İçerik Menüsü
● Çimentolu tungsten karbürüne giriş
>> Çimentolu tungsten karbür yapısının görsel temsili
● Kompozisyon ve yapı
>> Ana bileşenler
>> Çimentolu karbürde fazlar
● Üretim süreci
>> 1. Toz hazırlığı
>> 2. Karıştırma ve öğütme
>> 3. Sıkıştırma
>> 4. Sinterleme
>> 5. Bitirme
● Fiziksel ve mekanik özellikler
● Avantajlar ve dezavantajlar
>> Avantajlar
>> Dezavantajlar
● Çimentolu tungsten karbür uygulamaları
>> Kesme aletleri
>> Giyime dayanıklı parçalar
>> Kalıplar ve kalıplar
>> Mühimmat
● Çimentolu tungsten karbür tipleri ve notları
● Çözüm
● SSS
>> 1. Çimentolu tungsten karbür ve saf tungsten karbür arasındaki fark nedir?
>> 2. Tungsten karbür nasıl üretilir?
>> 3. Kobalt neden çimentolu tungsten karbürde bağlayıcı olarak kullanılır?
>> 4. Çimentolu Tungsten karbürün ana uygulamaları nelerdir?
>> 5. Çimentolu tungsten karbürün sınırlamaları nelerdir?
● Alıntılar:
Çimentolu tungsten karbür, endüstriyel uygulamalarda, özellikle kesme aletleri, aşınmaya dayanıklı parçalar ve kalıplar için yaygın olarak kullanılan kompozit bir malzemedir. Tungsten karbür parçacıklarının aşırı sertliğini, hem sert hem de dayanıklı bir malzeme oluşturmak için metalik bir bağlayıcı, tipik olarak kobaltın tokluğu ile birleştirir. Bu makale kompozisyonu, üretim sürecini, mülklerini, uygulamalarını ve çimentoların avantajlarını araştırıyor Tungsten karbür , ayrıntılı açıklamalar ve açıklayıcı görüntüler ile desteklenmektedir.
Çimentolu tungsten karbürüne giriş
Çimentolu tungsten karbür, genellikle sadece çimentolu karbür veya sert metal olarak adlandırılır, metal bir matris kompozitidir. Metalik bir bağlayıcı, genellikle kobalt (CO) ile birlikte çimentolanan ince tungsten karbür (WC) parçacıklarından oluşur. Bu yapı, çakılın çimento tarafından bir arada tutulduğu betona benzer. Karbür parçacıkları sertlik ve aşınma direnci sağlarken, bağlayıcı, malzemenin genel performansını dengeleyerek tokluk ve darbe direnci ekler [1] [3] [10].
Çimentolu tungsten karbür yapısının görsel temsili
Kompozisyon ve yapı
Ana bileşenler
- Tungsten karbür (WC): Sert faz, tipik olarak ağırlıkça% 70 ila% 97, olağanüstü sertlik ve aşınma direnci sağlar. Tungsten karbür çok yüksek bir erime noktasına (~ 2900 ° C) sahiptir ve son derece serttir, MOHS ölçeğinde yaklaşık 9 sırada [1] [9] [10].
- Kobalt (CO): Bağlayıcı fazı, genellikle% 3 ila% 30, karbür tanelerini birlikte tutar, bu da kırılmaya karşı tokluk ve direnç sağlar [1] [10].
- Diğer karbürler: bazen korozyon direnci veya tokluk gibi spesifik özellikleri iyileştirmek için titanyum karbür (TIC), tantalum karbür (TAC) veya niyobyum karbür (NBC) ilave edilir [1] [10].
Çimentolu karbürde fazlar
- a-faz (alfa): tungsten karbür taneleri.
- β-faz (beta): metalik bağlayıcı (kobalt veya alternatifler).
- γ-faz (gama): Mevcut olduğunda TIC veya TAC gibi diğer karbürler [10].
Üretim süreci
Çimentolu tungsten karbür üretimi birkaç önemli adım içerir:
1. Toz hazırlığı
Tungsten tozu karbon siyahı ile karıştırılır ve tekdüzelik sağlamak için öğütülür. Bu karışım, tungsten karbür tozu oluşturmak için yüksek sıcaklıklarda (1300-1600 ° C) karbürize edilir [2].
2. Karıştırma ve öğütme
Tungsten karbür tozu, homojen bir karışım elde etmek için bir bilyalı fabrikada kobalt tozu ve diğer katkı maddeleri ile karıştırılır [2] [8].
3. Sıkıştırma
Toz karışımı, kalıplar veya kalıplar kullanılarak istenen şekle bastırılır.
4. Sinterleme
Sıkıştırılmış şekil, sinterleme fırında yaklaşık 1400-1500 ° C'ye ısıtılır. Sinterleme sırasında, kobalt bağlayıcı tungsten karbür tanelerini birbirine eritir ve bağlar, hacmi yaklaşık% 50 oranında küçülür ve yoğun, katı bir kompozit oluşturur [1] [8] [10].
5. Bitirme
Sinterlenmiş parçalar, kesin boyutlar ve yüzey kaplaması elde etmek için öğütülmüş, alıştırılır veya cilalanmıştır [8] [10].
Fiziksel ve Mekanik Özellikler
| Özellik |
çimentolu tungsten karbür |
karşılaştırması (yüksek hızlı çelik) |
| Sertlik |
69-81 HRC |
Daha düşük (tipik olarak 60 HRC maks. |
| Sıkıştırma mukavemeti |
~ 6000 MPa |
Çok daha düşük |
| Elastik modül |
~ 550-735 GPA |
~ 200 GPA |
| Termal iletkenlik |
~ 84 w/m · k |
Daha düşük |
| Termal genleşme katsayısı |
~ 5.8 um/m · K |
Daha yüksek |
| Direnç Giymek |
Son derece yüksek |
Ilıman |
| Sertlik |
Orta (CO içeriğine bağlıdır) |
Daha yüksek ama daha az zor |
| Yoğunluk |
~ 15 g/cm³ |
~ 7.8 g/cm³ (çelik) |
Çimentolu tungsten karbür son derece sert ve aşınmaya dayanıklıdır, ikincisi sadece sertlikte elmas. Yüksek sıcaklıklarda (900-1000 ° C'ye kadar) sertliği korur ve korozyon ve oksidasyona birçok metalden daha iyi direnir [4] [5] [9].
Avantajlar ve dezavantajlar
Avantajlar
- Olağanüstü sertlik ve aşınma direnci: Aletleri kesmek ve parçaları giymek için ideal.
- Yüksek mukavemet ve elastik modül: Stres altında boyutsal stabiliteyi korur.
- Termal stabilite: Yüksek sıcaklıklarda sertliği korur.
- Korozyon ve oksidasyon direnci: zorlu ortamlar için uygun.
- Uzun takım ömrü: Kesme aletleri yüksek hızlı çelik aletlerden 5 ila 80 kat daha uzun sürer [4] [5] [6].
Dezavantajlar
- Brittleness: Çeliklere kıyasla düşük tokluk; Etki altında parçalanmaya eğilimli.
- Maliyet: Tungsten ve kobalt içeriği nedeniyle pahalı.
- İşleme zorluğu: İşleme için elmas taşlama tekerlekleri gibi özel ekipman gerektirir [5].
Çimentolu tungsten karbür uygulamaları
Kesme aletleri
Çimentolu tungsten karbür, matkaplar, öğütme kesicileri, torna tezgahları ve ekler gibi metal kesme aletleri için tercih edilen malzemedir. Yüksek hızlı çeliğe kıyasla daha hızlı işleme hızlarına ve daha iyi yüzey kaplamalarına izin verir [1] [12].
Giyime dayanıklı parçalar
Kaya delme bitleri, ezme aletleri ve aşınma plakaları gibi aşınmaya maruz kalan parçalar için madencilik, inşaat ve üretimde kullanılır [5] [9].
Kalıplar ve kalıplar
Soğuk çalışma kalıplarında yaygın olarak kullanılır, toz metalurji kalıpları ve aşınma direnci ve boyutsal stabilitesi nedeniyle ekstrüzyon kalıpları [6] [5].
Mühimmat
Yüksek yoğunluğu ve sertliği nedeniyle zırh delici mermilerde kullanılır [12].
Çimentolu tungsten karbür tipleri ve notları
Çimentolu karbürler tane boyutuna ve kobalt içeriğine göre sınıflandırılır:
| Sınıf tipi |
tane boyutu (μm) |
kobalt içeriği (%) |
özellikleri |
| Submikron |
<1 |
6-12 |
Çok sert, yüksek aşınma direnci |
| İyi |
1-3 |
6-12 |
Dengeli sertlik ve tokluk |
| Orta |
3-5 |
10-15 |
İyi tokluk, orta sertlik |
| Kaba |
> 5 |
15-30 |
En yüksek tokluk, daha düşük sertlik |
Özel dereceler arasında zorlu ortamlar için alaşımlı bağlayıcılara sahip korozyona dayanıklı karbürler (örn. Nikel, krom) bulunur [3] [7] [10].
Çözüm
Çimentolu tungsten karbür, tungsten karbürün sertliğini metalik bir bağlayıcının, tipik olarak kobaltın sertliği ile birleştiren dikkate değer bir tasarlanmış malzemedir. Eşsiz özellikleri, kesme aletleri, aşınma dayanıklı parçalar, kalıplar ve hatta mühimmatta vazgeçilmez hale getirir. Kırılganlığına ve maliyetine rağmen, üstün aşınma direnci, termal stabilitesi ve mukavemeti, modern üretim ve endüstriyel uygulamalarda kritik bir malzeme olmaya devam etmesini sağlar. Toz metalurjisi ve malzeme bilimindeki gelişmeler performansını artırmaya, uygulamalarını genişletmeye ve maliyet verimliliğini artırmaya devam etmektedir.
SSS
1. Çimentolu tungsten karbür ve saf tungsten karbür arasındaki fark nedir?
Çimentolu tungsten karbür, tungsten karbür parçacıklarının metalik bir bağlayıcı (genellikle kobalt) tarafından bağlandığı kompozit bir malzemedir, oysa saf tungsten karbür tek fazlı bir seramik malzemedir. Bağlayıcı sertlik ekler ve kırılganlığı azaltır [1] [10].
2. Tungsten karbür nasıl üretilir?
Tungsten karbür tozunu kobalt tozu ile karıştırarak, karışımı şekle sıkıştırarak ve partikülleri yoğun, katı bir kompozit haline getirmek için yüksek sıcaklıklarda sinterlenerek yapılır [2] [8] [10].
3. Kobalt neden çimentolu tungsten karbürde bağlayıcı olarak kullanılır?
Kobalt, aksi takdirde kırılgan tungsten karbürüne tokluk ve süneklik sağlar, darbe direncini ve kompozitin genel dayanıklılığını artırır [1] [10].
4. Çimentolu Tungsten karbürün ana uygulamaları nelerdir?
Öncelikle sertliği ve aşınma direnci nedeniyle kesme aletlerinde, aşınmaya dayanıklı parçalarda, kalıplar, kalıplar ve zırh pikap mühimmatında kullanılır [1] [5] [12].
5. Çimentolu tungsten karbürün sınırlamaları nelerdir?
Ana sınırlamaları kırılganlık, etki altında yontulmaya yatkınlık, yüksek maliyet ve işleme ve bitirme için özel ekipman ihtiyacıdır [5].
Alıntılar:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Cemnesed_Carbide
[2] https://hegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[3] https://www.kennametal.com/us/en/products/carbide-wear-parts/fluid-dling-and-flow-control/separation-solutions-for-centrifuge-machines/tungsten-carbide-Materials.html
[4] https://www.zzsinocarbide.com/faq.html
[5] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/column/782/
[6] https://huanatools.com/cemdered-carbide-srases-properties ve-uses/
[7] https://www.youtube.com/watch?v=I5wcxox5p6s
[8] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-pocess-of-cemented-carbide-sserts:a-confrechenge-guide-39.html
[9] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[10] https://www.hyperionmt.com/en/resources/materials/cemaned-carbide/
[11] https://www.sanalloy.co.jp/en/q_a/
[12] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[13] https://www.rydmetcarbide.com/faq/
[15] https://www.nittan.co.jp/en/products/hard_metal_008_031.html
[16] https://www.azom.com/article.aspx?articleId=1203
[17] https://www.youtube.com/watch?v=65Lakakqte4
[18] https://www.ceratizit.com/int/en/company/passion-for-cemented-carbide-/cemdered-carbide.html
[19] https://www.articlecube.com/tungsten-carbide-cemented-carbide-and-carbide-whats-difference
[20] https://www.scientientirect.com/topics/materials-science/cemaned-carbide
[21] https://oricus-semicon.com/materials/cemaned-carbide/
[22] https://huanatools.com/wp-content/uploads/2021/06/3n8a0944.jpg?
[23] https://www.psmindistries.com/yillik/tungsten-carbide-manufacturing-process
[24] https://www.hyperionmt.com/globalassets/new-images/all-utinged-carbide/cemtentcent-carbide-production-process.png?sa=x&ved=2ahukewifpmalvnqmaxxesbhysxe9ssssq_bgaxxeslybhyxe9
[25] https://www.ceratizit.com/int/en/company/passion-for-cemented-carbide-/production.html
[26] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
[27] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[28] https://techlinkcenter.org/technologies/cemdered-carbide-material-station-on-tungsten-carbide-and-iron-come-alloy/6cec005f-afc3-40ba-8341-1d1b70ada0b7
[29] https://www.istockphoto.com/photos/carbide-tools
[30] https://stock.adobe.com/search/images?k=carbide+cutting
[31] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide?page=2
[32] https://www.shutterstock.com/search/cemaned-carbide
[33] https://www.heattreattoday.com/an-oview-of-cemented-carbide-sintering/
[34] https://www.ceratizit.com/int/en/sustainable/blog/2021/blogposting-cemented-carbide.html
[35] https://www.istockphoto.com/photos/Cemned-carbide
[36] https://www.youtube.com/watch?v=dkfuzvbtts0
[37] https://www.shutterstock.com/search/carbide-cutting-tools
[38] https://guesstools.com/et/cemdered-carbide-vs-tungsten-carbide/
[39] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/knowledge/faq.html
[40] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/generalcarbide-designers_guide_tungstencarbide.pdf
[41] https://guesstools.com/da/cemdered-carbide-vs-tungsten-carbide/
[42] https://www.youtube.com/watch?v=I5wcxox5p6s
[43] https://www.carbidetek.com/faqs/
[44] https://www.practicalmachinist.com/forum/threads/carbide-question.86468/post-164612
[45] https://www.sandvik.coromant.com/en-us/services/recycling/faq-carbide-recycling
[46] https://www.sundicuttingtools.com/news/technology-articles/cemdered-carbide-cutting-tool-material-basics-sumary/
[47] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[48] https://www.samaterials.com/content/cemented-carbide-vs-tungsten-teel.html
[49] https://patents.google.com/patent/us4008090a/en
[50] https://todaysmachiningworld.com/magazine/how-t-wors-making-tungsten-carbide-cutting-tools/
[51] https://www.alamy.com/stock-photo/carbide-end-mill.html
[52] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[53] https://ceramics.org/ceramic-tech-today/tungsten-carbide-meare-asy-sovernment-dustry-academia-investigat-additively-manery-macera--cemed-carbide-parts
