Innehållsmeny
● Förståelse på hårdhet
>> Mohs hårdhetsskala
>> Vickers och Rockwell hårdhet
● Volframkarbid
>> Kemisk sammansättning
>> Fysikaliska egenskaper
>> Mekaniska egenskaper
● Jämförande hårdhet
● Applikationer av volframkarbid
>> 1. Skärverktyg
>> 2. Gruvutrustning
>> 3. Industriella maskiner
>> 4. Smycken
>> 5. Aerospace Applications
>> 6. Medicinsk utrustning
● Tillverkningsprocess av volframkarbid
>> 1. Pulverproduktion
>> 2. Blandning
>> 3. Tryck på
>> 4. Sintring
>> 5. Efterbehandlingsprocesser
● Fördelar med volframkarbid
● Utmaningar med volframkarbid
● Slutsats
● Vanliga frågor (FAQ)
>> 1. Vad är Mohs hårdhet hos volframkarbid?
>> 2. Hur jämför volframkarbid med diamant?
>> 3. Vad är vanliga applikationer för volframkarbid?
>> 4. Kan volframkarbid lätt bearbetas?
>> 5. Vad är Vickers hårdhet hos volframkarbid?
● Citeringar:
Volframkarbid (WC) är en förening av volfram och kol som uppvisar anmärkningsvärd hårdhet, vilket gör det till ett av de tuffaste materialen som är kända. Dess unika egenskaper uppstår från dess molekylstruktur och bindningen mellan volfram- och kolatomer. Den här artikeln undersöker hårdheten hos Tungsten Carbide , dess jämförelser med andra material, applikationer och ett omfattande FAQ -avsnitt.
Förståelse på hårdhet
Hårdhet är ett mått på materialets motstånd mot deformation, repor eller intryck. Det kan kvantifieras med olika skalor, inklusive Mohs -skalan, Vickers Hardness Scale och Rockwell Hardness Scale.
Mohs hårdhetsskala
Mohs hårdhetsskala sträcker sig från 1 (talk) till 10 (diamant). Volframkarbid rankas mellan 9 och 9,5 på denna skala, vilket gör det bara till diamant när det gäller hårdhet. Denna exceptionella hårdhet är en anledning till att volframkarbid används allmänt i industriella tillämpningar.
Vickers och Rockwell hårdhet
- Vickers hårdhet: Tungsten karbid har en Vickers hårdhet på cirka 2400 till 3000 HV, beroende på dess sammansättning och bearbetningsmetoder.
- Rockwell -hårdhet: På Rockwell A -skala (HRA) mäter volframkarbid vanligtvis mellan 89 och 95 HRA, vilket motsvarar cirka 69 till 81 HRC på C -skalan.
Volframkarbid
Kemisk sammansättning
Volframkarbid består huvudsakligen av:
- ungefär 94% volfram
- cirka 6% kol
Denna sammansättning kan variera något baserat på specifika tillämpningar och önskade egenskaper.
Fysikaliska egenskaper
- Densitet: Volframkarbid har en densitet på cirka 15,6 g/cm³.
- Smältpunkt: Smältpunkten är ungefär 2870 ° C (5198 ° F).
- Termisk konduktivitet: Den har en värmeledningsförmåga på cirka 110 W/m · k.
Mekaniska egenskaper
Volframkarbidutställningar:
- Exceptionell slitmotstånd
- Hög tryckhållfasthet
- Minimal avböjning under belastning
Dessa egenskaper gör det lämpligt för applikationer med hög stress.
Jämförande hårdhet
För att bättre förstå volframkarbides position när det gäller hårdhet, här är en jämförelse med andra material:
| Material |
Mohs Hardness |
Vickers Hardness (HV) |
Rockwell Hardness (HRA) |
| Diamant |
10 |
> 3000 |
N/a |
| Volframkarbid |
9 - 9.5 |
2400 - 3000 |
89 - 95 |
| Korund (aluminiumoxid) |
9 |
~ 2000 |
~ 80 |
| Stål |
~ 4 - 8 |
~ 150 - 600 |
~ 20 - 60 |
Applikationer av volframkarbid
På grund av dess hårdhet och hållbarhet finner volframkarbid omfattande användning i olika branscher:
1. Skärverktyg
Volframkarbid används vanligtvis för att klippa verktyg som borrbitar, fräsverktyg och sågblad på grund av dess slitstyrka. Förmågan att upprätthålla skarpa kanter under längre perioder gör den idealisk för bearbetning av hårda material som stål och andra legeringar.
2. Gruvutrustning
I gruvindustrin används volframkarbid i borrbitar för oljeborrning och gruvverksamhet. Dess seghet gör att den kan penetrera hårda bergformationer effektivt och förbättra produktiviteten avsevärt.
3. Industriella maskiner
Volframkarbid används i delar som upplever hög slitage, såsom lager, ventiler och munstycken. Dess förmåga att motstå extrema förhållanden gör det till ett föredraget val för tillverkningsmaskiner.
4. Smycken
Gungsten Carbide, som är alltmer populärt för bröllopband och modesmycken, erbjuder en reporistent yta som bibehåller sin glans över tid. Dess viktiga känsla lägger till ett element av lyx som många konsumenter uppskattar.
5. Aerospace Applications
I flyg- och rymdteknik används volframkarbid för olika komponenter på grund av dess styrka-till-vikt-förhållande och motstånd mot slitage vid höga temperaturer. Det finns ofta i turbinmotorer och andra kritiska system där tillförlitlighet är av största vikt.
6. Medicinsk utrustning
Volframkarbid gör också framsteg inom det medicinska området. Dess biokompatibilitet gör det möjligt att användas i kirurgiska instrument och implantat. Materialets hårdhet säkerställer att kirurgiska verktyg förblir skarpa längre än de som är gjorda av mjukare metaller.
Tillverkningsprocess av volframkarbid
Tillverkningsprocessen för volframkarbid involverar flera viktiga steg:
1. Pulverproduktion
Det första steget innebär att producera fint volframpulver genom kemiska reduktionsprocesser eller mekanisk fräsning. Kolsvart produceras också under detta skede.
2. Blandning
Volframpulvret blandas sedan med kol i exakta förhållanden för att uppnå önskade egenskaper. Denna blandning kallas ofta 'grön ' volframkarbidpulver.
3. Tryck på
Det blandade pulvret pressas in i formar under högt tryck för att bilda en kompakt form som kallas en 'grön del. ' Denna del behåller sin form men är ännu inte helt tät eller hård.
4. Sintring
Den gröna delen genomgår sintring - en process där den värms upp vid höga temperaturer (vanligtvis cirka 1400 ° C) i en kontrollerad atmosfär utan att nå sin smältpunkt. Detta steg gör det möjligt för partiklarna att bindas tätt, vilket resulterar i ett tätt material.
5. Efterbehandlingsprocesser
Efter sintring kan volframkarbiden behandlas ytterligare genom slipning eller polering för att uppnå exakta dimensioner eller ytbehandlingar som krävs för specifika applikationer.
Fördelar med volframkarbid
Tungsten Carbide erbjuder flera fördelar jämfört med andra material:
- Exceptionell hållbarhet: Dess hårdhet säkerställer livslängd och prestanda under extrema förhållanden.
- Korrosionsbeständighet: Tungsten karbid motstår oxidation och korrosion bättre än många metaller.
- Mångsidighet: Det kan tillverkas i olika former och storlekar för olika applikationer.
- Kostnadseffektivitet: Även om de initiala kostnaderna kan vara högre än vissa alternativ minskar den långa livslängden de totala kostnaderna över tid.
Utmaningar med volframkarbid
Medan volframkarbid har många fördelar, finns det också utmaningar i samband med dess användning:
- Brittleness: Trots sin hårdhet kan volframkarbid vara spröd under vissa förhållanden, vilket leder till flisning eller sprickor om inte hanteras ordentligt.
- Bearbetningssvårigheter: På grund av dess extrema hårdhet kräver bearbetning av volframkarbid specialutrustning och tekniker.
- Vikt: Tätheten för volframkarbid gör den tyngre än många alternativ, vilket kanske inte är lämpligt för alla applikationer.
Slutsats
Volframkarbid sticker ut som ett av de svåraste materialen som finns, rankade strax under diamanten på Mohs hårdhetsskala. Dess imponerande mekaniska egenskaper gör det ovärderligt inom flera branscher, särskilt där hållbarhet och slitmotstånd är avgörande. Att förstå dess hårdhet belyser inte bara dess betydelse i tillverkningen utan betonar också dess roll för att förbättra prestandan över olika applikationer.
Vanliga frågor (FAQ)
1. Vad är Mohs hårdhet hos volframkarbid?
Volframkarbid har en Mohs -hårdhet som sträcker sig från 9 till 9,5.
2. Hur jämför volframkarbid med diamant?
Volframkarbid är bara tvåa till diamant i hårdhet; Diamond rankas på 10 på Mohs -skalan medan volframkarbiden rankas mellan 9 och 9,5.
3. Vad är vanliga applikationer för volframkarbid?
Vanliga tillämpningar inkluderar skärverktyg, gruvutrustning, industrimaskiner, smycken, flyg- och rymdkomponenter och medicintekniska produkter.
4. Kan volframkarbid lätt bearbetas?
Nej, på grund av dess extrema hårdhet; Traditionella bearbetningsmetoder är ineffektiva; Specialiserade verktyg krävs för bearbetning av volframkarbid.
5. Vad är Vickers hårdhet hos volframkarbid?
Vickers hårdhet hos volframkarbid sträcker sig vanligtvis från cirka 2400 till över 3000 HV.
Citeringar:
[1] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-hardness-vs-diamond/
[2] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide/grade-chart
[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[5] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html
[6] https://www.hit-tw.com/newsdetails.aspx?nid=298
[7] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explanterad/
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
