Meniu de conținut
● Înțelegerea carburii de tungsten
● Aplicații de carbură de tungsten
>> 1. Instrumente de tăiere:
>> 2. Piese rezistente la uzură:
>> 3. Instrumente chirurgicale:
>> 4. Muniție:
>> 5. Alte aplicații:
● Tehnici pentru forajul carburii de tungsten
>> 1. Instrument cu diamante
>> 2.. Prelucrare de descărcare electrică (EDM)
>> 3. Foraj abraziv
● Ghid pas cu pas pentru forajul carburii de tungsten cu ferăstrău cu gaură de diamant
>> 1. Pregătire:
>> 2. Pornirea găurii:
>> 3. Procesul de foraj:
>> 4. Completarea găurii:
>> 5. Inspecție:
● Precauții de siguranță
● Concluzie
● FAQ
>> 1. Ce face ca carbura de tungsten să fie atât de greu?
>> 2. Pot folosi bucăți de foraj obișnuite pentru a găuri carbură de tungsten?
>> 3. De ce este important să folosiți un lichid de răcire atunci când găuriți carbura de tungsten?
>> 4. Care este cea mai bună viteză pentru forajul carburii de tungsten?
>> 5. EDM este o opțiune mai bună decât forajul cu diamante pentru carbura de tungsten?
● Citări:
Carbura de tungsten iese în evidență ca unul dintre cele mai dificile materiale din lume, recunoscute pentru duritatea, rezistența și rezistența excepționale la uzură și coroziune [3] [4] [6]. Compus din tungsten și carbon, se mândrește cu o combinație unică de proprietăți care o fac de neprețuit în diferite industrii [2]. Utilizările sale variază de la unelte de tăiere și părți rezistente la uzură până la instrumente chirurgicale și chiar muniții [2] [4] [8].
Având în vedere duritatea sa extremă, Forajul carburii de tungsten prezintă o provocare semnificativă [1] [3]. Spre deosebire de materialele mai moi, bucățile tradiționale de foraj nu reușesc de obicei împotriva carburii de tungsten din cauza rezistenței superioare a materialului la abraziune [1] [3]. Cu toate acestea, cu tehnicile și instrumentele potrivite, este într -adevăr posibil să găuriți prin carbură de tungsten [1] [5]. Acest articol explorează metodele, aplicațiile și proprietățile carburii de tungsten, oferind un ghid cuprinzător pentru înțelegerea și lucrul cu acest material remarcabil.
Înțelegerea carburii de tungsten
Carbura de tungsten (WC) este un compus chimic care cuprinde tungsten și atomi de carbon [2]. Formula sa moleculară este WC, cu o greutate moleculară de 195,85 [2]. Compusul este cunoscut pentru proprietățile sale fizice și chimice excepționale, ceea ce îl face potrivit pentru o gamă largă de aplicații [2].
- Duritate: carbura de tungsten are o microhardness de 17300 MPa, aproape de cea a diamantului, ceea ce îl face extrem de rezistent la zgârieturi și uzură [2] [6].
- Modul elastic: modulul său elastic este 710GPA, ceea ce indică rigiditatea și rezistența la deformare sub stres [2].
- Rezistența la compresiune: rezistența la compresiune este de 56MP, prezentându -și capacitatea de a rezista la presiunea ridicată fără a se rupe [2].
- Extinderea termică: coeficientul de expansiune termică este de 6,9 × 10-6 / k, ceea ce înseamnă că se extinde minim cu modificările de temperatură [2].
- Conductivitate: carbura de tungsten este un bun conductor atât al energiei electrice, cât și al căldurii [2] [6].
- Rezistență chimică: este insolubilă în apă, acid clorhidric și acid sulfuric, deși poate fi dizolvat într -un amestec de acizi nitrici și hidrofluorici [2].
- Rezistența la oxidare: carbura de tungsten are o capacitate slabă de anti-oxidare, începând oxidarea activă în aer peste 500 ° C [2].
Carbura de tungsten pur este fragilă, dar duritatea sa poate fi îmbunătățită prin adăugarea unor cantități mici de alte metale precum titan și cobalt [2]. Acești aditivi reduc fratele și îmbunătățesc performanța generală a materialului [2]. Carbura de tungsten apare de obicei ca un cristal hexagonal negru cu un luciu metalic [2].
Aplicații de carbură de tungsten
Proprietățile unice ale Carbidei Tungsten îl fac indispensabil în numeroase aplicații din diferite industrii [2] [4] [6].
1. Instrumente de tăiere:
- Carbura de tungsten este utilizată pe scară largă în fabricarea instrumentelor de tăiere, cum ar fi exerciții, tăietori de frezare, robinete, roți de tăiere și lame de ferăstrău [2] [9].
- Duritatea ridicată și rezistența la uzură permit aceste instrumente să taie materiale dificile precum oțelul, titanul și alte carburi [8] [9].
-Suprafețele de tăiere a carburilor sunt esențiale pentru prelucrarea materialelor dure precum oțelul carbon și oțelul inoxidabil, în special în producția de înaltă calitate și de înaltă precizie [8].
- Menține o tăiere ascuțită mai lungă decât uneltele din oțel, ceea ce duce la finisaje mai bune și prelucrări mai rapide [8].
- Acoperirile precum nitrura de aluminiu din titan sau nitrura de crom de titan pot îmbunătăți în continuare stabilitatea termică și prelungi durata de viață a sculelor [8].
2. Piese rezistente la uzură:
- Este utilizat pentru a face piese supuse unor eforturi ridicate, cum ar fi cele din petrol și gaze, minerit și industrii de pulpă și hârtie [2] [9].
- Aceste părți beneficiază de rezistență ridicată la uzură, rezistență la coroziune și durată de viață extinsă [9].
3. Instrumente chirurgicale:
- Carbura de tungsten îmbunătățește performanța instrumentelor chirurgicale datorită rezistenței la coroziune și durabilității sale [4].
- Capacitatea sa de a menține o margine ascuțită este crucială pentru procedurile chirurgicale precise [4].
4. Muniție:
- Carbura de tungsten este utilizată în muniția care se întinde pe armură datorită durității și densității mari [8].
- Este deosebit de eficient în rundele de sabot, în care un sabot din plastic se aruncă la botul butoiului, permițând proiectilului să pătrundă în mod eficient armura [8].
5. Alte aplicații:
- Materiale structurale ale cuptorului de cuptor: utilizate în medii la temperaturi ridicate datorită rezistenței sale la căldură [2].
- Componente ale motorului cu jet: asigură durabilitatea și fiabilitatea în condiții extreme [2].
- Materiale cermet: îmbunătățește proprietățile materialelor compozite [2].
- Elemente de încălzire a rezistenței: asigură o generare eficientă a căldurii [2].
- Crucible de topire: potrivite pentru metale precum cupru, cobalt și bismut [2].
- Filme cu semiconductor: oferă rezistență la uzură în fabricarea semiconductorilor [2].
- Echipament sportiv: utilizat în cluburile de golf și stâlpii de schi pentru o durabilitate suplimentară [4] [6].
- Instrumente muzicale: utilizate în diapozitive de chitară pentru suprafața lor netedă și durabilă [4].
- Stilouri de bilă: formează vârful stilourilor de bilă datorită rezistenței la uzură [4].
- Sateliți spațiali: oferă rezistență la fluctuații extreme de temperatură [4].
- Instrumente de modelare prin injecție: matrițe de precizie pentru turnarea prin injecție de plastic beneficiază de președintele ridicat, durabilitatea și rezistența la uzură a carburii de tungsten [9].
Tehnici pentru forajul carburii de tungsten
Forajul carburii de tungsten necesită tehnici și instrumente specializate datorită durității sale extreme [1] [3]. Biții de foraj tradiționali din oțel de mare viteză (HSS) sunt în general ineficienți [1] [3]. Metodele principale pentru forajul carburii de tungsten includ utilizarea instrumentelor cu diamante și prelucrarea cu descărcare electrică (EDM) [1] [7].
1. Instrument cu diamante
Diamantul, fiind unul dintre cele mai grele materiale, este o alegere ideală pentru forajul carburii de tungsten [1] [7]. Instrumentele cu diamante vin sub diferite forme, inclusiv ferăstrău cu gaură acoperită cu diamante, burghie cu miez de diamant și exerciții de răsucire PCD (Polycrystalline Diamond) [1] [5] [7].
Ferăstrău acoperit cu diamante:
- Acestea sunt eficiente pentru crearea de găuri mai mari în carbura de tungsten [1] [3].
- Ferăstrăul de gaură prezintă o lamă circulară cu particule de diamant încorporate în muchia de tăiere [1].
- Este crucial să folosești un lichid de răcire, cum ar fi apa, pentru a menține burghiul la rece și pentru a reduce frecarea [1].
- Începeți forajul într -un unghi pentru a permite mușcăturii în material înainte de a îndrepta burghiul [1].
- Aplicarea presiunii constante și menținerea unei viteze lente și consistente sunt esențiale pentru realizarea unei găuri curate [1].
Exerciții de miez de diamant:
- Exercițiile cu miez de diamant sunt potrivite pentru crearea de găuri precise [7].
- Aceste exerciții au un miez gol cu particule de diamant pe tăiere [7].
- Sunt adesea folosite cu un ax de alimentare cu apă pentru a menține zona de foraj rece și a elimina resturile [7].
Exerciții de răsucire PCD:
- Exercițiile de răsucire PCD sunt concepute special pentru forajul materialelor dure precum carbura de tungsten [5].
- Structura de diamante policristaline oferă o rezistență excelentă la uzură și performanță de tăiere [5].
- Aceste exerciții pot crea găuri mai mici cu o precizie ridicată [5].
2.. Prelucrare de descărcare electrică (EDM)
EDM este un proces de prelucrare netradițional care folosește scântei electrice pentru a eroda materialul [7]. Este deosebit de util pentru crearea de forme și găuri complexe în materiale dure precum carbura de tungsten [7].
Proces:
- EDM implică crearea unei serii de descărcări de curent recurente rapid între doi electrozi, separați de un fluid dielectric [7].
- Un electrod este instrumentul de tăiere, iar celălalt este piesa de prelucrare a carburilor din Tungsten [7].
- Scânteile erodează materialul, creând treptat forma sau gaura dorită [7].
Avantaje:
- EDM poate crea forme complexe și găuri foarte mici [7].
- Nu necesită un contact direct între instrument și piesa de lucru, reducând riscul de stres mecanic și deteriorare [7].
Dezavantaje:
- EDM este un proces relativ lent în comparație cu alte metode de prelucrare [7].
- Necesită echipamente și expertiză specializată [7].
3. Foraj abraziv
Forajul abraziv implică utilizarea particulelor abrazive, cum ar fi praful de diamant, amestecat cu un fluid pentru a eroda carbura de tungsten [7].
Proces:
- Un tub de cupru este utilizat ca bit, iar praful de diamant este amestecat cu ulei sau apă pentru a forma o suspensie [7].
- Suspensiunea este introdusă în zona de foraj pe măsură ce burghiul se rotește, erodând treptat materialul [7].
Avantaje:
- Această metodă poate fi utilizată cu echipamente relativ simple [7].
Dezavantaje:
- Forajul abraziv este un proces lent și intensiv în muncă [7].
- Este posibil să nu producă găuri extrem de precise [7].
Ghid pas cu pas pentru forajul carburii de tungsten cu ferăstrău cu gaură de diamant
Iată un ghid pas cu pas despre cum să găuriți carbura de tungsten folosind un ferăstrău cu gaură acoperită cu diamante [1]:
Materiale și instrumente necesare:
- Piesa de prelucrat din carbură din Tungsten [1]
- Ferăstrău JCB Diamond Tech Hole (sau ferăstrău similar cu gaură acoperită cu diamante) [1]
- foraj [1]
- clemă [1]
- bucată de lemn (pentru asigurarea piesei de prelucrat) [1]
- tavă cu apă (pentru răcirea bitului de burghiu) [1]
- ochelari și mănuși de siguranță [1]
1. Pregătire:
- Asigurați -vă piesa de lucru din carbură de tungsten într -o bucată de lemn folosind o clemă [1]. Acest lucru împiedică materialul să se deplaseze în timpul forajului, asigurând precizia și siguranța [1].
- Asigurați -vă că aveți o tavă cu apă curată și rece în apropiere pentru a răci bitul de burghiu [1].
2. Pornirea găurii:
- Începeți forajul într -un unghi ușor pentru a permite ferăstrăului gaura să muște în carbura de tungsten [1].
- Aplicați o presiune blândă și constantă [1].
- Odată ce bitul a câștigat un pas, îndreptați treptat burghiul [1].
3. Procesul de foraj:
- Mențineți o viteză lentă și constantă pe tot parcursul procesului de foraj [1].
- Aplicați presiune constantă, dar evitați forțarea burghiei [1].
- La fiecare cinci secunde, scoateți burghiul și răciți -l în tava de apă [1]. Acest lucru împiedică supraîncălzirea, ceea ce poate deteriora acoperirea cu diamante și poate reduce durata de viață a bitului [1].
4. Completarea găurii:
- Continuați forajul până când ați tăiat până la capăt prin carbura de tungsten [1].
- Odată ce gaura este completă, scoateți cu atenție miezul din ferăstrăul gaurii [1].
5. Inspecție:
- Inspectați gaura găurită pentru orice imperfecțiuni [1].
- Verificați starea bitului de burghiu pentru a vă asigura că este încă în stare de funcționare bună [1].
Precauții de siguranță
Atunci când lucrați cu carbură de tungsten și unelte electrice, este crucial să urmați măsurile de siguranță pentru a preveni rănile [1].
- Purtați ochelari de siguranță: purtați întotdeauna ochelari de siguranță pentru a vă proteja ochii de resturile zburătoare [1].
- Folosiți mănuși: purtați mănuși pentru a vă proteja mâinile de marginile ascuțite și de tăieturile potențiale [1].
- Utilizarea lichidului de răcire: folosiți un lichid de răcire, cum ar fi apa, pentru a menține bitul de burghiu și piesa de prelucrat [1]. Acest lucru împiedică supraîncălzirea și prelungește durata de viață a instrumentului [1].
- Piesa de prelucrare sigură: Asigurați -vă că piesa de prelucrat este fixată în siguranță pentru a preveni mișcarea în timpul forajului [1].
- Evitați supraîncălzirea: Nu lăsați să se supraîncălzească burghiul. Răciți -l în mod regulat pentru a -și menține eficacitatea și a preveni deteriorarea [1].
- Presiune constantă: aplicați presiune constantă în timpul forajului, dar evitați forțarea instrumentului [1].
- Ventilație adecvată: Lucrați într-o zonă bine ventilată pentru a evita inhalarea prafului sau a fumurilor [1].
- Întreținerea sculei: Inspectați și mențineți -vă în mod regulat instrumentele pentru a vă asigura că sunt în stare bună de lucru [1].
Concluzie
Forajul carburii de tungsten, în timp ce este provocator, este realizabilă cu instrumentele și tehnicile potrivite. Ferăstrău cu gaură acoperită cu diamante, exerciții cu miez de diamant și exerciții de răsucire PCD sunt eficiente pentru crearea de găuri în carbura de tungsten [1] [5] [7]. Prelucrarea cu descărcare electrică (EDM) oferă o alternativă pentru forme complexe și găuri mici [7]. Urmând procedurile recomandate și precauțiile de siguranță, puteți lucra cu succes cu acest material excepțional de dur [1]. Proprietățile unice ale Carbidei Tungsten o fac esențială în numeroase aplicații și înțelegând modul în care să -și extindă utilitatea și mai mult [2] [4] [6].
FAQ
1. Ce face ca carbura de tungsten să fie atât de greu?
Duritatea carburii de tungsten provine din legăturile covalente puternice dintre tungsten și atomi de carbon [2]. Aceasta creează o structură densă, rigidă, care rezistă deformarea și uzura [2]. Adăugarea de metale precum Cobalt îmbunătățește în continuare duritatea acestuia și reduce fragilitatea [2].
2. Pot folosi bucăți de foraj obișnuite pentru a găuri carbură de tungsten?
Nu, bucățile de foraj obișnuite din oțel de mare viteză (HSS) nu sunt eficiente pentru forajul carburii de tungsten [1] [3]. Carbura de tungsten este mult mai grea decât HSS, ceea ce face ca burghiul să se uzeze rapid, fără a face progrese semnificative [1] [3]. Sunt necesare exerciții PCD acoperite cu diamante sau PCD [1] [5].
3. De ce este important să folosiți un lichid de răcire atunci când găuriți carbura de tungsten?
Utilizarea unui lichid de răcire, cum ar fi apa, este crucială pentru a disipa căldura generată în timpul procesului de foraj [1]. Supraîncălzirea poate deteriora acoperirea cu diamante pe bitul de burghiu, reducând eficacitatea și durata de viață [1]. În plus, lichidul de răcire ajută la eliminarea resturilor, împiedicându -l să blocheze zona de tăiere [1].
4. Care este cea mai bună viteză pentru forajul carburii de tungsten?
Cea mai bună viteză pentru forajul carburii de tungsten este de obicei lentă și constantă [1]. Vitezele mari pot genera căldură excesivă și poate face ca burghiul să se uzeze rapid [1]. O viteză lentă și constantă permite particulelor de diamant să macine eficient materialul fără supraîncălzire [1].
5. EDM este o opțiune mai bună decât forajul cu diamante pentru carbura de tungsten?
EDM poate fi o opțiune mai bună pentru crearea de forme complexe, găuri foarte mici sau când precizia este primordială [7]. Cu toate acestea, EDM este un proces mai lent și mai scump în comparație cu forajul cu diamante [7]. Forajul cu diamante este potrivit pentru găuri mai simple și când viteza și rentabilitatea sunt factori importanți [1] [7].
Citări:
[1] https://www.youtube.com/watch?v=xjipena1iyw
[2] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[3] https://www.ultimhandyman.co.uk/video/how-to-drill-a-lole-through-tungsten-carbide_966acd090.html
[4] https://www.tungco.com/insights/blog/5-tungsten-carbide-applications/
[5] https://www.youtube.com/watch?v=6bb6mixjhn8
[6] https://www.carbide-usa.com/top-5-uses-for-tungsten-carbide/
[7] https://www.cnczone.com/forums/hard-high-peed-machining/7944-drilling-carbide.html
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[9] https://www.sollex.se/en/blog/post/about-chemed-tungsten-carbide-applications-part-1
