Меню вмісту
● Вступ до цементованого карбіду вольфраму
>> Візуальне зображення цементованої структури карбіду вольфраму
● Композиція та структура
>> Основні компоненти
>> Фази в цементованому карбіді
● Процес виробництва
>> 1. Підготовка порошку
>> 2. Змішування та фрезерування
>> 3. Ущільнення
>> 4. Спікання
>> 5. Оздоблення
● Фізичні та механічні властивості
● Переваги та недоліки
>> Переваги
>> Недоліки
● Застосування цементованого карбіду вольфраму
>> Руточні інструменти
>> Зносостійкі деталі
>> Форми та штампи
>> Боєприпаси
● Типи та сорти цементованого вольфраму карбіду
● Висновок
● Поширення
>> 1. Яка різниця між цементованим вольфрамовим карбідом та чистим вольфрамовим карбідом?
>> 2. Як виготовляється цементований карбід вольфраму?
>> 3. Чому кобальт використовується як палітурка в цементованому вольфрамовому карбіді?
>> 4. Які основні застосування цементованого вольфрамового карбіду?
>> 5. Які обмеження цементованого вольфрамового карбіду?
● Цитати:
Цементований карбід вольфраму-це композитний матеріал, широко використовується в промислових програмах, особливо для ріжучих інструментів, стійких до зносу деталей та форм. Він поєднує в собі крайню твердість частинок карбіду вольфраму з міцністю металевого в'яжучого, як правило, кобальту, щоб створити матеріал, який є і міцним, і міцним. У цій статті досліджується склад, процес виготовлення, властивості, програми та переваги цементу Карбід вольфраму , що підтримується детальними поясненнями та ілюстративними зображеннями.
Вступ до цементованого карбіду вольфраму
Цементований карбід вольфраму, який часто просто називають цементованим карбідом або твердим, - це металева матрична композиція. Він складається з тонких частинок карбіду вольфраму (WC), що цементують разом металевим сполучним, зазвичай кобальтом (CO). Ця структура аналогічна бетону, де гравій тримається разом цементом. Частинки карбіду забезпечують твердість і стійкість до зносу, тоді як сполучна палива додає міцність та опір ударів, врівноважуючи загальну продуктивність матеріалу [1] [3] [10].
Візуальне зображення цементованої структури карбіду вольфраму
Композиція та структура
Основні компоненти
- Карбід вольфраму (WC): тверда фаза, як правило, від 70% до 97%, забезпечує виняткову твердість та стійкість до зносу. Карбід вольфраму має дуже високу температуру плавлення (~ 2900 ° C) і надзвичайно жорсткий, займає близько 9 за шкалою MOHS [1] [9] [10].
- Кобальт (CO): Фаза сполуки, як правило, від 3% до 30%, утримує карбідні зерна разом, забезпечуючи міцність і стійкість до руйнування [1] [10].
- Інші карбіди: Іноді карбід титану (TIC), карбід Tantalum (TAC) або карбід ніобій (NBC) додаються для поліпшення конкретних властивостей, таких як стійкість до корозії або міцність [1] [10].
Фази в цементованому карбіді
- α-фаза (альфа): зерна карбіду вольфраму.
- β-фаза (бета): металева палітурка (кобальт або альтернативи).
- γ-фаза (гамма): інші карбіди, такі як TIC або TAC, коли вони присутні [10].
Процес виробництва
Виробництво цементованого карбіду вольфраму передбачає кілька ключових кроків:
1. Підготовка порошку
Порошок вольфраму змішується з вуглецевим чорним і подрібненим для забезпечення рівномірності. Ця суміш карбюризується при високій температурі (1300–1600 ° C) з утворенням порошку карбіду вольфраму [2].
2. Змішування та фрезерування
Порошок карбіду вольфраму змішують з кобальтовим порошком та іншими добавками в кульковій млині для досягнення однорідної суміші [2] [8].
3. Ущільнення
Порошкова суміш притискають у потрібну форму, використовуючи форми або штампи.
4. Спікання
Ущільнена форма нагрівається приблизно до 1400–1500 ° C в спіканні печі. Під час спікання кобальтова палітурка тане і зв'язує зерна карбіду вольфраму разом, скорочуючи об'єм приблизно на 50% і утворюючи щільний твердий композит [1] [8] [10].
5. Оздоблення
Спікані частини - заземлені, розбиті або відшліфовані для досягнення точних розмірів та обробки поверхні [8] [10].
Фізичні та механічні властивості
| , що |
цементують вольфраму порівняння карбіду |
(високошвидкісна сталь) |
| Твердість |
69–81 HRC |
Нижчий (як правило, 60 HRC максимум) |
| Міцність на стиск |
~ 6000 МПа |
Значно нижчий |
| Модуль пружності |
~ 550–735 ГПа |
~ 200 ГПА |
| Теплопровідність |
~ 84 Вт/м · k |
Опускатися |
| Коефіцієнт теплового розширення |
~ 5,8 мкм/м · k |
Вищий |
| Опір зносу |
Надзвичайно високий |
Помірний |
| Міцність |
Помірний (залежить від вмісту СО) |
Вищий, але менш важкий |
| Щільність |
~ 15 г/см⊃3; |
~ 7,8 г/см⊃3; (сталь) |
Цементований карбід вольфраму надзвичайно жорсткий і стійкий до зносу, поступаючись лише алмазу за твердістю. Він підтримує твердість при підвищеній температурі (до 900–1000 ° C) і чинить опір корозії та окислення краще, ніж багато металів [4] [5] [9].
Переваги та недоліки
Переваги
- Виняткова твердість та стійкість до зносу: Ідеально підходить для ріжучих інструментів та зносу деталей.
- Висока міцність та модуль пружності: підтримує розмірність стабільності при стресі.
- Термічна стабільність: зберігає твердість при високих температурах.
- Корозійна та окислювальна стійкість: підходить для суворого середовища.
- Довгий термін експлуатації інструментів: ріжучі інструменти тривають у 5- 80 разів довше, ніж високошвидкісні сталеві інструменти [4] [5] [6].
Недоліки
- Смутність: нижча міцність порівняно зі сталей; схильний до удару під впливом.
- Вартість: Дорогий через вміст вольфраму та кобальту.
- Складність обробки: вимагає спеціалізованого обладнання, як діамантові шліфувальні колеса для обробки [5].
Застосування цементованого карбіду вольфраму
Руточні інструменти
Цементований карбід вольфраму - це матеріал вибору для вирубки металу, таких як свердла, фрезерні різаки, токарні інструменти та вставки. Це дозволяє більш швидкі швидкості обробки та кращі покриття поверхні порівняно з високошвидкістю сталі [1] [12].
Зносостійкі деталі
Використовується в видобутку, будівництві та виробництві для деталей, що піддаються стирання, таких як шматочки буріння гірських порід, інструменти для подрібнення та носіння [5] [9].
Форми та штампи
Широко використовується в холодних робочих формах, порошковій металургії, а також екструзійні штампи завдяки стійкості до зносу та розмірної стабільності [6] [5].
Боєприпаси
Використовується в снарядах броньованих за рахунок високої щільності та твердості [12].
Типи та сорти цементованого вольфраму карбіду
ЦЕментовані карбіди класифікуються на основі розміру зерна та вмісту кобальту: розмір зерна
| типу |
(мкм) |
вміст кобальту (%) |
характеристики |
| Субмікрон |
<1 |
6–12 |
Дуже важка, висока зносостійкість |
| Штраф |
1–3 |
6–12 |
Збалансована твердість і міцність |
| Середній |
3–5 |
10–15 |
Хороша міцність, помірна твердість |
| Грубий |
> 5 |
15–30 |
Найвища міцність, нижча твердість |
Спеціальні оцінки включають стійкі до корозії карбіди з легованими в'яжучами (наприклад, нікелем, хромом) для суворих середовищ [3] [7] [10].
Висновок
Цементований карбід вольфраму - це чудовий інженерний матеріал, що поєднує твердість карбіду вольфраму з міцністю металевого в'яжучого, як правило, кобальту. Його унікальні властивості роблять його незамінним у ріжучих інструментах, стійких до зносу деталей, форм та навіть боєприпасів. Незважаючи на свою крихкість та вартість, його чудова стійкість до зносу, теплова стійкість та міцність забезпечують, що він залишається критичним матеріалом у сучасних виробничих та промислових програмах. Успіхи в металургії та матеріалах порошку продовжують підвищувати її ефективність, розширюючи її застосування та підвищуючи ефективність витрат.
Поширення
1. Яка різниця між цементованим вольфрамовим карбідом та чистим вольфрамовим карбідом?
Цементований карбід вольфраму-це композитний матеріал, де частинки карбіду вольфраму пов'язані металевим сполучним (зазвичай кобальтом), тоді як чистий карбід вольфраму-це однофазний керамічний матеріал. В'яжуча додає міцність і зменшує крихкість [1] [10].
2. Як виготовляється цементований карбід вольфраму?
Його виготовляють шляхом змішування порошку карбіду вольфраму з кобальтовим порошком, ущільненням суміші у форму та спікання її при високих температурах, щоб злити частинки в щільний, твердий композит [2] [8] [10].
3. Чому кобальт використовується як палітурка в цементованому вольфрамовому карбіді?
Кобальт забезпечує міцність та пластичність інакше крихкого карбіду вольфраму, покращуючи стійкість до удару та загальну міцність композиту [1] [10].
4. Які основні застосування цементованого вольфрамового карбіду?
Він в першу чергу використовується в ріжучих інструментах, стійких до зносу деталей, формах, штампах та боєприпасах з обертанням броні завдяки його твердості та стійкості до зносу [1] [5] [12].
5. Які обмеження цементованого вольфрамового карбіду?
Основними його обмеженнями є крихкість, сприйнятливість до чіппінгу під впливом, високою вартістю та необхідністю спеціалізованого обладнання для обробки та обробки [5].
Цитати:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/cegent_carbide
[2] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
.
[4] https://www.zzsinocarbide.com/faq.html
[5] https://www.everloy-cemented-carbide.com/en/column/782/
[6] https://huanatools.com/cegenced-carbide-grades-properties-and-uses/
[7] https://www.youtube.com/watch?v=i5wcxox5p6s
[8] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-process-of-cemented-carbide-inserts:--comprehence-guide-39.html
[9] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[10] https://www.hyperionmt.com/en/resources/materials/cegenced-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-/cegenced-carbide.html
[19] https://www.articlecube.com/tungsten-carbide-cement-carbide-and-carbide-whats-difference
[20] https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/cegenced-carbide
[21] https://oricus-semicon.com/materials/cegenced-carbide/
.
[23] https://www.psmindustries.com/yillik/tungsten-carbide-manufacturing-process
.
[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/cegenced-carbide-material на основі-tet-tungsten-carbide-and-ron-alloy/6cec005f-afc3-40ba-8341-1d1b70ada0b7-40ba-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/cegenced-carbide
[33] https://www.heattreattoday.com/an-overview-of-cement-carbide-sintering/
[34] https://www.ceratizit.com/int/en/sustainably/blog/2021/blogposting-cemented-carbide.html
[35] https://www.istockphoto.com/photos/cegenced-carbide
[36] https://www.youtube.com/watch?v=dkfuzvbtts0
[37] https://www.shutterstock.com/search/carbide-cutting-tools
[38] https://guesstools.com/et/cegenced-carbide-vs-tungsten-carbide/
[39] https://www.everloy-femented-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/cegenced-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
[.
[47] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[48] https://www.samaterials.com/content/cegenced-carbide-vs-tungsten-steel.html
[49] https://patents.google.com/patent/us4008090a/en
[50] https://todaysmachiningworld.com/magazine/how-it-works-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-made-easy-government-industry-academi--nvestigate-additively-manufarcing-cement-carbide-parts/
