Menu ng nilalaman
● Ano ang Tungsten Carbide?
>> Mga katangian ng kemikal
>> Mga pisikal na katangian
>> Tigas at komposisyon
● Ang kadahilanan ng breakability
>> Kakulangan ng kalungkutan
>> Lakas ng mataas na compressive
>> Ang paghahambing ng tungsten carbide sa iba pang mga materyales
● Ang mga salik na nakakaimpluwensya sa pagkamaramdamin ni Tungsten Carbide sa pagkawasak
>> Komposisyon at laki ng butil
>> Pagkakaroon ng mga nagbubuklod
>> Proseso ng Paggawa
>> Mga kondisyon sa kapaligiran
>> Mga stress na tukoy sa application
● Mga kalamangan ng Tungsten Carbide
>> Magsuot ng paglaban
>> Pagganap ng mataas na temperatura
>> Pagpapanatili ng Edge
● Mga aplikasyon ng Tungsten Carbide
>> Mga tool sa pagputol
>> Magsuot ng mga bahagi
>> Alahas
● Mga diskarte sa pagpapagaan upang maiwasan ang pagbagsak
>> Pagpili ng materyal
>> Pag -optimize ng Disenyo
>> Kontrol sa proseso ng paggawa
>> Protective Coatings
>> Regular na inspeksyon at pagpapanatili
● Konklusyon
● FAQ
>> 1. Ano ang ginagawang hirap ng Tungsten Carbide?
>> 2. Laging malutong ba ang Tungsten Carbide?
>> 3. Paano nakakaapekto ang temperatura sa tungsten carbide?
>> 4. Maaari bang ayusin ang tungsten carbide kung bitak ito?
>> 5. Ano ang mga kahalili sa Tungsten Carbide?
● Mga pagsipi:
Ang Tungsten Carbide ay isang tambalan na ipinagdiriwang para sa pambihirang tigas, paglaban sa pagsusuot, at mga thermal properties, na ginagawang mahalaga para sa iba't ibang mga pang -industriya na aplikasyon [4]. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasama ng mga tungsten at carbon atoms sa pantay na bahagi [2] [5] [6]. Habang ang katigasan nito ay isang makabuluhang kalamangan, ang tanong kung Ang Tungsten carbide shatters ay madaling mahalaga para sa mga inhinyero, tagagawa, at mga mamimili na magkamukha [3] [7].
Ano ang Tungsten Carbide?
Ang Tungsten carbide (WC) ay isang hindi organikong tambalang kemikal na binubuo ng pantay na bahagi ng tungsten at carbon atoms [5]. Madalas na tinutukoy bilang tungsten monocarbide, nakatayo ito bilang pinaka -mahalaga at malawak na ginamit na karbida ng tungsten [5]. Ang Tungsten carbide ay karaniwang gawa bilang isang ultra-fine ceramic powder na pagkatapos ay pinagsama-sama o fused na may isang metal na binder-kobalt, cobalt chromium o nikel-upang magbigay ng hard ceramic na may ductility at resilience [4].
Mga katangian ng kemikal
Mayroong dalawang mahusay na nailalarawan na mga compound ng tungsten at carbon: tungsten carbide (WC) at tungsten semicarbide (W2C) [2]. Ang parehong mga compound ay maaaring naroroon sa mga coatings, na ang kanilang mga proporsyon ay nag -iiba depende sa pamamaraan ng patong [2]. Sa mataas na temperatura, ang WC ay nabubulok sa tungsten at carbon, isang kababalaghan na maaaring mangyari sa panahon ng high-temperatura na mga proseso ng pag-spray ng thermal tulad ng high-velocity oxygen fuel (HVOF) at mga high-energy plasma (HEP) na pamamaraan [2]. Ang oksihenasyon ng WC ay nagsisimula sa 500-600 ° C (773–873 K) [2]. Nagpapakita ito ng paglaban sa mga acid, na inaatake lamang ng hydrofluoric acid/nitric acid (HF/HNO3) na mga mixtures sa itaas ng temperatura ng silid [2]. Tumugon ito sa fluorine gas sa temperatura ng silid at klorin sa itaas ng 400 ° C (673 K) at hindi aktibo upang matuyo ang H2 hanggang sa natutunaw na punto nito [2]. Ang makinis na pulbos na WC ay nag -oxidize kaagad sa hydrogen peroxide aqueous solution [2].
Mga pisikal na katangian
Ipinagmamalaki ng Tungsten Carbide ang isang mataas na punto ng pagtunaw na 2,870 ° C (3,140 K), at isang punto ng kumukulo na 6,000 ° C (6,270 K) sa ilalim ng isang presyon ng 1 karaniwang kapaligiran (101.325 kilopascals) [2]. Mayroon itong thermal conductivity na 110 w/m · K, at isang koepisyent ng thermal expansion na 5.5 μm/m · k [2].
Ang Tungsten Carbide ay kilala sa matinding tigas nito, na nagraranggo sa pagitan ng 9.0 at 9.5 sa scale ng MOHS, at may bilang ng mga Vickers na nasa paligid ng 2600 [2]. Ang modulus ng Young nito ay humigit -kumulang na 530-700 GPa, isang bulk modulus na 379–381 GPa, at isang paggugupit na modulus ng 274 GPa [2]. Nagtatampok ito ng isang tunay na lakas ng tensile na 344 MPa, isang panghuli lakas ng compression na halos 2.7 GPa at ratio ng isang Poisson na 0.31 [2]. Ang bilis ng tunog sa pamamagitan ng isang manipis na baras ng tungsten carbide ay 6220 m/s [2].
Tigas at komposisyon
Ang Tungsten Carbide (WC) ay binubuo ng mga tungsten at carbon atoms na nakaayos sa isang hexagonal crystal na istraktura [4]. Ang pinaka -karaniwang form na ginagamit sa mga pang -industriya na aplikasyon ay naglalaman ng humigit -kumulang na 94% tungsten at 6% carbon sa pamamagitan ng timbang [4]. Ang komposisyon na ito ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga nagbubuklod na materyales, karaniwang kobalt o nikel, upang mapahusay ang ilang mga katangian [4]. Ang nagresultang cermet (ceramic-metal na composite) ay pinagsasama ang mataas na tigas ng ceramic tungsten carbide na may katigasan ng mga metal na binder [4].
Ang kadahilanan ng breakability
Ang breakability ng tungsten carbide singsing ay nagmumula sa intrinsic na pisikal na katangian ng materyal [1]. Habang ang tungsten carbide ay kilala para sa labis na katigasan at paglaban sa pagkiskis, ang katigasan na ito ay ginagawang mas madaling kapitan sa pagsira sa ilalim ng mga tiyak na kondisyon [1] [3]. Hindi tulad ng mas malambot na mga metal na maaaring yumuko at mabigo sa ilalim ng presyon, ang istraktura ng tungsten carbide ay hindi maaaring sumipsip ng epekto sa pamamagitan ng baluktot [1] [3]. Sa halip, kapag sumailalim sa isang matalim na suntok o matinding presyon, mananagot na basagin o masira [1].
Kakulangan ng kalungkutan
Ang mga singsing na karbida ng Tungsten ay hindi malulungkot, nangangahulugang hindi nila madaling baluktot o muling ma -reshap nang walang pinsala [3]. Ang mga mahahalagang metal ay medyo malulungkot, ngunit kahit na ang de-kalidad na mga singsing na tungsten ay hindi [3]. Ang kakulangan ng kalungkutan na ito ay nangangahulugan na mas madaling kapitan sila ng pagkawasak [3]. Ang kakayahang yumuko ay pinoprotektahan ang ilang mga metal mula sa pagkawasak, kaya dahil ang mga tungsten carbide singsing ay hindi maaaring gawin ito ay mas malamang na masira [3].
Lakas ng mataas na compressive
Ang lakas ng compressive ay tumutukoy sa kakayahang makatiis sa pagdurog [3]. Ang mga malutong na metal ay madalas na lumalaban sa compression [3]. Dahil ang mga singsing ng karbida ng tungsten ay lumalaban sa compression sila ay malutong [3].
Paghahambing ng Tungsten Carbide sa Iba pang Mga Materyal
| na Ari -arian |
Tungsten Carbide |
Steel |
| Modulus ni Young |
550 GPA |
~ 200 GPA |
| Tigas (mohs) |
~ 9 |
~ 6-6.5 |
| Density (g/cm³) |
~ 15.6 |
~ 7.8 |
| Natutunaw na punto (° C) |
2,870 |
~ 1,375 |
Ang mga salik na nakakaimpluwensya sa pagkamaramdamin ni Tungsten Carbide sa pagkawasak
Maraming mga kadahilanan ang natutukoy kung gaano kadali ang tungsten carbide ay maaaring masira:
Komposisyon at laki ng butil
Ang komposisyon ng tungsten carbide, partikular ang porsyento ng carbon at ang pagkakaroon ng mga nagbubuklod na materyales tulad ng kobalt o nikel, ay gumaganap ng isang mahalagang papel [4] [5]. Ang mga sukat ng butil ng butil at pantay na pamamahagi ng phase ng karbida ay nagpapaganda ng katigasan, habang ang mas mataas na nilalaman ng binder ay maaaring mapabuti ang pag -agos ngunit maaaring mabawasan ang tigas [4] [5].
Pagkakaroon ng mga nagbubuklod
Habang ang purong tungsten carbide ay may mahusay na tigas, ito ay malutong at madaling kapitan ng pagkawasak, lalo na sa ilalim ng epekto [5]. Upang mapagbuti ang katigasan at tibay nito, ang mga tungsten na karbida na pulbos ay halo -halong may mga metal na nagbubuklod bago maging sintered sa mga solidong bahagi [5].
1.Cobalt (CO)
Ang Cobalt ay ang pinaka -malawak na ginagamit na binder para sa tungsten carbide [5]. Ang cobalt-bonded tungsten carbide, na madalas na tinutukoy lamang bilang karbida, ay ang pamantayan ng industriya para sa pagputol ng mga tool at magsuot ng mga bahagi [5]. Ang nilalaman ng kobalt ay karaniwang saklaw mula sa 3% hanggang 30% sa pamamagitan ng timbang, na may mas mataas na proporsyon ng kobalt na nagbibigay ng pagtaas ng katigasan sa gastos ng ilang katigasan at pagsusuot ng paglaban [5]. Ang Cobalt ay may mahusay na mga pag-aari ng basa at pagdirikit na may tungsten carbide, na nagpapahintulot sa paggawa ng lubos na siksik, walang bayad na mga bahagi na sintered [5].
2.nickel (NI)
Ang nikel ay maaaring magsilbing isang alternatibong binder sa kobalt sa tungsten carbide composite [5]. Kung ikukumpara sa kobalt, ang mga nikel na nagbubuklod ay nagreresulta sa mas mahusay na paglaban ng kaagnasan at pinahusay na katatagan ng kemikal, lalo na laban sa mga acidic na kapaligiran [5]. Gayunpaman, ang mga nikel na bonding na karbida ay may mas mababang katigasan at mga rating ng paglaban sa pagsusuot [5]. Minsan ginagamit ang nikel kasabay ng kobalt upang maayos ang tono ng mga katangian ng tungsten carbide composite [5].
3.Ang mga nagbubuklod
Ang iba pang mga metal, tulad ng chromium at iron, ay hindi gaanong ginagamit bilang nag -iisang binders ngunit maaaring pagsamahin sa kobalt o nikel upang magbigay ng mga tiyak na katangian [5]:
- Pinahuhusay ng Chromium ang kaagnasan at paglaban ng oksihenasyon ng composite ng tungsten carbide. Madalas itong ginagamit sa pagsasama sa mga nickel binders [5].
- Ang bakal ay maaaring magsilbing isang matipid na alternatibo o karagdagan sa mga cobalt binders. Ang Ferro-tungsten carbide ay may mas mababang katigasan ngunit mas mataas na katigasan kumpara sa mga marka ng cobalt-bonded [5].
Proseso ng Paggawa
Ang pamamaraan na ginamit upang gumawa ng mga bahagi ng karbida ng tungsten ay makabuluhang nakakaapekto sa kanilang pagtutol sa pagkawasak [4]. Ang mga proseso tulad ng sintering, mainit na pagpindot, at thermal spraying ay maaaring magpakilala ng mga depekto o natitirang mga stress na nakompromiso ang integridad ng materyal [7]. Ang wastong kontrol ng temperatura, presyon, at kapaligiran sa panahon ng pagmamanupaktura ay mahalaga upang mabawasan ang mga isyung ito [7].
Mga kondisyon sa kapaligiran
Ang mga matinding temperatura, kinakaing unti-unting sangkap, at mga kapaligiran na may mataas na epekto ay maaaring mag-ambag sa kabiguan ng mga sangkap ng tungsten carbide [2] [7]. Ang mga mataas na temperatura ay maaaring mabawasan ang katigasan at lakas ng materyal, habang ang mga kinakaing unti -unting sangkap ay maaaring magpabagal sa phase ng binder, na humahantong sa pag -crack at panghuling pagbagsak [2].
Mga stress na tukoy sa application
Ang uri at kadakilaan ng stress na inilalapat sa tungsten carbide sa inilaan nitong aplikasyon ay mga kritikal na kadahilanan [7]. Ang mga compressive stress ay sa pangkalahatan ay mahusay na mapagparaya, ngunit ang makunat at paggugupit na mga stress ay maaaring magsimula ng mga bitak, lalo na sa mga sangkap na may matalim na sulok o iba pang mga concentrator ng stress [3].
Mga kalamangan ng Tungsten Carbide
Sa kabila ng pagkamaramdamin nito na kumalas sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang Tungsten Carbide ay nag -aalok ng maraming mga pakinabang [4]:
Magsuot ng paglaban
Ang mataas na pagtutol ng Tungsten Carbide na isusuot at kaagnasan ay isa sa mga tampok na standout nito [4] [7]. Maaari itong magtiis ng matagal na pagkakalantad sa mga nakasasakit na kapaligiran nang walang makabuluhang pagkasira, na ginagawang perpekto para sa mga industriya kung saan ang kagamitan ay napapailalim sa patuloy na alitan at pakikipag -ugnay sa mga kinakailangang sangkap [7]. Bagaman mas mahal sa una, ang Tungsten Carbide ay nakakatipid ng pera sa paglipas ng panahon dahil sa tibay nito at nabawasan ang pangangailangan para sa pagpapanatili [7]. Ang pinalawak na habang -buhay ng mga tool at sangkap ay isinasalin sa mga pagtitipid sa gastos at nadagdagan ang kahusayan sa pagpapatakbo [7].
Pagganap ng mataas na temperatura
Ang Tungsten carbide ay maaaring gumanap nang maayos kahit na sa napakataas na temperatura, pinapanatili ang tigas at lakas nito [7]. Mayroon itong isang natutunaw na punto na higit sa 2,870 ° C (5,200 ° F), na pinapayagan itong mapanatili ang integridad ng istruktura nito sa nakataas na temperatura [2] [6] [7]. Mahalaga ito para sa mga aplikasyon tulad ng pagputol at pagbabarena, kung saan ang mga tool ay madalas na nakatagpo ng mataas na init dahil sa alitan [7]. Ang thermal stabil ng Tungsten Carbide ay nagsisiguro na pare -pareho ang pagganap at binabawasan ang panganib ng pagkabigo ng tool sa panahon ng hinihingi na mga gawain [7].
Pagpapanatili ng Edge
Ang mga tool ng Tungsten Carbide ay manatiling matalim, na humahantong sa mga mas malinis na pagbawas at mas mahusay na operasyon [7]. Kapag ginamit bilang isang materyal na patong, ang tungsten carbide ay nag-aalok ng mataas na lakas ng bono at mababang natitirang stress, lalo na kung inilalapat gamit ang proseso ng thermal spray na mataas na bilis ng oxycity oxy oxy). Ang prosesong ito ay nagreresulta sa siksik, cohesive coatings na may kaunting porosity, pagpapahusay ng pangkalahatang paglaban ng pagsusuot at tibay ng mga pinahiran na sangkap [7]. Ang mga pag -aari na ito ay gumagawa ng tungsten carbide coatings na mainam para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng matatag at maaasahang proteksyon sa ibabaw [7].
Mga aplikasyon ng Tungsten Carbide
Ang Tungsten Carbide ay ginagamit sa iba't ibang mga industriya dahil sa mga natatanging katangian nito [4]:
Mga tool sa pagputol
Ang Tungsten carbide ay malawak na ginagamit sa pagputol ng mga tool para sa machining, pagbabarena, at paggiling [5] [7]. Ang katigasan at pagsusuot nito ay matiyak na ang mga tool na ito ay nagpapanatili ng isang matalim na gilid, kahit na sa mataas na bilis at temperatura [7].
Magsuot ng mga bahagi
Ang mga sangkap na ginawa mula sa tungsten carbide ay nagtatrabaho sa mga aplikasyon kung saan kritikal ang paglaban sa abrasion at pagguho [4]. Kasama sa mga halimbawa ang mga nozzle, bearings, at mga sangkap ng bomba na ginamit sa industriya ng langis at gas, pagmimina, at kemikal [4].
Alahas
Ang Tungsten Carbide ay naging isang tanyag na materyal para sa mga singsing at iba pang mga item ng alahas dahil sa paglaban at tibay nito [1] [3]. Habang maaari itong masira sa ilalim ng makabuluhang epekto, tinitiyak ng tigas na ito ay nananatiling libre mula sa mga gasgas sa ilalim ng normal na pagsusuot [1].
Mga diskarte sa pagpapagaan upang maiwasan ang pagbagsak
Upang maiwasan ang mga sangkap ng tungsten carbide mula sa pagkawasak, maraming mga diskarte ang maaaring magamit:
Pagpili ng materyal
Ang pagpili ng naaangkop na grado ng tungsten carbide para sa isang tiyak na aplikasyon ay mahalaga [4] [5]. Ang mga salik na dapat isaalang -alang ay isama ang nilalaman ng binder, laki ng butil, at pagkakaroon ng iba pang mga elemento ng alloying [4].
Pag -optimize ng Disenyo
Ang pagdidisenyo ng mga sangkap na may bilugan na sulok at makinis na mga paglilipat ay maaaring mabawasan ang mga konsentrasyon ng stress, na minamaliit ang panganib ng pagsisimula ng crack [3]. Ang pag -iwas sa matalim na mga gilid at biglang mga pagbabago sa geometry ay mahalaga [3].
Kontrol sa proseso ng paggawa
Ang pagpapatupad ng mahigpit na mga kontrol sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura ay maaaring mabawasan ang mga depekto at natitirang mga stress [4]. Kasama dito ang maingat na pagsubaybay sa temperatura, presyon, at kapaligiran sa panahon ng pagsasala at iba pang mga hakbang sa katha [7].
Protective Coatings
Ang paglalapat ng mga proteksiyon na coatings, tulad ng brilyante na tulad ng carbon (DLC) o ceramic coatings, ay maaaring mapahusay ang tigas ng ibabaw at pagsusuot ng mga sangkap ng karbida na karbida, na nagbibigay ng karagdagang layer ng proteksyon laban sa pagbagsak [4] [7].
Regular na inspeksyon at pagpapanatili
Regular na suriin ang mga sangkap ng karbida ng karbida para sa mga palatandaan ng pagsusuot, bitak, o iba pang pinsala ay makakatulong na makilala ang mga potensyal na problema bago sila humantong sa pagkabigo sa sakuna. Ang pagpapatupad ng isang aktibong programa sa pagpapanatili ay maaaring mapalawak ang habang -buhay ng mga sangkap na ito at maiwasan ang hindi inaasahang downtime [7].
Konklusyon
Sa konklusyon, habang ang tungsten carbide ay natatanging mahirap at lumalaban sa pagsusuot, madaling kapitan ng pagkawasak sa ilalim ng mga tiyak na kondisyon [1] [3]. Ang kakulangan ng malheability at mataas na lakas ng compressive ay nangangahulugang ang matalim na suntok o matinding presyon ay maaaring maging sanhi ng pag -crack o pagbasag [1] [3]. Ang mga kadahilanan tulad ng komposisyon, proseso ng pagmamanupaktura, mga kondisyon sa kapaligiran, at mga stress na tukoy sa aplikasyon ay ang lahat ay may papel sa pagtukoy ng pagkasira nito [4] [7].
Sa kabila ng limitasyong ito, ang mga pakinabang ng tungsten carbide, kasama na ang paglaban nito, pagganap ng mataas na temperatura, at pagpapanatili ng gilid, gawin itong kailangang-kailangan sa maraming mga industriya [7]. Sa pamamagitan ng pag -unawa sa mga kadahilanan na nag -aambag sa pagkawasak at pagpapatupad ng naaangkop na mga diskarte sa pagpapagaan, ang mga inhinyero at tagagawa ay maaaring mapakinabangan ang habang -buhay at pagiging maaasahan ng mga sangkap na karbida ng tungsten [4]. Ang regular na inspeksyon, maingat na pagpili ng materyal, pag -optimize ng disenyo, at mga kinokontrol na proseso ng pagmamanupaktura ay lahat ay mahalaga upang maiwasan ang mga pagkabigo at tinitiyak ang pinakamainam na pagganap [7].
FAQ
1. Ano ang ginagawang hirap ng Tungsten Carbide?
Ang tigas ni Tungsten Carbide ay nagmula sa malakas na mga bono ng covalent sa pagitan ng mga tungsten at carbon atoms sa hexagonal crystal na istraktura [4] [5]. Ang istraktura na ito ay nagbibigay ng pambihirang pagtutol sa pagpapapangit at pagsusuot [4].
2. Laging malutong ba ang Tungsten Carbide?
Habang ang tungsten carbide ay likas na malutong, ang katigasan nito ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga metal na binder tulad ng kobalt o nikel [5]. Ang nilalaman ng binder at laki ng butil ay nakakaimpluwensya sa pangkalahatang brittleness ng materyal [5].
3. Paano nakakaapekto ang temperatura sa tungsten carbide?
Ang Tungsten Carbide ay nagpapanatili ng tigas at lakas nito sa mataas na temperatura, na may natutunaw na punto na 2,870 ° C (5,200 ° F) [2] [6] [7]. Gayunpaman, ang matinding temperatura ay maaaring mabawasan ang pangkalahatang lakas nito at dagdagan ang pagkamaramdamin sa oksihenasyon [2].
4. Maaari bang ayusin ang tungsten carbide kung bitak ito?
Ang pag -aayos ng basag na tungsten carbide ay mapaghamong dahil sa tigas at brittleness [3]. Ang mga dalubhasang pamamaraan tulad ng brazing o adhesive bonding ay maaaring magamit sa ilang mga kaso, ngunit ang naayos na sangkap ay maaaring hindi magkaparehong lakas at tibay bilang orihinal na [3].
5. Ano ang mga kahalili sa Tungsten Carbide?
Ang mga kahalili sa Tungsten Carbide ay may kasamang high-speed steel, keramika, at mga coatings ng brilyante [5]. Ang pagpili ng materyal ay nakasalalay sa mga tiyak na kinakailangan sa aplikasyon, kabilang ang tigas, paglaban sa pagsusuot, at gastos [5].
Mga pagsipi:
[1] https://redwoodrings.com/blogs/redwood-rings-blog/tungsten-ring-break
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[3] https://www.iconicjewelry.com/tungsten-rings-does-tungsten-shatter/
[4] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[5] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[6] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide
.
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn
