เมนูเนื้อหา
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับทังสเตนคาร์ไบด์
- องค์ประกอบทางเคมี
- คุณสมบัติทางกายภาพ
การสังเคราะห์ทังสเตนคาร์ไบด์
กระบวนการผลิต
การใช้งานของทังสเตนคาร์ไบด์
การเคลือบและการรักษาพื้นผิว
- กระบวนการ HVOF
- กระบวนการ D-gun
การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ
การพัฒนาในอนาคต
บทสรุป
คำถามที่พบบ่อย
- 1. การใช้งานหลักของทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?
- 2. ทังสเตนคาร์ไบด์สังเคราะห์อย่างไร?
- 3. สารยึดเกาะทั่วไปที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?
- 4. ข้อดีของการเคลือบทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?
- 5. ทังสเตนคาร์ไบด์ใช้ในการใช้งานที่ไม่ใช่อุตสาหกรรมหรือไม่?
การอ้างอิง:
ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นวัสดุที่หลากหลายและทนทานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานอุตสาหกรรมต่างๆรวมถึงเครื่องมือตัดชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอและแม้แต่เครื่องประดับ คำถามที่ว่า ทังสเตนคาร์ไบด์ ที่มนุษย์สร้างขึ้นนั้นตรงไปตรงมา: ใช่มันถูกสังเคราะห์ผ่านกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับทังสเตนและคาร์บอน บทความนี้จะเจาะลึกลงไปในการสังเคราะห์คุณสมบัติแอปพลิเคชันและกระบวนการผลิตของทังสเตนคาร์ไบด์ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับธรรมชาติที่มนุษย์สร้างขึ้น
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับทังสเตนคาร์ไบด์
ทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีสูตรเคมี WC เป็นสารประกอบที่ทำจากส่วนที่เท่ากันของทังสเตนและอะตอมคาร์บอน มันเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความแข็งที่ยอดเยี่ยมความต้านทานการสึกหรอและคุณสมบัติทางความร้อนทำให้เป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่
องค์ประกอบทางเคมี
ทังสเตนคาร์ไบด์มักจะประกอบด้วยทังสเตนประมาณ 94% และคาร์บอน 6% โดยน้ำหนัก อย่างไรก็ตามองค์ประกอบของมันสามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มสารยึดเกาะโลหะเช่นโคบอลต์หรือนิกเกิลเพื่อเพิ่มคุณสมบัติบางอย่าง สารยึดเกาะเหล่านี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการเผาและความทนทานของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
คุณสมบัติทางกายภาพ
- ความแข็งและความหนาแน่น: ทังสเตนคาร์ไบด์แข็งมากโดยมีความหนาแน่นสองเท่าของเหล็ก มันเปรียบได้กับ Corundum ด้วยความแข็งและเหนือกว่าเพชรในวัสดุอุตสาหกรรมทั่วไป
- การนำความร้อน: มันรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างในช่วงอุณหภูมิที่กว้างเนื่องจากการนำความร้อนสูงซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพในการดำเนินงานที่อุณหภูมิสูง
- ความต้านทานการกัดกร่อน: ทังสเตนคาร์ไบด์แสดงความต้านทานต่อการกัดกร่อนที่ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะแข็งอื่น ๆ ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
การสังเคราะห์ทังสเตนคาร์ไบด์
การสังเคราะห์ทังสเตนคาร์ไบด์เกี่ยวข้องกับโลหะทังสเตนทำความร้อนหรือผงที่มีคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง นี่คือวิธีการทั่วไปบางอย่าง:
1. คาร์โบไฮเดรตโดยตรง: โลหะทังสเตนถูกทำให้ร้อนด้วยคาร์บอนที่อุณหภูมิระหว่าง 1,400 ° C และ 2,000 ° C
2. กระบวนการเตียงของเหลว: วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการทำปฏิกิริยากับโลหะทังสเตนหรือทังสเตนไตรออกไซด์ที่มีส่วนผสม CO/CO2 และไฮโดรเจนที่อุณหภูมิต่ำกว่า (900 ° C ถึง 1,200 ° C)
3. การสะสมไอสารเคมี (CVD): ทังสเตนเฮกเซ็ทคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนและมีเธนที่ 670 ° C เพื่อสร้างทังสเตนคาร์ไบด์
กระบวนการผลิต
การผลิตผลิตภัณฑ์ทังสเตนคาร์ไบด์มักเกี่ยวข้องกับเทคนิคการโลหะผง:
1. การผสม: ผงทังสเตนและคาร์บอนผสมกัน
2. carburization: ส่วนผสมถูกทำให้ร้อนเพื่อสร้างทังสเตนคาร์ไบด์
3. การบดและการผสมกับสารยึดเกาะ: ผงทังสเตนคาร์ไบด์เป็นพื้นดินและผสมกับสารยึดเกาะมักจะเป็นโคบอลต์
4. การกด: ส่วนผสมจะถูกกดเป็นรูปร่างที่ต้องการ
5. การเผา: ส่วนที่กดจะถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิสูง (ประมาณ 1,600 ° C) เพื่อผูกอนุภาคเข้าด้วยกัน
การใช้งานของทังสเตนคาร์ไบด์
ทังสเตนคาร์ไบด์ใช้ในการใช้งานที่หลากหลายเนื่องจากความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ:
- เครื่องมือตัด: การฝึกซ้อมเลื่อยและเครื่องกัดได้รับประโยชน์จากเคล็ดลับทังสเตนคาร์ไบด์สำหรับความทนทานและความสามารถในการรักษาความคมชัด
- ชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอ: ใช้ในส่วนประกอบเครื่องจักรที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอสูงเช่นหัวฉีดและวาล์ว
- เครื่องประดับ: ทังสเตนคาร์ไบด์ยังใช้ในเครื่องประดับเนื่องจากความแข็งและความต้านทานต่อรอยขีดข่วน
-การบินและอวกาศและการป้องกัน: อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบในเครื่องบินและอุปกรณ์ป้องกัน
การเคลือบและการรักษาพื้นผิว
การเคลือบทังสเตนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้โดยใช้เทคนิคขั้นสูงเช่นเชื้อเพลิงออกซิเจนความเร็วสูง (HVOF) และกระบวนการ Detonation Gun (D-GUN) การเคลือบเหล่านี้ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและความทนทานของส่วนประกอบในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ
กระบวนการ HVOF
-คำอธิบาย: HVOF Spraying ใช้กระแสก๊าซที่อุณหภูมิสูงและความเร็วสูงเพื่อเร่งอนุภาคคาร์ไบด์ลงบนพื้นผิวทำให้เกิดการเคลือบหนาแน่นด้วยความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่า
กระบวนการ D-gun
- คำอธิบาย: กระบวนการนี้ใช้การระเบิดที่ควบคุมเพื่อเร่งอนุภาคให้เป็นความเร็วเหนือเสียงสร้างการเคลือบที่หนาแน่นและมีมวลรวมเป็นพิเศษ
การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ
การผลิตและการใช้ทังสเตนคาร์ไบด์มีผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ:
- ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: การขุดทังสเตนอาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเช่นมลพิษทางดินและน้ำ มีความพยายามในการปรับปรุงแนวทางปฏิบัติการขุดและลดของเสีย
- ความเสี่ยงต่อสุขภาพ: การสัมผัสกับฝุ่นทังสเตนคาร์ไบด์ในระหว่างการผลิตสามารถมีความเสี่ยงต่อสุขภาพรวมถึงปัญหาการหายใจ มาตรการความปลอดภัยที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นในการลดความเสี่ยงเหล่านี้
การพัฒนาในอนาคต
การวิจัยเกี่ยวกับแอพพลิเคชั่นใหม่และเทคนิคการผลิตสำหรับทังสเตนคาร์ไบด์ยังคงดำเนินการต่อไปในอุตสาหกรรมต่างๆ:
- วัสดุขั้นสูง: การพัฒนาวัสดุคอมโพสิตใหม่ที่รวมทังสเตนคาร์ไบด์คาดว่าจะเพิ่มคุณสมบัติต่อไป
- การพิมพ์ 3 มิติ: การบูรณาการของทังสเตนคาร์ไบด์เข้ากับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถปฏิวัติการผลิตรูปร่างและโครงสร้างที่ซับซ้อน
บทสรุป
ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งสังเคราะห์ผ่านกระบวนการอุณหภูมิสูงที่เกี่ยวข้องกับทังสเตนและคาร์บอน ความแข็งที่ยอดเยี่ยมความต้านทานการสึกหรอและคุณสมบัติทางความร้อนทำให้เป็นองค์ประกอบสำคัญในการใช้งานอุตสาหกรรมตั้งแต่เครื่องมือตัดไปจนถึงชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอและแม้แต่เครื่องประดับ กระบวนการผลิตเกี่ยวข้องกับเทคนิคโลหะผงซึ่งมักจะรวมกับสารยึดเกาะโลหะเพื่อเพิ่มคุณสมบัติ
คำถามที่พบบ่อย
1. การใช้งานหลักของทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?
ทังสเตนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่ใช้ในการตัดเครื่องมือและชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอเนื่องจากความแข็งและความทนทานที่ยอดเยี่ยม
2. ทังสเตนคาร์ไบด์สังเคราะห์อย่างไร?
ทังสเตนคาร์ไบด์ถูกสังเคราะห์โดยการให้ความร้อนกับโลหะทังสเตนหรือผงที่มีคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงโดยทั่วไประหว่าง 1,400 ° C และ 2,000 ° C
3. สารยึดเกาะทั่วไปที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?
โคบอลต์เป็นสารยึดเกาะที่พบมากที่สุดที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ทังสเตนคาร์ไบด์ แต่ยังสามารถใช้นิกเกิลและเหล็กได้
4. ข้อดีของการเคลือบทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?
การเคลือบทังสเตนคาร์ไบด์ให้ความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่าความแข็งและคุณสมบัติทางความร้อนทำให้เหมาะสำหรับการปกป้องส่วนประกอบในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ
5. ทังสเตนคาร์ไบด์ใช้ในการใช้งานที่ไม่ใช่อุตสาหกรรมหรือไม่?
ใช่ทังสเตนคาร์ไบด์ยังใช้ในการใช้งานที่ไม่ใช่อุตสาหกรรมเช่นเครื่องประดับเนื่องจากความแข็งและความต้านทานต่อรอยขีดข่วน
การอ้างอิง:
[1] https://www.britannica.com/science/tungsten-carbide
[2] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[3] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide
[4] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[5] https://www.kovametalli-in.com/manufacturing.html
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[7] https://www.getTyimages.hk/%E5%9C%96%E7%89%87/tungsten-carbide?page=2
[8] https://www.mmc-carbide.com/sea/technical_information/tec_guide/tec_guide_carbide
[9] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[10] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide
[11] https://www.reddit.com/r/askscience/comments/9whr5d/is_tungsten_carbide_an_alloy/
[12] http://www.titaniumkay.com/tungsten-rings/how-tungsten-carbide-rings-are-made/
[13] https://www.getTyimages.hk/%E5%9C%96%E7%89%87/Tungsten-carbide
[14] https://www.freepik.com/free-photos-vectors/tungsten
[15] https://www.shutterstock.com/search/tungsten-getal
[16] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
[17] https://touchwood.biz/blogs/southafrica/what-is-the-difference-between-pure-tungsten-and-tungsten-carbide
[18] https://carbosystem.com/en/tungsten-carbide/
[19] https://nanopartikel.info/en/knowledge/materials/tungsten-carbide/
[20] https://www.linkedin.com/pulse/tungstencarbide-production-process-tungsten-carbide-shijin-lei
