Care este duritatea Rockwell a carburii de tungsten?

Meniu de conținut

● Înțelegerea carburii de tungsten și a durității sale

>> Ce este duritatea?

● Duritatea rockwell a carburii de tungsten

>> Valori tipice ale durității Rockwell

>> De ce să folosiți o scară Rockwell pentru carbură de tungsten?

● Comparația durității carburii de tungsten cu alte scale

● Factori care afectează duritatea carburii de tungsten

>> 1. Mărimea cerealelor

>> 2. Conținut liant de cobalt

>> 3. Temperatura de sinterizare și post-tratament

● Proprietăți mecanice legate de duritate

● Aplicații de carbură de tungsten pe baza durității

● Testarea durității carburii de tungsten

>> Metoda de testare a durității Rockwell

>> Importanța testării durității

● Perspective tehnice suplimentare privind duritatea carburii de tungsten

>> Stabilitate termică și duritate

>> Impactul materialelor de liant dincolo de cobalt

>> Progrese în compozitele din carbură de tungsten

● Aplicații extinse de carbură de tungsten

>> Industrie medicală

>> Aerospațial

>> Electronică

● Tehnici îmbunătățite de testare a durității

>> Testarea durității cu ultrasunete

>> Testarea microhardness

>> Automatizarea controlului calității

● Concluzie

● FAQ

>> 1. Care este gama tipică de duritate Rockwell de carbură de tungsten?

>> 2. De ce Rockwell este utilizată o scară pentru testarea durității carburilor de tungsten?

>> 3. Cum afectează conținutul de cobalt duritatea carburii de tungsten?

>> 4. Care este relația dintre dimensiunea cerealelor și duritatea în carbura de tungsten?

>> 5. Cum este testată duritatea carburii de tungsten în industrie?

● Citări:

Carbura de tungsten este renumită pentru duritatea sa excepțională și rezistența la uzură, ceea ce îl face un material critic în aplicațiile industriale de scule, prelucrări și rezistente la uzură. Înțelegerea durității sale Rockwell este esențială pentru ingineri, producători și utilizatori să selecteze nota potrivită pentru sarcini specifice și să asigure controlul calității. Acest articol cuprinzător explorează duritatea Rockwell a carburii de tungsten, compararea acestuia cu alte scale de duritate, factori care influențează duritatea, aplicațiile și metodele de testare.

Înțelegerea carburii de tungsten și a durității sale

Carbura de tungsten (WC) este un compus chimic compus din tungsten și atomi de carbon, de obicei într -un raport aproape de 94% tungsten și 6% carbon. Formează o structură de cristal cu ambalare strânsă hexagonală, care contribuie la proprietățile sale mecanice remarcabile, inclusiv duritatea, rigiditatea și rezistența la compresiune.

Ce este duritatea?

Duritatea este rezistența unui material la deformarea permanentă, zgârierea sau indentarea. Este o proprietate cheie pentru materialele utilizate în instrumente de tăiere, piese de uzură și abrazive. Duritatea este măsurată folosind diverse scale, inclusiv:

- MOHS Hardness Scale: scară calitativă de la 1 (talc) la 10 (diamant).

- Vickers Hardness (HV): scară cantitativă folosind un indenter piramidă cu diamant.

- Hardness Rockwell (HR): scară cantitativă care măsoară adâncimea de penetrare sub sarcini specifice, cu diferite scale (A, B, C, etc.) în funcție de tipul și tipul de indenter.

Duritatea rockwell a carburii de tungsten

Valori tipice ale durității Rockwell

Carbura de tungsten prezintă de obicei o duritate Rockwell pe scara A (HRA) cuprinsă între 88 și 95. Aceasta corespunde aproximativ 69 până la 81 pe scara R Rockwell (HRC), care este utilizată în mod obișnuit pentru oțelurile întărite.

- Rockwell A Scale (HRA): folosește un indenter de conuri de diamant cu o sarcină de 60 kg, potrivită pentru materiale foarte dure precum carbura de tungsten.

- Rockwell C Scale (HRC): folosește un con de diamant cu o sarcină de 150 kg, în principal pentru oțeluri întărite, dar uneori utilizate pentru comparație.

Rockwell O gamă de duritate de 88-95 HRA reflectă gradele de carbură de tungsten cu conținuturi diferite de liant de cobalt și dimensiuni de cereale, care influențează duritatea și duritatea.

De ce să folosiți o scară Rockwell pentru carbură de tungsten?

O scară Rockwell este preferată, deoarece forța de testare mai mică (60 kg) reduce riscul de a deteriora indenterul de diamant în comparație cu forța mai mare folosită la scara C (150 kg). Oferă măsurători de duritate fiabile pentru materiale extrem de dure, cum ar fi carbura de tungsten, fără a compromite indenterul sau eșantionul.

Comparația durității carburii de tungsten cu alte scale

Duritatea carbidei din Tungsten se apropie de cea a diamantului, care este cel mai greu material cunoscut (Mohs 10, Vickers ~ 10.000 HV). Duritatea sa Vickers variază de obicei de la 2.400 la 3.000 HV în funcție de compoziție și procesare.

Factori care afectează duritatea carburii de tungsten

1. Mărimea cerealelor

- Cereale fine (0,2–0,8 µm): o duritate mai mare datorită distanței intergranulare reduse, ideală pentru unelte de tăiere și piese de uzură de precizie.

- Cereale grosiere (> 1 um): o duritate mai mică, dar o duritate îmbunătățită, potrivită pentru aplicații grele cu impact, cum ar fi instrumentele miniere.

2. Conținut liant de cobalt

Carbura de tungsten este adesea cimentată cu cobalt, care acționează ca un liant pentru a ține cerealele WC împreună.

- Conținut scăzut de cobalt (3–6%): maximizează duritatea, dar crește fragilitatea.

- Conținut ridicat de cobalt (10-20%): îmbunătățește duritatea, dar reduce duritatea.

3. Temperatura de sinterizare și post-tratament

- Temperaturi de sinterizare mai mari (1.400–1.600 ° C) optimizează densitatea și duritatea.

- Acoperirile de suprafață, cum ar fi nitrura de titan (TIN), pot spori și mai mult duritatea suprafeței și rezistența la uzură.

Proprietăți mecanice legate de duritate

- Rezistență la compresiune: până la 2.700 MPa, mai mare decât majoritatea metalelor, contribuind la o rezistență excelentă la uzură sub sarcină.

- Modulul Young: aproximativ 530–700 GPa, de aproximativ trei ori mai mare decât din oțel, ceea ce indică o rigiditate extremă.

- Rezistența la ruptură transversală (TRS): indică duritatea, care se corelează invers cu duritatea într -o oarecare măsură.

Aplicații de carbură de tungsten pe baza durității

Datorită durității și rezistenței la uzură, carbura de tungsten este utilizată pe scară largă în:

- Instrumente de tăiere: mori de capăt, bucăți de foraj, inserții mențin marginile ascuțite la temperaturi ridicate.

- Echipamente miniere: sfaturi de foraj, plăci de concasor rezistă la contactul cu rocă abrazivă.

- Piese de uzură industrială: duze, supape, bucșe și inele de etanșare suportă lichide erozive și uzură mecanică.

- Bijuterii: benzile de nuntă rezistă la zgârieturi și păstrează polonezul la nesfârșit.

Testarea durității carburii de tungsten

Metoda de testare a durității Rockwell

- Indenter: conuri de diamant (unghi de 120 °) pentru carbură de tungsten.

- Încărcare: 60 kg pentru o scară Rockwell.

- Procedură: Indentări multiple se fac pe o suprafață netedă, preparată, cu distanță și distanță de margine controlată pentru a evita interferența.

- Calibrare: folosiți blocuri de duritate aproape de duritatea carburii de tungsten pentru precizie.

- Rezultat: media lecturilor multiple, cu toleranțe de obicei ± 0,5 hra.

Importanța testării durității

- Se asigură că materialul îndeplinește specificațiile pentru rezistența la uzură și durabilitate.

- Critic pentru controlul calității în fabricarea pieselor din carbură de tungsten.

- Ajută la selectarea notelor adecvate pentru diferite aplicații bazate pe cerințele de duritate și duritate.

Perspective tehnice suplimentare privind duritatea carburii de tungsten

Stabilitate termică și duritate

Carbura de tungsten își menține duritatea chiar și la temperaturi ridicate, ceea ce este crucial pentru tăierea instrumentelor utilizate la prelucrarea de mare viteză. Retenția sa de duritate la temperaturi de până la 500 ° C o face superioară multor alte materiale dure care se înmoaie sub căldură.

Impactul materialelor de liant dincolo de cobalt

În timp ce cobaltul este cel mai frecvent liant, alți lianți precum nichel sau fier pot fi utilizate pentru a adapta echilibrul de duritate și duritate. Liantarii de nichel pot îmbunătăți rezistența la coroziune, dar pot reduce ușor duritatea în comparație cu cobalt.

Progrese în compozitele din carbură de tungsten

Evoluțiile recente includ compozite de carbură de tungsten nano-structurată care prezintă simultan o duritate și duritate îmbunătățite, depășind compromisurile tradiționale.

Aplicații extinse de carbură de tungsten

Industrie medicală

Carbura de tungsten este utilizată în instrumente chirurgicale și instrumente dentare datorită durității și biocompatibilității sale, asigurând precizie și durabilitate.

Aerospațial

Componentele expuse la uzură și căldură extremă, cum ar fi lamele turbinei și piesele motorului, beneficiază de acoperiri sau inserții din carbură de tungsten.

Electronică

Carbura de tungsten este utilizată în fabricarea pieselor de echipamente cu semiconductor care necesită rezistență ridicată la uzură și stabilitate dimensională.

Tehnici îmbunătățite de testare a durității

Testarea durității cu ultrasunete

Sunt dezvoltate metode cu ultrasunete nedistructive pentru a măsura duritatea și a detecta defecte interne în părțile din carbură de tungsten.

Testarea microhardness

Testele de microhardness folosind Vickers sau indenters Knoop oferă măsurători de duritate localizate, utile pentru acoperiri și straturi subțiri.

Automatizarea controlului calității

Sistemele automate de testare a durității cu brațe robotizate și analiza AI îmbunătățesc consistența și debitul în fabricație.

Concluzie

Carbura de tungsten este unul dintre cele mai grele materiale industriale disponibile, cu o duritate Rockwell, de obicei, cuprinsă între 88 și 95 hra, reflectând rezistența și durabilitatea excepțională a uzurii sale. Duritatea sa este influențată de mărimea cerealelor, conținutul de liant de cobalt și condițiile de procesare. Scara Rockwell A este standard pentru măsurarea durității carburii de tungsten, oferind rezultate fiabile și precise esențiale pentru controlul calității și selecția materialelor. Această duritate remarcabilă, combinată cu o rezistență și rigiditate a compresiei ridicate, face ca carbura de tungsten să fie indispensabilă în instrumente de tăiere, echipamente miniere și componente rezistente la uzură.

FAQ

1. Care este gama tipică de duritate Rockwell de carbură de tungsten?

Carbura de tungsten are de obicei o duritate de rockwell între 88 și 95 hra, corespunzând aproximativ de 69 până la 81 hrc.

2. De ce Rockwell este utilizată o scară pentru testarea durității carburilor de tungsten?

Scara Rockwell A folosește o forță de testare mai mică (60 kg) și un indenter de diamant, care împiedică deteriorarea indenterului și oferă lecturi de duritate exacte pentru materiale foarte dure precum carbura de tungsten.

3. Cum afectează conținutul de cobalt duritatea carburii de tungsten?

Conținutul mai mic de cobalt crește duritatea, dar reduce duritatea, în timp ce un conținut mai mare de cobalt îmbunătățește duritatea în detrimentul durității.

4. Care este relația dintre dimensiunea cerealelor și duritatea în carbura de tungsten?

Cerealele mai fine au ca rezultat o duritate mai mare și o rezistență la uzură, în timp ce boabele mai grosiere îmbunătățesc duritatea, dar mai scăzute.

5. Cum este testată duritatea carburii de tungsten în industrie?

Duritatea este testată folosind testerul de duritate Rockwell pe scara A, cu o pregătire atentă a specimenului, indentări multiple și calibrare împotriva blocurilor standard de duritate.

Citări:

[1] https://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea&n=1

[2] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-hardness-vs-diamond/

[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide

[4] https://www.harcourt.co/overview_documents/tungsten%20Carbide%20data%20Sheet.pdf

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

[6] https://www.buehler.com/blog/rockwell-hardness-testing/

[7] https://www.carbide-products.com/blog/hardness-testing-of-tarbide/

[8] https://www.zhongbocarbide.com/what-is-the-hardness-of-ntungsten-carbide.html

[9] https://www.carbide-part.com/blog/Comprehense-guide-to-testing-tungsten-carbide-rods-key-taps-to-ensure-quality-and-performance/

[10] https://www.yatechmaterials.com/en/technology/hardness-of-ntungsten-carbide/

[11] https://carbideprocesss.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html

[12] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide

[13] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/

[14] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-hardness-data.1514372/

[15] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-on-the-hardness-scale.html

[16] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/04/what-sort-of-hardness-can-be-achieved.html

[17] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html

[18] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html

[19] https://www.nist.gov/publications/effect-teel-and-tungsten-carbide-ball-indenters-rockwell-hardness-tests

[20] https://www.mosercompany.com/tungstencarbide.htm

[21] https://heatford.com/sertlik_donusum_tablosu.pdf

]

[23] https://www.makeitfrom.com/material-properties/tungsten-carbide-wc

[24] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/generalcarbide-designers_guide_tungstencarbide.pdf

[25] https://wenlijituan.en.made-in-china.com/product/vebuonyjggrj/china-yg20-c13-tungsten-carbide-rods-with-hockwell-hardness-58.html

[26] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide

[27] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/

[28] https://www.govinfo.gov/content/pkg/govpub-c13-purl-lps15213/pdf/govpub-c13-purl-lps15213.pdf

[29] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide

[30] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13

[31] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf

[32] https://www.imeko.org/publications/tc5-2004/imeko-tc5-2004-016.pdf

[33] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/026343689190025J

[34] https://www.basiccarbide.com/tungsten-carbide-grade-chart/

[35] https://www.jota.ch/fileadmin/images/flyer_aktuell/final_-_spot_-_hartmetall_-_en_lq.pdf

[36] https://en.wikipedia.org/wiki/rockwell_hardness_test

[37] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-carbide

[38] https://www.ruihantools.com/technic-data/understanding-the-hardness-of-arbide-end-mills.html

[39] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-hrc.html

[40] https://carbideprovider.com/tungsten-carbide-Rod-for-Cutting-tools/

[41] https://www.topndt.sk/sites/default/files/prilohy/hardness_testing_faq_english_0_2.pdf

[42] https://tuncomfg.com/about/faq/

[43] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-hardness.html

[44] https://carbideprovider.com/tungsten-carbide-indexable-inserts-202407252/

[45] https://www.metkon.com/pics/files/hardness-testing-guide.pdf

[46] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/

[47] http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-is-hardness/

[48] ​​http://www.tungsten-carbide.com.cn

[49] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035

[50] https://www.pennunited.com/sites/default/files/PS%2000002%20Grade%20Sheet%20Rev%208.pdf

[51] https://www.qualitytestinginc.com/rockwell-hardness-test.html

[52] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a-crehensive-guide/