Menu nội dung
● Hiểu độ cứng
>> MOHS Thang đo độ cứng
>> Vickers và độ cứng của Rockwell
● Tính chất của cacbua vonfram
>> Thành phần hóa học
>> Tính chất vật lý
>> Tính chất cơ học
● Độ cứng so sánh
● Ứng dụng của cacbua vonfram
>> 1. Công cụ cắt
>> 2. Thiết bị khai thác
>> 3. Máy móc công nghiệp
>> 4. Trang sức
>> 5. Ứng dụng hàng không vũ trụ
>> 6. Thiết bị y tế
● Quá trình sản xuất cacbua vonfram
>> 1. Sản xuất bột
>> 2. Trộn
>> 3. Nhấn
>> 4. Thiêu kết
>> 5. Quá trình hoàn thiện
● Ưu điểm của cacbua vonfram
● Những thách thức với cacbua vonfram
● Phần kết luận
● Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)
>> 1. Độ cứng Mohs của cacbua vonfram là gì?
>> 2. Làm thế nào để vonfram cacbua so sánh với kim cương?
>> 3. Các ứng dụng phổ biến cho cacbua vonfram là gì?
>> 4 .. cacbua vonfram có thể được gia công dễ dàng không?
>> 5. Độ cứng Vickers của vonfram cacbua là gì?
● Trích dẫn:
Vonfram cacbua (WC) là một hợp chất của vonfram và carbon thể hiện độ cứng đáng chú ý, làm cho nó trở thành một trong những vật liệu khó khăn nhất được biết đến. Các tính chất độc đáo của nó phát sinh từ cấu trúc phân tử của nó và sự liên kết giữa các nguyên tử vonfram và carbon. Bài viết này tìm hiểu độ cứng của Vonfram cacbua , so sánh với các vật liệu, ứng dụng khác và phần Câu hỏi thường gặp toàn diện.
Hiểu độ cứng
Độ cứng là thước đo khả năng chống biến dạng, gãi hoặc vết lõm của vật liệu. Nó có thể được định lượng bằng các thang đo khác nhau, bao gồm thang đo MoHS, thang độ cứng Vickers và thang độ cứng Rockwell.
MOHS Thang đo độ cứng
Thang đo độ cứng MoHS dao động từ 1 (TALC) đến 10 (kim cương). Vonfram cacbua xếp hạng từ 9 đến 9,5 trên thang đo này, khiến nó chỉ đứng thứ hai sau kim cương về độ cứng. Độ cứng đặc biệt này là một lý do tại sao cacbua vonfram được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp.
Vickers và độ cứng của Rockwell
- Độ cứng của Vickers: Vonfram cacbua có độ cứng của Vickers khoảng 2400 đến 3000 HV, tùy thuộc vào thành phần và phương pháp xử lý của nó.
- Độ cứng của Rockwell: Trên quy mô Rockwell A (HRA), cacbua vonfram thường đo được từ 89 đến 95 HRA, tương ứng với khoảng 69 đến 81 HRC trên thang điểm C.
Tính chất của cacbua vonfram
Thành phần hóa học
Vonfram cacbua bao gồm chủ yếu là:
- Khoảng 94% vonfram
- Khoảng 6% carbon
Thành phần này có thể thay đổi một chút dựa trên các ứng dụng cụ thể và các thuộc tính mong muốn.
Tính chất vật lý
- Mật độ: cacbua vonfram có mật độ khoảng 15,6 g/cm⊃3 ;.
- Điểm nóng chảy: Điểm nóng chảy xấp xỉ 2870 ° C (5198 ° F).
- Độ dẫn nhiệt: Nó có độ dẫn nhiệt khoảng 110 W/m · k.
Tính chất cơ học
Triển lãm vonfram cacbua:
- Kháng mặc đặc biệt
- Sức mạnh nén cao
- Độ lệch tối thiểu dưới tải
Những thuộc tính này làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng căng thẳng cao.
Độ cứng so sánh
Để hiểu rõ hơn về vị trí của vonfram cacbua về độ cứng, đây là so sánh với các vật liệu khác: độ cứng
| của |
Mohs |
Vickers (HV) |
Độ cứng của Rockwell (HRA) |
| Kim cương |
10 |
> 3000 |
N/a |
| Vonfram cacbua |
9 - 9,5 |
2400 - 3000 |
89 - 95 |
| Corundum (nhôm oxit) |
9 |
~ 2000 |
~ 80 |
| Thép |
~ 4 - 8 |
~ 150 - 600 |
~ 20 - 60 |
Ứng dụng của cacbua vonfram
Do độ cứng và độ bền của nó, vonfram cacbua tìm thấy được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau:
1. Công cụ cắt
Carbide vonfram thường được sử dụng trong các công cụ cắt như bit khoan, dụng cụ phay và lưỡi cưa do khả năng chống mài mòn. Khả năng duy trì các cạnh sắc nét trong thời gian dài làm cho nó lý tưởng cho việc gia công các vật liệu cứng như thép và các hợp kim khác.
2. Thiết bị khai thác
Trong ngành khai thác, vonfram cacbua được sử dụng trong các bit khoan cho các hoạt động khoan và khai thác dầu. Độ dẻo dai của nó cho phép nó thâm nhập vào các thành tạo đá cứng một cách hiệu quả, tăng cường đáng kể năng suất.
3. Máy móc công nghiệp
Carbua vonfram được sử dụng trong các bộ phận có độ mòn cao, chẳng hạn như vòng bi, van và vòi phun. Khả năng chịu được điều kiện khắc nghiệt của nó làm cho nó trở thành một lựa chọn ưa thích cho các thành phần máy móc sản xuất.
4. Trang sức
Ngày càng phổ biến cho các ban nhạc đám cưới và trang sức thời trang, vonfram carbide cung cấp một bề mặt chống trầy xước duy trì sự tỏa sáng của nó theo thời gian. Cảm giác nặng nề của nó làm tăng thêm một yếu tố sang trọng mà nhiều người tiêu dùng đánh giá cao.
5. Ứng dụng hàng không vũ trụ
Trong kỹ thuật hàng không vũ trụ, cacbua vonfram được sử dụng cho các thành phần khác nhau do tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng và khả năng chống mòn ở nhiệt độ cao. Nó thường được tìm thấy trong động cơ tuabin và các hệ thống quan trọng khác trong đó độ tin cậy là tối quan trọng.
6. Thiết bị y tế
Vonfram cacbua cũng đang có những bước tiến trong lĩnh vực y tế. Khả năng tương thích sinh học của nó cho phép nó được sử dụng trong các dụng cụ phẫu thuật và cấy ghép. Độ cứng của vật liệu đảm bảo rằng các công cụ phẫu thuật vẫn sắc nét lâu hơn so với các công cụ được làm từ kim loại mềm hơn.
Quá trình sản xuất cacbua vonfram
Quá trình sản xuất cacbua vonfram liên quan đến một số bước chính:
1. Sản xuất bột
Bước đầu tiên liên quan đến việc sản xuất bột vonfram mịn thông qua các quá trình khử hóa chất hoặc phay cơ học. Black carbon cũng được sản xuất trong giai đoạn này.
2. Trộn
Bột vonfram sau đó được trộn với carbon theo tỷ lệ chính xác để đạt được các đặc tính mong muốn. Hỗn hợp này thường được gọi là 'Green ' Bột cacbua vonfram.
3. Nhấn
Bột hỗn hợp được ép vào khuôn dưới áp suất cao để tạo thành hình dạng nhỏ gọn được gọi là phần màu xanh lá cây.
4. Thiêu kết
Phần màu xanh lá cây trải qua quá trình thiêu kết một quá trình được làm nóng ở nhiệt độ cao (thường là khoảng 1400 ° C) trong bầu không khí được kiểm soát mà không đạt đến điểm nóng chảy. Bước này cho phép các hạt liên kết chặt chẽ với nhau, dẫn đến một vật liệu dày đặc.
5. Quá trình hoàn thiện
Sau khi thiêu kết, cacbua vonfram có thể được xử lý thêm thông qua mài hoặc đánh bóng để đạt được kích thước chính xác hoặc hoàn thiện bề mặt cần thiết cho các ứng dụng cụ thể.
Ưu điểm của cacbua vonfram
Vonfram carbide cung cấp một số lợi thế so với các vật liệu khác:
- Độ bền đặc biệt: Độ cứng của nó đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất trong điều kiện khắc nghiệt.
- Kháng ăn mòn: Carbide vonfram chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn tốt hơn nhiều kim loại.
- Tính linh hoạt: Nó có thể được sản xuất thành các hình dạng và kích thước khác nhau cho các ứng dụng khác nhau.
- Hiệu quả chi phí: Mặc dù chi phí ban đầu có thể cao hơn một số lựa chọn thay thế, tuổi thọ dài làm giảm chi phí tổng thể theo thời gian.
Những thách thức với cacbua vonfram
Mặc dù vonfram carbide có nhiều lợi ích, nhưng cũng có những thách thức liên quan đến việc sử dụng nó:
- Chú chó: Mặc dù độ cứng của nó, cacbua vonfram có thể giòn trong một số điều kiện nhất định, dẫn đến sứt mẻ hoặc nứt nếu không được xử lý đúng cách.
- Khó gia công: Do độ cứng cực độ của nó, cacbua vonfram gia công đòi hỏi các thiết bị và kỹ thuật chuyên dụng.
- Trọng lượng: Mật độ của cacbua vonfram làm cho nó nặng hơn nhiều lựa chọn thay thế, có thể không phù hợp cho tất cả các ứng dụng.
Phần kết luận
Vonfram cacbua nổi bật là một trong những vật liệu khó nhất hiện có, xếp hạng ngay dưới kim cương trên thang đo độ cứng của MOHS. Các đặc tính cơ học ấn tượng của nó làm cho nó vô giá trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là khi độ bền và khả năng chống mài mòn là rất quan trọng. Hiểu về độ cứng của nó không chỉ làm nổi bật tầm quan trọng của nó trong sản xuất mà còn nhấn mạnh vai trò của nó trong việc tăng cường hiệu suất trên các ứng dụng khác nhau.
Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)
1. Độ cứng Mohs của cacbua vonfram là gì?
Vonfram cacbua có độ cứng Mohs từ 9 đến 9,5.
2. Làm thế nào để vonfram cacbua so sánh với kim cương?
Vonfram cacbua chỉ đứng thứ hai sau kim cương trong độ cứng; Diamond xếp hạng ở mức 10 trên thang điểm Mohs trong khi vonfram cacbua xếp hạng từ 9 đến 9,5.
3. Các ứng dụng phổ biến cho cacbua vonfram là gì?
Các ứng dụng phổ biến bao gồm các công cụ cắt, thiết bị khai thác, các bộ phận máy móc công nghiệp, trang sức, các thành phần hàng không vũ trụ và các thiết bị y tế.
4 .. cacbua vonfram có thể được gia công dễ dàng không?
Không, do độ cứng cực độ của nó; Phương pháp gia công truyền thống là không hiệu quả; Các công cụ chuyên dụng là cần thiết để gia công cacbua vonfram.
5. Độ cứng Vickers của vonfram cacbua là gì?
Độ cứng của Vickers của cacbua vonfram thường dao động từ khoảng 2400 đến hơn 3000 HV.
Trích dẫn:
[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
.
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
