Proszek węglika wolframu: niedoceniony bohater twardości

Prosztjk węgljaka wolframu ( $WC$ ) jest prawdopodobnie najbardziej rozpoznawalną i ważną komercyjnie formą proszek węglikowy . Jest to drobny, szary proszek, który służy jako główny surowiec do produkcji „węglika spiekanego”, materiału kompozytowego, który zrewolucjonizował obróbkę przemysłową i ochronę przed zużyciem. Materiał ten zawdzięcza swoje wyróżnienie niezrównanemu połączeniu ekstremalnej twardości, wysokiej wytrzymałości i odporności na zużycie, właściwości wynikających bezpośrednio z drobiazgowej obróbki proszku bazowego.

Skład i właściwości

Węglik wolframu jest związkiem wolframu i węgla, zazwyczaj o wzorze chemicznym $WC$ . Jego struktura krystaliczna jest wysoce stabilna i sztywna, co przekłada się na wyjątkowe właściwości fizyczne:

• Twardość Mohsa: Około 9 do 9,5, co czyni go porównywalnym do korundu (szafiru) i tylko nieco bardziej miękkim od diamentu.

• Temperatura topnienia: Bardzo wysoki, ok $2,870^{\circ }C$ ( $5,200^{\circ }F$ ).

• Gęstość: Jest niezwykle gęsty, prawie dwukrotnie większy od stali, co wpływa na sztywność materiału i odporność na odkształcenia.

• Odporność na zużycie: Wykazuje wyjątkową odporność na ścieranie, erozję i szok termiczny, niezbędną w zastosowaniach związanych z skrawaniem z dużymi prędkościami.

Jakość końcowej części cementowanej jest wprost proporcjonalna do czystości, wielkości cząstek i rozkładu części początkowej proszek węglika wolframu . Producenci dokładnie kontrolują wielkość ziarna, począwszy od submikronowy (nanoziarna) do kilku mikronów, aby dostosować właściwości — drobniejsze ziarna zazwyczaj zapewniają wyższą twardość, ale niższą odporność na pękanie.

Podróż do węglika spiekanego

Prosztjk węgljaka wolframu jest rzadko używany samodzielnie; jego pełny potencjał zostaje odblokowany, kiedy jest cementowany (lub związany) najczęściej z plastycznym metalem kobalt ( $Co$ ), chociaż czasami nikiel ( $Ni$ ) lub żelazo ( $Fe$ ). Ten proces jest krytyczny:

1. Mieszanie: The $WC$ proszek jest dokładnie mieszany z proszkiem spoiwa kobaltowego, często poprzez mielenie na mokro w celu zapewnienia jednorodnego wymieszania.

2. Naciśnięcie: Mieszankę prasuje się w pożądany kształt elementu (np. wkładki tnącej lub półwyrobu wiertła).

3. Spiekanie: Sprasowaną część podgrzewa się w próżni lub atmosferze obojętnej do temperatury powyżej temperatury topnienia kobaltu, ale poniżej $WC$ jest. Stopiony kobalt wnika i „skleja” sztywne ziarna węglika wolframu, tworząc gęstą, kompozytową strukturę twardego metalu.

Ten końcowy cementowy materiał zachowuje niesamowitą twardość proszek węglika wolframu uzyskując jednocześnie niezbędną wytrzymałość i odporność na uderzenia z osnowy kobaltowej.

Niezbędne role przemysłowe

Powstały węglik spiekany z proszek węglika wolframu jest niezastąpiony w kilku wymagających branżach:

• Obróbka: Większość nowoczesnych operacji cięcia, frezowania i toczenia metali opiera się na węglik wolframu płytki ze względu na ich zdolność do utrzymywania ostrej krawędzi i twardości nawet w wysokich temperaturach powstających podczas skrawania z dużymi prędkościami.

• Ropa i gaz/górnictwo: Wykorzystywane są wiertła, narzędzia wiertnicze i komponenty do szczelinowania hydraulicznego proszek węglika wolframu kompozyty odporne na ekstremalne siły ścierne i udarowe występujące podczas wiercenia w skale.

• Oprzyrządowanie: Części eksploatacyjne, takie jak matryce, stemple i formy, które są poddawane powtarzającym się wysokim naprężeniom i cyklom zużycia, są zwykle wytwarzane ze spiekanego węglika wolframu, co zapewnia trwałość i precyzję.

• Ulepszenie powierzchni: Dobrze $WC$ proszek jest również stosowany w powłokach natryskiwanych termicznie, aby dodać warstwę odporną na zużycie kluczowym elementom silnika i maszyn.

W istocie wydajność praktycznie każdego nowoczesnego procesu produkcyjnego, który wymaga precyzji, szybkości i wytrzymałości, ostatecznie opiera się na doskonałych właściwościach udostępnianych przez proszek węglika wolframu .