Do czego służy proszek z węglików?

Węglowodanowe proszki są rodziną materiałów, ale kiedy ludzie zwykle odnoszą się do „węglików proszkowych” w kontekście przemysłowym, najczęściej o tym mówią Węglenie wolframowe (WC). Jednak inne ważne węgliki obejmują węglik krzemu (SIC), węglik tytanowy (TIC), węgiel chromowy (CRC), węgiel bLubu (B4C) oraz jeszcze bardziej egzotyczne, takie jak karbid tantalu (TAC) lub karbid hafnium (HFC).

Definiującą cechą tych materiałów jest ich Ekstremalna twardość, wysokie temperatury topnienia i doskonała odporność na zużycie , który wynika z silnych wiązań kowalencyjnych i jonowych w ich strukturach krystalicznych. Właściwości te sprawiają, że są one bezcenne w różnorodnej gamie wysokowydajnych zastosowań.

Rozwińmy kluczowe zastosowania:

1. Narzędzia tnące i obróbka (dominująca aplikacja): Jest to zdecydowanie najważniejsze zastosowanie proszku z węglika wolframowego. Proszek WC jest zwykle mieszany z metalem spoiwa, najczęściej kobalt (co) , a następnie zagęszczone i spiekane w wysokich temperaturach, tworząc materiał kompozytowy znany jako Cementowany węglika or Hardmetal . Kobalt działa jak spoiwo, trzymając twarde ziarna WC razem i zapewniając wytrzymałość.

   • Obracanie, mielenie, wiertnicze wkładki: Są to wymienne końcówki tnące stosowane w tokarniach, mieleniu i ćwiczeniach w celu kształtowania metali. Mają kluczowe znaczenie dla obróbki materiałów twardych i ściernych, takich jak stal, żeliwa, stal nierdzewna i superallousz, które szybko zużyłyby konwencjonalne stalowe narzędzia stalowe.
   • Narzędzia z solidnych węglików: Ćwiczenia, młyny końcowe, rozwiertaki i burr wykonane w całości z cementowanego węgliku oferują doskonałą sztywność i żywotność narzędzi do precyzyjnych operacji obróbki.
   • Piły i routery: Stosowane w obróbce drewna, obróbce metalu i do cięcia kompozytów.
   • Narzędzia wydobywcze i budowlane: Rzurzaki do wiercenia skalnego, wkładki mielenia dróg, noży w tunelu i narzędzia do wiercenia podkładowego opierają się na ekstremalnej wytrzymałości i odporności na zużycie cementowanych węglików, aby przełamać twardą skałę i glebę ścierną.

2. Nosić części: Oprócz cięcia odporność na zużycie Carbide sprawia, że idealnie nadaje się do komponentów poddanych wysokim tarciu, ścieraniu, erozji lub uderzeniu.

   • Dysze: W celu wysadzenia ściernego, cięcia wodnego i zastosowania w sprayu, w których konwencjonalne metale szybko się zużyły.
   • Pompy i zawory: Wkładki, przeszkody i uszczelki w pompach obsługujących szorstki ścierne lub płyny żrące.
   • Umiera i uderza: Do stemplowania, rysowania i formowania operacji, w których potrzebny jest duży odporność na zużycie, aby zachować precyzję części w długich przebieżach produkcyjnych.
   • Łożyska i pieczęcie: W wysoce wymagających środowiskach, w których smarowanie może być ograniczone lub temperatury są ekstremalne.
   • Grinding Media: Kulki lub cylindry stosowane w młynach do szlifowania twardych materiałów.

3. Powłoki rozpylania termicznego (twarde): Popdery z węglikami są często używane do tworzenia powłok ochronnych na powierzchniach komponentów. Techniki takie jak opryskiwanie paliwa tlenu o wysokiej prędkości (HVOF), opryskiwanie plazmy, a nawet okładziny laserowe są używane do osadzania warstwy węgla (często WC-CO, CRC lub mieszanin) na podłożu.

   • Rozszerzanie życia komponentów: Powłoki te znacznie zwiększają odporność na zużycie, odporność na korozję, a czasem nawet odporność na ciepło dla części w branżach takich jak lotnisko (przekładnia lądowa, komponenty silnika), ropa i gaz (narzędzia wiertnicze, siedzenia zaworów) i produkcja ogólna.
   • Naprawa i rekultywacja: Zużyte części można odnowić poprzez zastosowanie nowych powłok węglików.

4. Ścierne: Ze względu na ich twardość, zwłaszcza niektóre węgliki węglik krzemowy (sic) I węglika boru (B4C) , są doskonałymi ściernymi.

   • Szlifowanie kół i dysków: Używany do szlifowania i cięcia niezwykle twardych materiałów.
   • Pasy ścierne i ścierne: SIC jest powszechnym ziarnem ściernym.
   • Związki docierania i polerowania: Do osiągnięcia bardzo gładkich i precyzyjnych wykończeń na twardych powierzchniach stosuje się drobne pudra z węglikami.

5. Pancerz i balistyka: węglika borowe (B4C) oraz, w mniejszym stopniu, węgliek krzemu, należą do najtrudniejszych materiałów wykonanych przez człowieka i są stosowane w lekkich zastosowaniach ceramicznych zbroi.

   • Armour: Płytki ceramiczne w kamizelkach kuloodpornych i sprzęcie taktycznym.
   • Pancerz pojazdu: Dla pojazdów wojskowych i samolotów.

6. Zastosowania o wysokiej temperaturze i specjalności:

   • Piece w wysokiej temperaturze: Niektóre węgliki (np. SIC) są wykorzystywane do elementów pieca, ogniotrwałości i tygli ze względu na ich stabilność w ekstremalnych temperaturach.
   • Zastosowania jądrowe: Węglika boru (B4C) jest doskonałym absorborem neutronowym, co czyni go cennym dla prętów kontrolnych i chronu w reaktorach jądrowych.
   • Aerospace: Węglowodanie Tantalum (TAC) i Hafnium Carbide (HFC) są ceramiką ultra-wysokiej temperatury z potencjałem do stosowania w hipersonicznych elementach pojazdu i dyszach rakietowych ze względu na ich ekstremalne temperatury topnienia.
   • Katalizatory: Niektóre węgliki, szczególnie węglik molibdenu (MO2C), są badane jako opłacalne alternatywy dla katalizatorów metali szlachetnych w różnych reakcjach chemicznych ze względu na ich podobne struktury elektroniczne.

7. Produkty konsumenckie:

   • Biżuteria: Węglenie wolframowe stało się bardzo popularne w przypadku pierścieni i zegarków ze względu na wyjątkową odporność na zarysowania i trwałość, co znacznie utrudnia zarysowanie niż złoto lub srebro.
   • Ballpoint Pen Tips: Małe kulki z węglikami są używane do końcówek długopisów blachy ze względu na ich odporność na zużycie i zdolność do płynnego przenoszenia atramentu.

Podsumowując, proszki z węglików są niezbędne dla każdego zastosowania wymagające materiałów, które mogą wytrzymać ekstremalne zużycie, ścieranie, wysokie temperatury i wysokie naprężenia. Ich unikalna kombinacja nieruchomości sprawiła, że były one niezbędne w przemyśle ciężkim, produkcji, obronie, a nawet towarach konsumpcyjnych.