Độ cứng rockwell của vonfram cacbua là gì?

Menu nội dung

● Hiểu được cacbua vonfram và độ cứng của nó

>> Độ cứng là gì?

● Độ cứng của Rockwell của cacbua vonfram

>> Giá trị độ cứng Rockwell điển hình

>> Tại sao sử dụng quy mô Rockwell cho vonfram cacbua?

● So sánh độ cứng cacbua vonfram với các thang đo khác

● Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng cacbua vonfram

>> 1. Kích thước hạt

>> 2. Hàm lượng chất kết dính coban

>> 3. Nhiệt độ thiêu kết và sau điều trị

● Tính chất cơ học liên quan đến độ cứng

● Các ứng dụng của cacbua vonfram dựa trên độ cứng

● Kiểm tra độ cứng của cacbua vonfram

>> Phương pháp kiểm tra độ cứng của Rockwell

>> Tầm quan trọng của kiểm tra độ cứng

● Những hiểu biết kỹ thuật bổ sung về độ cứng cacbua vonfram

>> Độ ổn định và độ cứng nhiệt

>> Tác động của vật liệu chất kết dính ngoài coban

>> Những tiến bộ trong vật liệu tổng hợp cacbua vonfram

● Các ứng dụng mở rộng của cacbua vonfram

>> Ngành y tế

>> Không gian vũ trụ

>> Điện tử

● Kỹ thuật kiểm tra độ cứng nâng cao

>> Kiểm tra độ cứng siêu âm

>> Thử nghiệm vi mô

>> Tự động hóa kiểm soát chất lượng

● Phần kết luận

● Câu hỏi thường gặp

>> 1. Phạm vi độ cứng Rockwell điển hình của cacbua vonfram là gì?

>> 2. Tại sao Rockwell một quy mô được sử dụng cho thử nghiệm độ cứng cacbua vonfram?

>> 3. Hàm lượng coban ảnh hưởng đến độ cứng cacbua vonfram như thế nào?

>> 4. Mối quan hệ giữa kích thước hạt và độ cứng trong cacbua vonfram là gì?

>> 5. Độ cứng cacbua vonfram được kiểm tra trong ngành như thế nào?

● Trích dẫn:

Vonfram cacbua nổi tiếng với độ cứng đặc biệt và khả năng chống mài mòn, làm cho nó trở thành một vật liệu quan trọng trong dụng cụ công nghiệp, gia công và các ứng dụng chống mài mòn. Hiểu độ cứng của Rockwell là điều cần thiết cho các kỹ sư, nhà sản xuất và người dùng để chọn cấp độ phù hợp cho các nhiệm vụ cụ thể và để đảm bảo kiểm soát chất lượng. Bài viết toàn diện này khám phá độ cứng của Rockwell của cacbua vonfram, so sánh với các thang đo độ cứng khác, các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng, ứng dụng và phương pháp thử nghiệm của nó.

Hiểu được cacbua vonfram và độ cứng của nó

Carbide vonfram (WC) là một hợp chất hóa học bao gồm các nguyên tử vonfram và carbon, thường là tỷ lệ gần 94% vonfram và 6% carbon. Nó tạo thành một cấu trúc tinh thể đóng gói hình lục giác góp phần vào các tính chất cơ học đáng chú ý của nó, bao gồm độ cứng, độ cứng và cường độ nén.

Độ cứng là gì?

Độ cứng là khả năng chống lại biến dạng vĩnh viễn, gãi hoặc thụt vào. Nó là một tài sản chính cho các vật liệu được sử dụng trong các công cụ cắt, bộ phận đeo và chất mài mòn. Độ cứng được đo bằng các thang đo khác nhau, bao gồm:

- Thang đo độ cứng của MOHS: Thang đo định tính từ 1 (TALC) đến 10 (kim cương).

- Độ cứng của Vickers (HV): Thang đo định lượng bằng cách sử dụng một kim tự tháp kim cương.

- Độ cứng của Rockwell (HR): Độ sâu đo độ sâu đo tỷ lệ định lượng dưới các tải trọng cụ thể, với các thang đo khác nhau (A, B, C, v.v.) tùy thuộc vào loại vật liệu và bên trong.

Độ cứng của Rockwell của cacbua vonfram

Giá trị độ cứng Rockwell điển hình

Carbide vonfram thường thể hiện độ cứng của Rockwell trên thang điểm A (HRA) từ 88 đến 95. Điều này tương ứng với khoảng 69 đến 81 trên thang đo Rockwell C (HRC), thường được sử dụng cho thép cứng.

- Rockwell A Quy mô (HRA): Sử dụng một người bên trong hình nón kim cương với tải trọng 60 kg, phù hợp cho các vật liệu rất cứng như vonfram cacbua.

- Quy mô Rockwell C (HRC): Sử dụng hình nón kim cương với tải trọng 150 kg, chủ yếu cho thép cứng nhưng đôi khi được sử dụng để so sánh.

ROCKWELL Một phạm vi độ cứng của 88 HRA95 HRA phản ánh các loại cacbua vonfram với các hàm lượng chất kết dính coban và kích thước hạt khác nhau, ảnh hưởng đến độ cứng và độ dẻo dai.

Tại sao sử dụng quy mô Rockwell cho vonfram cacbua?

Thang đo Rockwell A được ưa thích vì lực thử nghiệm thấp hơn (60 kg) làm giảm nguy cơ làm hỏng vết lõm kim cương so với lực cao hơn được sử dụng trong thang điểm C (150 kg). Nó cung cấp các phép đo độ cứng đáng tin cậy cho các vật liệu cực kỳ cứng như cacbua vonfram mà không ảnh hưởng đến người trong hoặc mẫu.

So sánh độ cứng cacbua vonfram với các thang đo khác

Độ cứng của vonfram cacbua tiếp cận với kim cương, là vật liệu khó nhất được biết đến (MOHS 10, Vickers ~ 10.000 HV). Độ cứng Vickers của nó thường dao động từ 2.400 đến 3.000 HV tùy thuộc vào thành phần và xử lý.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng cacbua vonfram

1. Kích thước hạt

- Các loại hạt mịn (0,2, 0,8): Độ cứng cao hơn do giảm khoảng cách giữa các hạt, lý tưởng cho các công cụ cắt và các bộ phận hao mòn chính xác.

- Các hạt thô (> 1 PhaM): Độ cứng thấp hơn nhưng cải thiện độ bền, phù hợp cho các ứng dụng nặng tác động như các công cụ khai thác.

2. Hàm lượng chất kết dính coban

Carbide vonfram thường được gắn kết với coban, hoạt động như một chất kết dính để giữ các hạt WC lại với nhau.

- Hàm lượng coban thấp (3 Ném6%): Tối đa hóa độ cứng nhưng tăng độ giòn.

- Hàm lượng coban cao (102020%): Cải thiện độ bền nhưng giảm độ cứng.

3. Nhiệt độ thiêu kết và sau điều trị

- Nhiệt độ thiêu kết cao hơn (1.400 Hàng1,600 ° C) tối ưu hóa mật độ và độ cứng.

- Lớp phủ bề mặt như titan nitride (TIN) có thể tăng cường hơn nữa độ cứng bề mặt và điện trở hao mòn.

Tính chất cơ học liên quan đến độ cứng

- Cường độ nén: lên tới 2.700 MPa, cao hơn hầu hết các kim loại, góp phần chống mài mòn tuyệt vời dưới tải.

- Mô đun của Young: Khoảng 530 GP700 GPa, cách thép khoảng ba lần, cho thấy độ cứng cực độ.

- Sức mạnh vỡ ngang (TRS): chỉ ra độ bền, tương quan nghịch với độ cứng ở một mức độ nào đó.

Các ứng dụng của cacbua vonfram dựa trên độ cứng

Do độ cứng và khả năng chống mài mòn, cacbua vonfram được sử dụng rộng rãi trong:

- Công cụ cắt: Các nhà máy kết thúc, khoan, chèn duy trì các cạnh sắc ở nhiệt độ cao.

- Thiết bị khai thác: Mẹo khoan, tấm máy nghiền chống lại sự tiếp xúc đá mài mòn.

- Bộ phận mặc công nghiệp: Vòi phun, van, ống lót và vòng niêm phong chịu đựng chất lỏng ăn mòn và hao mòn cơ học.

- Trang sức: Ban nhạc đám cưới chống trầy xước và giữ bóng đánh bóng vô thời hạn.

Kiểm tra độ cứng của cacbua vonfram

Phương pháp kiểm tra độ cứng của Rockwell

- Indenter: Hình nón kim cương (góc 120 °) cho cacbua vonfram.

- Tải: 60 kg cho Rockwell một thang đo.

- Quy trình: Nhiều vết lõm được thực hiện trên một bề mặt mịn, được chuẩn bị, với khoảng cách và khoảng cách cạnh được kiểm soát để tránh nhiễu.

- Hiệu chuẩn: Sử dụng các khối độ cứng gần với độ cứng cacbua vonfram cho độ chính xác.

- Kết quả: Trung bình của nhiều bài đọc, với dung sai thường ± 0,5 HRA.

Tầm quan trọng của kiểm tra độ cứng

- Đảm bảo vật liệu đáp ứng thông số kỹ thuật cho khả năng chống mài mòn và độ bền.

- Quan trọng để kiểm soát chất lượng trong sản xuất các bộ phận cacbua vonfram.

- Giúp chọn các lớp thích hợp cho các ứng dụng khác nhau dựa trên các yêu cầu về độ cứng và độ bền.

Những hiểu biết kỹ thuật bổ sung về độ cứng cacbua vonfram

Độ ổn định và độ cứng nhiệt

Carbide vonfram duy trì độ cứng của nó ngay cả ở nhiệt độ cao, điều này rất quan trọng để cắt các công cụ được sử dụng trong gia công tốc độ cao. Độ cứng của nó ở nhiệt độ lên tới 500 ° C làm cho nó vượt trội hơn nhiều vật liệu cứng khác làm mềm dưới nhiệt.

Tác động của vật liệu chất kết dính ngoài coban

Mặc dù coban là chất kết dính phổ biến nhất, các chất kết dính khác như niken hoặc sắt có thể được sử dụng để điều chỉnh độ cứng và độ bền. Các chất kết dính niken có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn nhưng có thể giảm nhẹ độ cứng so với coban.

Những tiến bộ trong vật liệu tổng hợp cacbua vonfram

Những phát triển gần đây bao gồm các vật liệu tổng hợp cacbua vonfram có cấu trúc nano thể hiện độ cứng và độ bền tăng cường đồng thời, khắc phục sự đánh đổi truyền thống.

Các ứng dụng mở rộng của cacbua vonfram

Ngành y tế

Carbide vonfram được sử dụng trong các dụng cụ phẫu thuật và các công cụ nha khoa do độ cứng và tính tương thích sinh học của nó, đảm bảo độ chính xác và độ bền.

Không gian vũ trụ

Các thành phần tiếp xúc với hao mòn và nhiệt cực độ, chẳng hạn như lưỡi tuabin và các bộ phận động cơ, được hưởng lợi từ lớp phủ cacbua vonfram hoặc chèn.

Điện tử

Carbide vonfram được sử dụng trong các bộ phận thiết bị bán dẫn sản xuất đòi hỏi khả năng chống mài mòn cao và độ ổn định kích thước.

Kỹ thuật kiểm tra độ cứng nâng cao

Kiểm tra độ cứng siêu âm

Các phương pháp siêu âm không phá hủy đang được phát triển để đo độ cứng và phát hiện các lỗ hổng bên trong trong các bộ phận cacbua vonfram.

Thử nghiệm vi mô

Các bài kiểm tra vi mô sử dụng Vickers hoặc Knoop Indenters cung cấp các phép đo độ cứng cục bộ, hữu ích cho lớp phủ và các lớp mỏng.

Tự động hóa kiểm soát chất lượng

Hệ thống kiểm tra độ cứng tự động với phân tích cánh tay robot và phân tích AI cải thiện tính nhất quán và thông lượng trong sản xuất.

Phần kết luận

Vonfram cacbua là một trong những vật liệu công nghiệp khó nhất hiện có, với độ cứng của Rockwell thường dao động từ 88 đến 95 HRA, phản ánh độ bền và độ bền của hao mòn. Độ cứng của nó bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt, hàm lượng chất kết dính coban và điều kiện xử lý. Thang đo Rockwell A là tiêu chuẩn để đo độ cứng cacbua vonfram, cung cấp kết quả đáng tin cậy và chính xác cần thiết để kiểm soát chất lượng và lựa chọn vật liệu. Độ cứng nổi bật này, kết hợp với cường độ nén và độ cứng cao, làm cho cacbua vonfram không thể thiếu trong các công cụ cắt, thiết bị khai thác và các thành phần chống mài mòn.

Câu hỏi thường gặp

1. Phạm vi độ cứng Rockwell điển hình của cacbua vonfram là gì?

Carbide vonfram thường có độ cứng Rockwell trong khoảng từ 88 đến 95 HRA, tương ứng với khoảng 69 đến 81 giờ.

2. Tại sao Rockwell một quy mô được sử dụng cho thử nghiệm độ cứng cacbua vonfram?

Thang đo Rockwell A sử dụng lực kiểm tra thấp hơn (60 kg) và người trong kim cương, ngăn ngừa thiệt hại cho người trong và cung cấp các bài đọc độ cứng chính xác cho các vật liệu rất cứng như cacbua vonfram.

3. Hàm lượng coban ảnh hưởng đến độ cứng cacbua vonfram như thế nào?

Hàm lượng coban thấp hơn làm tăng độ cứng nhưng giảm độ dẻo dai, trong khi hàm lượng coban cao hơn giúp cải thiện độ bền với chi phí của độ cứng.

4. Mối quan hệ giữa kích thước hạt và độ cứng trong cacbua vonfram là gì?

Các hạt mịn hơn dẫn đến độ cứng và khả năng chống mài mòn cao hơn, trong khi các hạt thô hơn cải thiện độ bền nhưng độ cứng thấp hơn.

5. Độ cứng cacbua vonfram được kiểm tra trong ngành như thế nào?

Độ cứng được kiểm tra bằng cách sử dụng máy kiểm tra độ cứng Rockwell trên thang điểm A, với việc chuẩn bị mẫu vật cẩn thận, nhiều vết lõm và hiệu chuẩn chống lại các khối độ cứng tiêu chuẩn.

Trích dẫn:

[1] https://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea&n=1

.

[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide

[4] https://www.harcourt.co/overview_documents/Tungsten%20Carbide%20data%20sheet.PDF

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

[6] https://www.buehler.com/blog/rockwell-hardness-testing/

[7] https://www.carbide-products.com/blog/hardness-testing-of-carbide/

[8] https://www.zhongbocarbide.com/what-is-the-hardness-of-tungsten-carbide.html

.

[10] https://www.yatechmaterials.com

[11] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html

[12] https://www.banger.com/en/tungsten-carbide

[13] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/

.

[15] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-on-the-hardness-scale.html

[16] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/04/what-sort-of-hardness-can-be-achieved.html

[17] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html

[18] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html

[19] https://www.nist.gov/publications/effect-steel-and-tungsten-carbide-ball-indenters-rockwell-hardness-tests

[20] https://www.mosercompany.com/tungstencarbide.htm

[21] https://heatford.com/sertlik_donusum_tablosu.pdf

.

[2

[24] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/GeneralCarbide-Designers_Guide_TungstenCarbide.pdf

[25] https://wenlijituan.en.made-in-china.com/product/VEBUoNYjggrJ/China-Yg20-C13-Tungsten-Carbide-Rods-with-Rockwell-Hardness-58.html

[26] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-pungsten-carbide

[27]

[28] https://www.govinfo.gov/content/pkg/GOVPUB-C13-PURL-LPS15213/pdf/GOVPUB-C13-PURL-LPS15213.pdf

[29] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+ carbide

[30] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13

[31] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf

[32] https://www.imeko.org/publications/tc5-2004/imeko-tc5-2004-016.pdf

[33] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/026343689190025J

.

[35] https://www.jota.ch/fileadmin/images/Flyer_aktuell/FINAL_-_Spot_-_Hartmetall_-_EN_LQ.pdf

[36] https://en.wikipedia.org/wiki/rockwell_hardness_test

[37] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-carbide

[38] https://www.ruihantools.com/technic-data/understanding-the-hardness-of-carbide-end-mills.html

[39] https://www.zhongbocarbide.com/how-hard-is-tungsten-carbide-hrc.html

.

[41] https://www.topndt.sk/sites/default/files/prilohy/hardness_testing_faq_english_0_2.pdf

[42] https://tuncomfg.com/about/faq/

[43] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-hardness.html

.

[45] https://www.metkon.com/pics/files/hardness-testing-guide.pdf

[46] https://cowseal.com/tungsten-vs-pungsten-carbide/

[47] http:

[48] ​​http://www.tungsten-carbide.com.cn

[49] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035

[50] https://www.pennunited.com/sites/default/files/PS%2000002%20Grade%20Sheet%20Rev%208.pdf

[51] https://www.qualitytestinginc.com/rockwell-hardness-test.html

.