Меню вмісту
● Розуміння твердості
>> Шкала твердості MOHS
>> Вікерс і Роквелл твердість
● Властивості карбіду вольфраму
>> Хімічний склад
>> Фізичні властивості
>> Механічні властивості
● Порівняльна твердість
● Застосування карбіду вольфраму
>> 1. Рузові інструменти
>> 2. Обладнання для видобутку
>> 3. Промислова техніка
>> 4. ювелірні вироби
>> 5. Аерокосмічні програми
>> 6. Медичні пристрої
● Процес виробництва карбіду вольфраму
>> 1. Виробництво порошку
>> 2. Змішування
>> 3. Натискання
>> 4. Спікання
>> 5. Оздоблювальні процеси
● Переваги карбіду вольфраму
● Виклики з карбідом вольфраму
● Висновок
● Часті запитання (FAQ)
>> 1. Яка твердість MOHS вольфраму карбіду?
>> 2. Як порівнюється карбід вольфраму з алмазом?
>> 3. Що таке звичайні програми для карбіду вольфраму?
>> 4. Чи можна легко обробляти карбід вольфраму?
>> 5. Яка твердість Віккерса карбіду вольфраму?
● Цитати:
Карбід вольфраму (WC) - це сполука вольфраму та вуглецю, яка демонструє неабияку твердість, що робить її однією з найжорсткіших матеріалів. Його унікальні властивості виникають з його молекулярної структури та зв'язку між вольфрамовими та атомами вуглецю. Ця стаття досліджує твердість Карбід вольфраму , його порівняння з іншими матеріалами, застосуваннями та комплексним розділом FAQ.
Розуміння твердості
Твердість - це міра стійкості матеріалу до деформації, подряпин або відступу. Його можна кількісно визначити за допомогою різних масштабів, включаючи шкалу MOHS, шкалу твердості Вікерс та шкалу твердості Роквелла.
Шкала твердості MOHS
Шкала твердості MOHS коливається від 1 (тальк) до 10 (алмаз). Карбід вольфраму займає між 9 і 9,5 за цим масштабом, зробивши його друге лише для алмазу з точки зору твердості. Ця виняткова твердість є однією з причин того, що карбід вольфраму широко використовується в промислових програмах.
Вікерс і Роквелл твердість
- Твердість Віккерс: Карбід вольфраму має твердість Вікерса приблизно від 2400 до 3000 ГВ, залежно від методів його складу та обробки.
- Твердість Роквелла: На Роквеллі масштабу (HRA) карбід вольфраму зазвичай вимірює між 89 і 95 HRA, що відповідає приблизно від 69 до 81 HRC за шкалою С.
Властивості карбіду вольфраму
Хімічний склад
Карбід вольфраму складається в основному з:
- приблизно 94% вольфраму
- близько 6% вуглецю
Цей склад може дещо відрізнятися на основі конкретних додатків та бажаних властивостей.
Фізичні властивості
- Щільність: Карбід вольфраму має щільність близько 15,6 г/см⊃3;.
- Точка плавлення: Температура плавлення становить приблизно 2870 ° C (5198 ° F).
- Теплопровідність: вона має теплопровідність близько 110 Вт/м · k.
Механічні властивості
Експоіди карбіду вольфраму:
- Винятковий опір зносу
- Висока міцність на стиск
- мінімальний відхилення під навантаженням
Ці властивості роблять його придатним для додатків з високим стресом.
Порівняльна твердість
Щоб краще зрозуміти позицію карбіду вольфраму з точки зору твердості, ось порівняння з іншими матеріалами:
| матеріальна |
твердість Mohs |
Vickers Vickers (HV) |
Rockwell твердість (HRA) |
| Алмаз |
10 |
> 3000 |
N/a |
| Карбід вольфраму |
9 - 9,5 |
2400 - 3000 |
89 - 95 |
| Корундум (оксид алюмінію) |
9 |
~ 2000 |
~ 80 |
| Сталь |
~ 4 - 8 |
~ 150 - 600 |
~ 20 - 60 |
Застосування карбіду вольфраму
Через свою твердість та довговічність карбід вольфраму знаходить широке використання в різних галузях:
1. Рузові інструменти
Карбід вольфраму зазвичай використовується в ріжучих інструментах, таких як шматочки свердління, фрезерні інструменти та пиляли лопатки завдяки стійкості до зносу. Здатність підтримувати різкі краї протягом тривалих періодів робить його ідеальним для обробки жорстких матеріалів, таких як сталь та інші сплави.
2. Обладнання для видобутку
У гірничій промисловості карбід вольфраму використовується в свердловинних шматочках для буріння нафти та гірничих робіт. Його міцність дозволяє йому ефективно проникати у утворення твердих порід, значно підвищуючи продуктивність.
3. Промислова техніка
Карбід вольфраму використовується в частинах, які відчувають високий знос, такі як підшипники, клапани та форсунки. Його здатність протистояти екстремальних умовах робить його кращим вибором для виробничих компонентів машин.
4. ювелірні вироби
Все більш популярний для весільних гуртів та ювелірних виробів, вольфрамовий карбід пропонує стійку до подряпин поверхні, яка з часом підтримує свій блиск. Його вагоме відчуття додає елемента розкоші, який цінують багато споживачів.
5. Аерокосмічні програми
В аерокосмічній інженерії карбід вольфраму використовується для різних компонентів завдяки його співвідношенню сили до ваги та стійкості до зносу при високих температурах. Він часто зустрічається в турбінних двигунах та інших критичних системах, де надійність є першорядною.
6. Медичні пристрої
Карбід вольфраму також досягає успіхів у галузі медицини. Його біосумісність дозволяє використовувати його в хірургічних інструментах та імплантатах. Твердість матеріалу гарантує, що хірургічні інструменти залишаються гострими довше, ніж у більш м'яких металах.
Процес виробництва карбіду вольфраму
Процес виробництва карбіду вольфраму передбачає кілька ключових кроків:
1. Виробництво порошку
Перший крок передбачає виробництво тонкого вольфрамового порошку за допомогою процесів хімічного відновлення або механічного фрезерування. На цьому етапі випускається вуглець чорного кольору.
2. Змішування
Потім вольфрамовий порошок змішується з вуглецем у точні співвідношення для досягнення бажаних властивостей. Цю суміш часто називають 'зеленим порошком карбіду вольфраму.
3. Натискання
Змішаний порошок притиснують у форми під високим тиском, утворюючи компактну форму, відому як 'зелена частина. ' Ця частина зберігає свою форму, але ще не є повністю щільною або жорсткою.
4. Спікання
Зелена частина зазнає спікання - процес, коли вона нагрівається при високих температурах (як правило, близько 1400 ° C) в контрольованій атмосфері, не досягаючи своєї температури плавлення. Цей крок дозволяє частинкам щільно зв’язуватися разом, що призводить до щільного матеріалу.
5. Оздоблювальні процеси
Після спікання карбід вольфраму можна додатково обробляти шляхом шліфування або полірування для досягнення точних розмірів або поверхневих оздоблень, необхідних для конкретних застосувань.
Переваги карбіду вольфраму
Carbide Tungsten пропонує кілька переваг перед іншими матеріалами:
- Виняткова міцність: його твердість забезпечує довговічність та продуктивність в екстремальних умовах.
- Корозійна резистентність: Карбід вольфраму чинить опір окислення та корозії краще, ніж багато металів.
- універсальність: вона може бути виготовлена в різні форми та розміри для різних застосувань.
- Ефективність: Хоча початкові витрати можуть бути вищими, ніж деякі альтернативи, тривалий термін експлуатації зменшує загальні витрати з часом.
Виклики з карбідом вольфраму
Незважаючи на те, що карбід вольфраму має численні переваги, є також проблеми, пов’язані з його використанням:
- Смутність: Незважаючи на свою твердість, карбід вольфраму може бути крихким за певних умов, що призводить до того, що чіпінг або розтріскування, якщо не впоратися належним чином.
- Складність обробки: Завдяки своїй надзвичайній твердності, обробка карбіду вольфраму вимагає спеціалізованого обладнання та прийомів.
- Вага: щільність карбіду вольфраму робить його важчим, ніж багато альтернатив, які можуть бути не придатними для всіх застосувань.
Висновок
Карбід вольфраму виділяється як один із найскладніших наявних матеріалів, рейтинг трохи нижче алмазу за шкалою твердості MOHS. Його вражаючі механічні властивості роблять його неоціненним у багатьох галузях, особливо там, де міцність та стійкість до зносу мають вирішальне значення. Розуміння його твердості не тільки підкреслює його значення у виробництві, але й підкреслює його роль у підвищенні продуктивності в різних додатках.
Часті запитання (FAQ)
1. Яка твердість MOHS вольфраму карбіду?
Карбід вольфраму має твердість MOHS від 9 до 9,5.
2. Як порівнюється карбід вольфраму з алмазом?
Карбід вольфраму - це друге місце лише алмазу за твердістю; Діамант посідає в 10 за шкалою MOHS, тоді як карбід вольфраму посідає між 9 і 9,5.
3. Що таке звичайні програми для карбіду вольфраму?
Загальні додатки включають ріжучі інструменти, гірниче обладнання, промислові машини, ювелірні вироби, аерокосмічні компоненти та медичні пристрої.
4. Чи можна легко обробляти карбід вольфраму?
Ні, через його крайню твердість; Традиційні методи обробки неефективні; Для обробки карбіду вольфраму потрібні спеціалізовані інструменти.
5. Яка твердість Віккерса карбіду вольфраму?
Твердість карбіду Vickers вольфраму, як правило, становить приблизно від 2400 до понад 3000 ГВ.
Цитати:
[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-explained/
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
