Menu ng nilalaman
● Kemikal na komposisyon at mga katangian
● Raw na materyales at proseso ng paggawa
>> 1. Mga materyales na mapagkukunan
>> 2. Mga Hakbang sa Paggawa
● Mga Advanced na Diskarte sa Paggawa
● Mga aplikasyon ng Tungsten Carbide
>> 1. Mga tool sa pagputol ng pang -industriya
>> 2. Pagmimina at pagbabarena
>> 3. Mga instrumento sa medikal
>> 4. Mga produktong consumer
● Kapaligiran at Pag -recycle
● Mga limitasyon at solusyon
● Konklusyon
● FAQS
>> 1. Ang tungsten carbide ay mas mabigat kaysa sa tingga?
>> 2. Maaari bang magsagawa ng kuryente ang Tungsten Carbide?
>> 3. Paano inilalapat ang tungsten carbide coatings?
>> 4. Ano ang sanhi ng pagkabigo ng tool ng karbida?
>> 5. Mayroon bang mga marka sa karbida na ligtas sa pagkain?
● Mga pagsipi:
Ang Tungsten Carbide (WC) ay isang synthetic compound na kilala sa matinding katigasan, paglaban sa pagsusuot, at katatagan ng mataas na temperatura. Binubuo ng pantay na bahagi tungsten at carbon atoms, malawak itong ginagamit sa pang -industriya na makinarya, mga tool sa pagputol, kagamitan sa pagmimina, at kahit na alahas. Ang artikulong ito ay galugarin ang komposisyon, proseso ng pagmamanupaktura, aplikasyon, at mga sagot sa mga pangunahing katanungan tungkol sa kamangha -manghang materyal na ito.
Kemikal na komposisyon at mga katangian
Ang Tungsten carbide ay binubuo ng tungsten (W) at carbon (C) sa isang 1: 1 atomic ratio, na bumubuo ng isang hexagonal na istraktura ng mala -kristal na may pambihirang mga katangian ng mekanikal [34] [9]. Ang mga pangunahing katangian ay kasama ang:
- katigasan: 8.5–9 sa scale ng MOHS (halos kasing husto ng brilyante) [1] [34].
- Density: ~ 15.6 g/cm³, ginagawa itong dalawang beses bilang siksik na bakal [34].
- Melting Point: 2,870 ° C, isa sa pinakamataas sa mga pang -industriya na materyales [9].
- Lakas ng compressive: lumampas sa 2.7 GPa, na lumampas sa karamihan ng mga metal, kabilang ang titanium [3] [10].
- Modulus ng Young: 530-700 GPa, na nagbibigay ng katigasan ng 2-3 beses na mas malaki kaysa sa bakal [3] [34].
Iminungkahing imahe: *Microscopic view ng tungsten carbide grains na nakagapos ng kobalt (caption: tungsten carbide's microstructure sa ilalim ng mataas na magnification) [4] [36]. *
Raw na materyales at proseso ng paggawa
1. Mga materyales na mapagkukunan
- tungsten ore: mined bilang wolframite o scheelite, pinino sa tungsten oxide (wo₃) [2] [35].
- Mga Pinagmumulan ng Carbon: Mataas na-Purity Graphite o Carbon Black para sa Carburization [6] [8].
- Binders: Cobalt (5–20%) o nikel ay nagpapabuti ng katigasan sa pamamagitan ng pagpuno ng mga gaps sa pagitan ng mga butil ng WC [9] [18].
2. Mga Hakbang sa Paggawa
1. Carburization:
Ang tungsten oxide ay tumugon sa carbon sa 1,200-1,800 ° C sa hydrogen, na bumubuo ng WC powder [2] [8]:
WO3+4C → WC+3CO
2. Paghahalo at paggiling:
Ang pulbos ng WC ay pinaghalo ng kobalt sa mga mill mill ng bola sa loob ng 2-4 na oras upang matiyak ang pagkakapareho [2] [6]. Ang alkohol at paraffin ay idinagdag upang mapagbuti ang daloy sa panahon ng pagpindot [6] [31].
3. Pagpindot:
Ang pinaghalong ay compact gamit ang mga hydraulic press (200-400 MPa) o paghuhulma ng iniksyon [6] [18]. Ang pre-pag-iimpluwensya sa 600-800 ° C ay lumilikha ng mga bahagi ng tisa na 'berde ' para sa CNC machining [6] [12].
4. Sintering:
Ang mga bahagi ay pinainit sa 1,400-1,600 ° C sa vacuum o argon, na nagiging sanhi ng kobalt na matunaw at bond wc butil [6] [12]. Nagreresulta ito sa 18% pag -urong at pangwakas na mga density sa paglipas ng 14 g/cm³ [6] [34].
5. Pag-post-processing:
- Ang paggiling na may mga gulong ng brilyante upang makamit ang ± 0.002 mm katumpakan [12].
- Coatings (hal, titanium nitride) na inilapat sa pamamagitan ng HVOF spraying upang mapahusay ang thermal stabil [17] [19].
Advanced na Mga Diskarte sa Paggawa ng
| Paraan |
ng Paglalarawan |
| Paggamot sa balakang |
Ang mainit na pagpindot ng isostatic ay binabawasan ang porosity, pagpapabuti ng paglaban sa pagkapagod637. |
| Additive Manufacturing |
Laser Powder Bed Fusion Lumilikha ng mga kumplikadong geometry para sa mga sangkap ng aerospace37. |
| CNC machining |
Ang mga pre-sintered 'brown ' na mga bahagi ay hugis bago ang pangwakas na pagsasala612. |
Mga aplikasyon ng Tungsten Carbide
1. Mga tool sa pagputol ng pang -industriya
- Mga Drills at End Mills: Ang mga tool ng WC-CO ay pinutol ang bakal 3x mas mabilis kaysa sa HSS na may kaunting pagsusuot [9] [11].
- Mga pagsingit ng lathe: Ang mga variant na pinahiran ng titanium nitride ay humahawak ng mga temperatura hanggang sa 1,100 ° C [9] [19].
Iminungkahing imahe: *Tungsten Carbide End Mills Machining Aerospace Alloys [36] [32]. *
2. Pagmimina at pagbabarena
- Mga Tip sa Drill Bit: Ang pagsingit ng WC ay huminto sa 250 MPa rock abrasion sa paggalugad ng langis/gas [14] [36].
- Tunnel boring machine: 40% na mas mahaba ang buhay kumpara sa mga ngipin ng bakal [14] [36].
3. Mga instrumento sa medikal
- Mga blades ng kirurhiko: Ang mga scalpels na lumalaban sa Corrosion ay nagpapanatili ng pagiging matalas sa pamamagitan ng 500+ incisions [1] [11].
- Dental Burs: Pinahiran na may alikabok na brilyante para sa katumpakan ng buto ng sculpting [36] [25].
4. Mga produktong consumer
- Alahas: Mga bandang kasal na lumalaban sa mga bandang Kasal na pinakintab upang matapos ang salamin [1] [14].
- Mga kagamitan sa palakasan: Ang mga pagsingit sa golf club ay nagdaragdag ng distansya sa pagmamaneho ng 15%[1] [7].
Kapaligiran at Pag -recycle
- Pag-reclaim: 95% ng scrap WC ay na-recycle sa pamamagitan ng pagbawi ng zinc o direktang muling pag-powder [1] [7].
- Ang kahusayan ng enerhiya: Ang mga pugon ng sintering ay gumagamit ng mga regenerative burner upang mabawasan ang CO₂ sa pamamagitan ng 30%[37].
Ang mga limitasyon at solusyon
| ay hamon ang |
pagbabago |
| Brittleness |
Gradient sintering na may mga layer ng nikel-chromium19. |
| Mataas na gastos sa produksyon |
Ang pagpapalit ng kobalt na may iron aluminide937. |
| Kumplikadong paghuhubog |
3D Pagpi-print na may WC-Polymer Filament37. |
Konklusyon
Ang pangingibabaw ng Tungsten Carbide sa matinding mga kapaligiran ay nagmula sa istruktura ng atom at umuusbong na mga diskarte sa pagmamanupaktura. Mula sa ika-19 na siglo na pinagmulan hanggang sa modernong additive manufacturing, ang WC ay patuloy na muling tukuyin ang mga limitasyon ng materyal. Habang hinihiling ng mga industriya ang mas mataas na pagganap, ang mga pagsulong sa mga nano-grained carbides at eco-friendly binders ay nangangako na palawakin ang mga aplikasyon nito sa dami ng computing at nababago na mga sistema ng enerhiya.
FAQS
1. Ang tungsten carbide ay mas mabigat kaysa sa tingga?
Oo. Na may isang density ng 15.6 g/cm³, ang wc ay 40% mas matindi kaysa sa tingga (11.3 g/cm³) [34] [16].
2. Maaari bang magsagawa ng kuryente ang Tungsten Carbide?
Bahagyang. Ang resistivity nito (0.2 μω · m) ay maihahambing sa vanadium, na nagpapagana ng paggamit sa mga contact na de -koryenteng [9] [10].
3. Paano inilalapat ang tungsten carbide coatings?
Ang HVOF (high-velocity oxygen fuel) na nag-spray ng mga bono ng WC na mga partikulo sa 1,000 m/s para sa <1% porosity [17] [19].
4. Ano ang sanhi ng pagkabigo ng tool ng karbida?
Thermal cracking sa itaas ng 800 ° C o cobalt leaching sa acidic coolants [19] [34].
5. Mayroon bang mga marka sa karbida na ligtas sa pagkain?
Oo. Ang Nickel-Binded WC (ISO 5832-8) ay ginagamit sa mga blades sa pagproseso ng pagkain [11] [14].
Mga pagsipi:
[1] https://www.tungco.com/insights/blog/5-tungsten-carbide-applications/
[2] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[3] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[4] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[5] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide-tool.html
[6] https://www.kovametalli-in.com/manufacturing.html
[7] https://www.carbide-usa.com/top-5-uses-for-tungsten-carbide/
.
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[10] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/
[11] https://www.sollex.se/en/blog/post/about-cemented-tungsten-carbide-applications-part-1
[12] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide/manufacturing-process
[13] https://www.azom.com/properties.aspx?articleid=1203
[14] https://eurobalt.net/blog/2022/03/28/all-the-applications-of-tungsten-carbide/
[15] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/process.html
[16] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide
[17] https://www.industrialplating.com/materials/tungsten-carbide-coatings
[18] https://www.psmindustries.com/yillik/tungsten-carbide-manufacturing-process
[19] https://www.asbindustries.com/coating-materials/carbide-coating-materials/tungsten-carbide-coatings
[20] https://generalcarbide.com/pdf/general-carbide-designers-guide-tungsten-carbide.pdf
[21] https://www
[22] https://www.shutterstock.com/search/tungsten-carbide
[23] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide
[24] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten
[25] https://www.istockphoto.com/de/bot-wall?
[26] https://www.shutterstock.com/search/%22tungsten-carbide%22?page=3
[27] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[28] https://stock.adobe.com/search?k=carbide
[29] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/process/
[30] https://www.istockphoto.com/de/bot-wall?
[31] https://www
[32] https://www.shutterstock.com/search/solid-tungsten-carbide
[33] https://www.vistametalsinc.com/tungsten-carbide-preform-process/
[34] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[35] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/03chapter3.pdf?sequence=4
[36] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
.
[38] https://www.mmc-carbide.com/us/technical_information/tec_guide/tec_guide_carbide
