coraz bardziej popularna wśród obrączek i innej biżuterii ze względu na jego trwałość i odporność na zarysowania.
Alternatywy dla kobaltu
Podczas gdy kobalt jest najczęstszym spoiwo na węglika wolframu, istnieją sytuacje, w których preferowane są alternatywy:
1. Nickel: Używany w aplikacjach wymagających lepszego odporności na korozję.
2. Żelazo: Czasami stosowana jako niższa alternatywa dla kobaltu.
3. Stopy niklu-chromowe: oferują lepszą wytrzymałość i odporność na korozję w niektórych zastosowaniach.
4. Preparaty wolne od kobaltu: opracowane do zastosowań, w których właściwości magnetyczne kobaltu są niepożądane lub tam, gdzie istnieją obawy dotyczące toksyczności kobaltu.
Względy środowiskowe i zdrowotne
Zastosowanie kobaltu w węgliku wolframowym wywołało pewne obawy dotyczące środowiska i zdrowia:
1. Wpływ wydobycia: wydobycie kobaltu może mieć znaczący wpływ na środowisko.
2. Ekspozycja zawodowa: Pracownicy produkcji węglików wolframowych mogą być narażeni na kurz kobaltu, który może powodować problemy z oddychaniem.
3. Wyzwania związane z recyklingiem: Obecność kobaltu może komplikować proces recyklingu produktów z węglików wolframowych.
4.
Identyfikacja prawdziwej węgliku wolframu
Biorąc pod uwagę wartość i pożądane właściwości węglików wolframowych, istnieje rynek produktów naśladowania. Oto kilka sposobów rozróżnienia prawdziwego węglika wolframu:
1. Gęstość: Prawdziwy węglik wolframowy jest bardzo gęsty. Utwór będzie cięższy niż się wydaje.
2. Odporność na zarysowania: Niezwykle trudno jest zarysować węglika wolframowe. Wspólne metale nie pozostawiają znaku [7].
3. Kolor: Prawdziwy węglik wolframowy ma wyraźny ciemnoszary kolor.
4. Magnetyzm: Ze względu na zawartość kobaltu wiele elementów węglików wolframowych jest nieco magnetycznych.
5. Testowanie profesjonalne: Aby uzyskać absolutną pewność, można zastosować profesjonalne metody testowania, takie jak dyfrakcja rentgenowska.
Wniosek
Podsumowując, podczas gdy czysty węglik wolframowy (WC) nie zawiera kobaltu, termin „Carbide tungsten ” w większości praktycznych zastosowań odnosi się do materiału kompozytowego, który zwykle zawiera kobalt jako spoiwo. Ten węgliek wolframowy zawierający kobalt jest rzeczywiście autentyczny i oferuje unikalne połączenie twardości, wytrzymałości i odporności na zużycie, które czyni go nieocenionym w wielu zastosowaniach przemysłowych i konsumenckich.
Obecność kobaltu nie jest oznaką niższości lub nieautentyczności. Jest to raczej kluczowy element, który poprawia ogólną wydajność materiału i umożliwia jego wykorzystanie w szerokim zakresie wymagających aplikacji. Należy jednak pamiętać, że dostępne są również preparaty bez kobaltu dla określonych potrzeb.
W miarę postępu technologii możemy zobaczyć nowe spoiwa i preparaty, potencjalnie oferując jeszcze lepszą wydajność lub rozwiązują niektóre obawy dotyczące środowiska i zdrowia związane z wykorzystaniem kobaltu. Niemniej jednak węglika wolframowa zawierająca kobalt pozostaje materiałem węgielnym w wielu branżach, świadectwem jego wyjątkowych właściwości i wszechstronności.
FAQ
1. Czy węglika z wolframu jest magnetyczne?
Sam węglik wolframowy nie jest magnetyczny. Jednak kobalt stosowany jako spoiwo w wielu produktach węglika wolframowego jest magnetyczny. W rezultacie wiele przedmiotów węglików wolframowych będzie wykazywać niewielkie właściwości magnetyczne ze względu na ich zawartość kobaltu.
2. Czy Carbide Tungsten można poddać recyklingowi?
Tak, Carbide Tungsten można poddać recyklingowi. Jednak proces może być złożony ze względu na obecność kobaltu i innych elementów stopowych. Specjalistyczne urządzenia do recyklingu wykorzystują różne metody do oddzielania i odzyskiwania wolframu i innych komponentów.
3. Czy węglika wolframowe jest bezpieczne do noszenia jako biżuteria?
Zasadniczo biżuteria z węglika wolframowego jest bezpieczna w noszeniu. Jest hipoalergiczny dla większości ludzi i nie reaguje ze skórą. Jednak osoby z ekstremalną wrażliwością na metale mogą reagować na nikiel czasami stosowany w procesie produkcyjnym.
4. W jaki sposób węgiel wolframowy porównuje się z innymi twardymi materiałami, takimi jak Diamond?
Podczas gdy węgliek wolframowy jest jednym z najtrudniejszych dostępnych materiałów, Diamond jest nadal znacznie trudniejszy. W skali twardości mineralnej MOHS diament wynosi 10, podczas gdy węglika wolframu ocenia się około 9 do 9,5. Jednak węglik wolframowy jest trudniejszy niż diament, co oznacza, że jest mniej krucha i bardziej odporna na pękanie.
5. Czy węglika wolframowe można zmienić lub naprawić?
Węglenie wolframowe jest niezwykle trudne i odporne na odkształcenie, co utrudnia rozmiar lub naprawę po jego utworzeniu. Jest to szczególnie istotne dla przedmiotów biżuterii, takich jak pierścionki. Jeśli potrzebne jest rozmiar, często bardziej praktyczne jest całkowite zastąpienie przedmiotu.
Cytaty:
[1] https://hpvchemicals.oecd.org/ui/handler.axd?id=ed1c76bf-dad9-4baa-8d1b-70fed7f92862
[2] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[3] https://www.azonano.com/article.aspx?articleId=3358
[4] https://shop.machinemfg.com/c2-tungsten-carbide-physical-and-chemical-properties/
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[6] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten-carbide-cobalt
[7] https://www.thermalspray.com/how-to-distingoish-real-tungsten-carbide-from-fakes/
[8] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten-carbide
