Карбида вольфрама: «Что такое карбид вольфрама?» Спрашивали? Отвечаем!

Металлокерамические системы (металлокерамика) на основе карбида вольфрама (WC) используются в течение десятилетий в различных инженерных приложениях (например, режущие инструменты, наконечники перфораторов, инструменты и матрицы, а также общие изнашиваемые детали). Фактически, цементированные карбиды, которые обычно представляют собой агрегаты частиц карбида вольфрама, связанных с металлическим кобальтом посредством жидкофазного спекания, с коммерческой точки зрения считаются одним из старейших и наиболее успешных продуктов порошковой металлургии. Такие традиционные двухфазные (WC – Co) композитные материалы обладают исключительной комбинацией механических свойств, таких как модуль упругости 550 ГПа, твердость 16 ГПа и вязкость разрушения 12 МПа.m ^1/2 , из компонентов их компонентов, то есть твердого тугоплавкого WC и мягкого пластичного металлического Co (Бергер и др. 1997, Бок и др. 1992, Ча и др. 2003a, 2003b, Цзя и др. 1998, Ким и др. 1997, 2007a, 2007b, Коласка 1992, Ленел 1980, Масумото и др. 1986, Сарин 1981, Ши и др. 2005, Сивапрахасам и др. 2007, Суттируангвонга и Мори 2003, Судзуки 1986). Для дальнейшего улучшения характеристик таких керметов в жаропрочных конструкционных и трибологических приложениях, последние несколько десятилетий стали свидетелями возрастающего всплеска разработки керметов WC-Co с наноразмерной микроструктурой.Кроме того, с появлением передовых методов спекания с использованием электрического поля, таких как искровое плазменное спекание (SPS), в различных исследовательских лабораториях продолжалась разработка плотных керметов на основе WC, обладающих субмикрометровыми наноразмерными зернами WC (Cha et al. ). 2003a, 2003b, Kim et al. 2007a, 2007b, Shi et al. 2005, Sivaprahasam et al .2007). Чтобы преодолеть такие проблемы, как коррозия / окисление и мягкость металлической фазы при высоких температурах и низкие свойства износа, связанные с керметами на основе WC, исследователи включили 6 мас.% Наноразмерного ZrO ₂ в субмикронный WC и спекли при 1300 °. C в течение 5 минут через SPS (Biswas et al .2007 г., Ча и Хонг 2003 г., Ким и др. . 2004, 2006, Imasato et al. 1995). Критически проанализирована также роль ZrO ₂ в улучшении кинетики уплотнения. В другом исследовании было обнаружено, что такие нанокомпозиты на основе WC обладают превосходной износостойкостью (Venkateswaran et al. 2005). Однако серьезным недостатком оставалась низкая вязкость при вдавливании (6 МПа · м ^1/2 ) WC-6 мас.% ZrO ₂ , спеченного в плазме искрового разряда при 1300 ° C в течение 5 мин.Чтобы получить хорошее сочетание вязкости разрушения, прочности и твердости, были внесены небольшие изменения в окно состава: 3 мол.% Стабилизированного оксидом иттрия порошков ZrO ₂ (3Y-TZP) использовались в качестве спекающей добавки и возможности использования Изучен эффект ужесточения трансформации ZrO ₂ (Basu 2005, Garvie и др. . 1975, Hannink и др. 2000, Mukhopadhyay и др. 2007). Присутствие наночастиц ZrO ₂ изменяет режим разрушения от межзеренного разрушения (для кермета WC – Co) до почти 100% трансгранулярного разрушения для нанокомпозитов на основе WC, содержащих ZrO ₂ .Причины такого изменения режима разрушения керамических нанокомпозитов в присутствии внутризеренных наноразмерных частиц второй фазы обсуждались в другом месте (Hansson et al. 1993, Limpichaipanit and Todd 2009).

Поскольку энергия разрушения при расколе (трансгранулярном) разрушении выше, чем при межзерновом разрыве в керамике, такое изменение режима разрушения, как сообщается, приводит к повышению вязкости разрушения, особенно для керамических нанокомпозитов, в которых матрица зерна имеют равноосный характер (Chen and Chen 1994, Limpichaipanit and Todd 2009, Mukhopadhyay and Basu 2007).Помимо трансформационного упрочнения и изменения режима разрушения в присутствии ZrO ₂ , прогиб и перекрытие трещин частицами второй фазы (ZrO ₂ ) также способствуют высокой вязкости разрушения WC-6 мас.% ZrO. ₂ (3 моль.% Y ₂ O ₃ ) и WC-4 мас.% ZrO ₂ (3 мол.% Y ₂ O ₃ ) -2 мас.% Co нанокомпозитов.

Механические свойства некоторых керамических нанокомпозитов различаются из-за их микроструктурных характеристик.Такие различия в механических свойствах различных нанокомпозитных систем не только зависят от микроструктурного масштаба наноразмерного армирования и механического отклика отдельных фаз, но также зависят от метода измерения.

Вольфрам против карбида вольфрама — различия в механических и физических свойствах.

Вольфрам, 74 элемент периодической таблицы Менделеева, прошел долгий путь с момента его использования в качестве материала для нитей в лампочках. Этот серебристо-белый блестящий металл все более широко используется в промышленности благодаря процессу легирования, то есть способности соединять вместе металлические элементы для создания новых, улучшенных материалов, известных как сплавы.Вольфрам может выступать как в качестве основы сплава, так и в качестве легирующего элемента, и в этой статье будет сравниваться элементарный вольфрам с его наиболее распространенным сплавом, карбидом вольфрама. Обе формы можно найти во многих приложениях, и эта статья поможет отличить каждый тип вольфрама от другого путем сравнения физических, механических и рабочих свойств каждого. Таким образом, данная статья призвана помочь дизайнерам сделать более осознанный выбор материала, а также показать уникальные характеристики этих передовых металлов.

Изображение предоставлено: концепция с Shutterstock.com

вольфрам

Первоначально получивший название «вольфрам» в 1779 году, вольфрам (вольфрам или «тяжелый камень» на шведском языке) представляет собой плотный металл, впервые выделенный в конце 1700-х годов. С тех пор он приобретает все большее значение в области материаловедения, поскольку демонстрирует некоторые интересные и ценные свойства. К ним относятся превосходная устойчивость к высоким температурам, самый низкий коэффициент расширения любого металла, самая высокая температура плавления любого металла (3370 ° C / 6100 ° F), самое низкое давление пара любого металла, высокие модули сжатия и эластичности, хорошая электропроводность. , и высокая плотность (19.25 г / см ³ ), и это лишь некоторые из них. При сплавлении с другими металлами вольфрам может обеспечить некоторые из этих свойств полученному сплаву, особенно его высокую прочность и упругость. Таким образом, существует множество сплавов вольфрама (которые подробно описаны в нашей статье о типах вольфрамовых сплавов), а также многие другие металлы, такие как сталь и алюминий, которые выигрывают от добавления вольфрама.

Известно, что с вольфрамом трудно работать в нечистом состоянии, так как его низкая пластичность предрасполагает к разрушению.Он хрупкий при комнатной температуре, поэтому его необходимо резать / формировать при температуре, превышающей его температуру перехода, и его нельзя подвергать холодной обработке. Вольфрам можно шлифовать, соединять, фрезеровать, клепать, прядать, штамповать и точить, но с ним нужно обращаться очень осторожно, так как он склонен к поломке и, как правило, является дорогостоящим материалом для работы. С чистым вольфрамом намного проще работать, его можно разрезать ножовкой, и он намного менее хрупкий, но это чистое состояние более дорогое и предназначено для нишевых приложений. Он обладает хорошей коррозионной стойкостью, подвергается воздействию только минеральных кислот и окисляется в присутствии кислорода при высоких температурах.Интересный факт о вольфраме заключается в том, что вольфрам в порошкообразном состоянии может самовоспламеняться в присутствии воздуха (так что будьте осторожны, машинисты).

Вольфрам полезен для уплотнений стекло-металл, так как его коэффициент теплового расширения находится на одном уровне с боросиликатным стеклом, и находит множество применений в нити ламп, телевизионных трубках, точках электрического контакта, рентгеновских мишенях, нагревательных элементах и ​​т. Д. -температурные приложения. Чаще всего он используется в сухой смазке (дисульфид вольфрама) и сплавах, таких как быстрорежущие инструментальные стали, твердый металл и, конечно, карбид вольфрама — но об этом подробнее в следующем разделе.

Карбид вольфрама

Карбид вольфрама — это сплав вольфрама и углерода, полученный нагреванием вольфрамового порошка с углеродом и водородом при 1400–1600 ° C (2550–2900 ° F). Полученный сплав в 2–3 раза жестче стали и по прочности на сжатие превосходит все известные плавленые, литые и кованые металлы. Он обладает высокой устойчивостью к деформации и сохраняет стабильность как при экстремально низких, так и при высоких температурах. В монокарбидной форме (химическая формула WC) карбид вольфрама соперничает с алмазом по самому твердому из известных материалов.Его ударопрочность, ударная вязкость и устойчивость к истиранию / истиранию / эрозии исключительны, они служат до 100 раз дольше, чем сталь, в экстремальных условиях. Его свойства помещают карбид вольфрама в металлоподобные вещества, поскольку технически он представляет собой керамический цемент из вольфрама, углерода и некоторого связующего (часто кобальта), что также является причиной того, что он не может подвергаться какой-либо термообработке. Он имеет плотность 15,7 г / см ³ и, как правило, не является лучшим электропроводником; однако она проводит тепло намного быстрее, чем инструментальная сталь.

Обработка карбида вольфрама невероятно сложна, поскольку большинство станков и инструментов сами изготавливаются из карбида вольфрама. Карбид вольфрама обычно обрабатывается только фрезерованием или токарной обработкой и делается это в мягком или «зеленом» состоянии, и это можно сделать только с помощью коронок с алмазным покрытием. Его также можно отлить и быстро закалить, чтобы сформировать чрезвычайно твердую кристаллическую структуру. Карбид вольфрама неоценим для изготовления твердого сплава, который представляет собой форму карбида вольфрама, а также для производства прокатных изделий, высокоскоростных инструментов, военного оружия, брони и других тяжелых применений.

Сравнение вольфрама и карбида вольфрама

Большинство людей перепутают вольфрам и карбид вольфрама, поскольку карбид вольфрама является наиболее широко известной формой вольфрама. Однако есть несколько нишевых вариантов использования его чистой формы, и в этом разделе мы будем сравнивать вольфрам и карбид вольфрама, чтобы проиллюстрировать, чем они отличаются. Ниже, в таблице 1, показаны несколько механических свойств каждого материала, и их сравнение должно дать читателям лучшее представление о том, когда применять один материал вместо другого.Обратите внимание, что для этого сравнения используется карбид моновольфрама (WC), но существует больше сплавов.

Таблица 1: Сравнение свойств материалов между вольфрамом и карбидом вольфрама

Вольфрам уже имеет большой модуль упругости, на один больше, чем у большинства сталей; Карбид вольфрама имеет даже большой модуль упругости, демонстрируя его впечатляющую жесткость.Как правило, жесткость материалов коррелирует с большим модулем упругости, и значения, представленные в таблице 1, доказывают, почему карбид вольфрама уступает только алмазу по упругой упругости. Его модуль упругости составляет почти 700 ГПа, что соответствует пятам алмаза (модуль упругости 1000 ГПа), что свидетельствует как о его сопротивлении деформации, так и о его тенденции к разрушению при работе.

Модуль сдвига — это отношение напряжения сдвига к деформации сдвига в испытательном образце, которое часто называют модулем жесткости.Он неумолимо связан с модулем упругости, так как они выводятся из одних и тех же уравнений и оба являются мерой жесткости (один является реакцией на упругие или линейные напряжения по сравнению с напряжениями сдвига или поперечного сечения). Значения в таблице 1 являются еще одним свидетельством того, что вольфрам обеспечивает впечатляющее сопротивление. Для справки: большинство сталей имеют модуль сдвига около 80 ГПа, что вдвое меньше, чем у вольфрама, и на треть меньше модуля сдвига карбида вольфрама.

Естественно, большинство дизайнеров выбирают материалы, исходя из их прочности.Как вольфрам, так и карбид вольфрама, как известно, являются прочными и чрезвычайно прочными металлами — так почему же их предел прочности на разрыв так низок? Ответ заключается в том, что эти материалы являются хрупкими по своей природе и демонстрируют интересный феномен материаловедения. Из-за своей молекулярной жесткости хрупкие материалы намного сильнее при сжатии, чем при растяжении (подумайте о кирпичных стенах: они могут выдерживать тысячи фунтов при сжатии, но видели ли вы раньше кирпичные фермы?). Этот принцип становится ясным при изучении прочности на сжатие этих материалов, особенно карбида вольфрама с меньшим содержанием металла: он имеет прочность на сжатие 2683 МПа при комнатной температуре и сохраняет свою прочность при резких перепадах температуры.Эту же характеристику нельзя сказать о стали, у которой ее прочность на сжатие, во-первых, намного ниже, а во-вторых, она колеблется в зависимости от температуры. Зная этот факт, совершенно очевидно, что вольфрам никогда не следует использовать при растяжении, но он является главным претендентом на сжатие.

Теплопроводность является важной мерой при использовании материала в высокотемпературных средах: это может быть в электрических приложениях, где большой ток создает перепад температур, или в высокоскоростных приложениях, где трение вызывает тепло.Это значение показывает, сколько тепла может проводиться или проходить через материал, и имеет важное значение для стабильности материала в условиях, связанных с изменениями температуры. Хотя некоторые стали имеют теплопроводность, близкую к значениям, указанным в таблице 1, они часто не используются при экстремальных температурах, поскольку резкие изменения температуры изменят свойства стали и могут вызвать проблемы в конструкции. Поэтому вольфрам, благодаря присущей ему температурной стабильности, является отличным выбором для термических применений, таких как нити, трубки и нагревательные катушки, поскольку он сохранит свои свойства даже при такой интенсивной термической нагрузке.Таким образом, хотя само значение находится на одном уровне с другими металлами, он может обеспечить эту теплопроводность в более широком диапазоне температур, что делает его более полезным.

Твердость — полезное сравнительное значение, поскольку более твердые материалы могут разрезать более мягкие материалы, и именно поэтому карбид вольфрама популярен в битах с твердосплавными наконечниками. Когда материал описывается как «твердый», это означает, что он устойчив к изменениям на его поверхности, таким как царапины, ямочки, точечная коррозия и т.д. проталкивается в материал со стандартизованным диапазоном сил, и его поведение записывается.Существует множество различных шкал твердости, так как некоторые машины для вдавливания используются только для более прочных материалов. Шкала Роквелла A (показанная в Таблице 1) использует сфероконический алмаз на ее инденторе и зарезервирована для исключительно твердых материалов, таких как карбид вольфрама. Ожидается, что оба этих материала обладают высокой твердостью, но она все же заметна и показывает, почему карбид вольфрама может резать даже закаленные стали.

В то время как чистый вольфрам не обладает прочностью своих сплавов, карбид вольфрама не обладает уникальными физическими свойствами в чистом виде, что делает эти материалы одинаково полезными.Прежде чем выбирать между вольфрамом и карбидом вольфрама, необходимо понять, какие спецификации необходимы для вашего проекта, поскольку они оба предназначены для различных применений. Как всегда, беседа с вашим поставщиком предоставит вам лучшие знания, которые следует использовать, или если есть менее дорогостоящий вариант, который стоит рассмотреть.

Сводка

В этой статье представлено краткое сравнение свойств, прочности и применения вольфрама по сравнению с карбидом вольфрама.Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/TungstenCarbideDataSheet.pdf
2. https://www.rsc.org/periodic-table/element/74/tungsten
3. https://www.eaglealloys.com/working-with-tungsten/
4. https://www.corrosionsource.com/PeriodicTable/Tungsten
5. http: // www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea&n=1
6. https://www.wolfram.at
7. https://www.engineeringtoolbox.com
8. http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=41e0851d2f3c417ba69ea0188fa570e3

Прочие изделия из вольфрама

Больше от Metals & Metal Products

Кольца и обручальные кольца из карбида вольфрама

Кольцо из карбида вольфрама с трехцветной инкрустацией из синего опала и гавайского дерева коа — 8 мм, форма купола, удобная установка

109 долларов.00

Это кольцо из вольфрама украшено трехстворчатой ​​инкрустацией из гавайского дерева коа и голубого опала. Сделано с …

Это кольцо из вольфрама украшено трехстворчатой ​​инкрустацией из гавайского дерева коа и голубого опала. Кольцо изготовлено из карбида вольфрама куполообразной формы и изготовлено из одного из самых прочных металлов в ювелирной промышленности. Это кольцо не содержит кобальта и является гипоаллергенным для большинства людей.

Гавайская инкрустация коа происходит из экзотического дерева, которое происходит с Большого острова Гавайи, где разные части острова придают особый оттенок цвету дерева.Голубой опал известен как камень, олицетворяющий надежду, невинность и чистоту. Камни опала являются одними из самых визуально привлекательных драгоценных камней. Внутренняя структура драгоценного опала заставляет его рассеивать свет; в зависимости от условий, в которых он образовался, он может принимать много цветов. Вместе вольфрамовый ремешок с опалом и гавайской инкрустацией из коа создает потрясающее украшение, неподвластное времени. Это кольцо с высокой устойчивостью к царапинам и водонепроницаемостью сохранит свой блеск дольше, чем на всю жизнь.

Ваше кольцо будет доставлено прямо из Гонолулу, Гавайи. Эти кольца из карбида вольфрама идеально подходят для таких случаев, как свадьбы или юбилеи. Они символизируют новое обещание вашему партнеру. Кольцо — это просто не «кольцо», а «открывающая глава», и оно создает нечто непостижимое … или это может быть просто «вечная любовь».

Характеристики кольца

• Материал: карбид вольфрама
• Ширина: 8 мм
• Форма: ствол
• Инкрустация: Три (Коа-Опал-Коа)
• Применимость: Комфорт
• Наличие размера: 8-14 (включая половинные размеры)

Примечание: вольфрам будет содержать очень небольшое количество никеля.% Никеля настолько мал, что он будет гипоаллергенен.

Карбид вольфрама — Wissensplattform nanopartikel.info

Свойства и приложения

Карбид вольфрама (WC) — это неорганическое неприродное соединение, состоящее из вольфрама (W) и углерода (C). Карбид моновольфрама (WC), который стабилен при комнатной температуре, имеет большое техническое значение. WC имеет гексагональную структуру, состоящую из сетки из вольфрама и углерода. Его самые поразительные свойства — это высокая плотность и высокая температура плавления 2600 ° C, высокая твердость, а также металлоподобность, высокие значения электрической и теплопроводности.

Фрезерная головка © fotomek — stock.adobe.com

Сетка из WC обеспечивает определенную пластичность и высокую пластичность при разрыве, сохраняя при этом высокую твердость карбида вольфрама. На воздухе унитаз подвергается коррозии только при температуре выше 600 ° C. Кроме того, помимо высокой твердости при температуре окружающей среды и при температурах выше 1000 ° C, способность связывать такие металлы, как кобальт, никель и железо, обуславливает его экономическое значение.

WC в основном используется для производства твердых металлов .Твердые металлы — это сплавы, состоящие из карбида вольфрама и металлов, принадлежащих к группе железа, особенно кобальта в качестве связующего пластичного металла.

Поскольку WC разлагается во время плавления, производство компактных деталей возможно только путем спекания (сравнимо с обжигом глины). Твердые металлы используются для производства инструментов для токарной обработки, фрезерования и сверления, а также для резки и штамповки. Кроме того, они используются для износостойких деталей и усилений. Изменяя содержание кобальта и размер зерна карбида, можно адаптировать важные свойства, такие как твердость и пластичность, в соответствии с желаемыми характеристиками для его применения.

Карбид вольфрама не самовоспламеняющийся. В смеси с воздухом (пыль) под воздействием источника воспламенения карбид вольфрама может воспламеняться (взрыв пыли).

Возникновение и производство

Карбиды вольфрама не встречаются в природе. Технически WC производится путем превращения порошкообразного металлического вольфрама или оксида вольфрама в технический углерод или графит при температурах от 1400 ° C до 2000 ° C в печи с графитовой футеровкой (карботермическая реакция).WC всегда выпускается в порошкообразном виде. Размер частиц зависит от размера исходного материала и условий процесса. В традиционном производственном процессе он может варьироваться от 100 нм до 100 мкм.

Вольфрам может быть найден в виде вольфрамата в вольфрамите и шеелита в земной коре. Содержание вольфрама в этих рудах невелико и обычно ниже 1 массового процента. В средние века в Саксонских Рудных горах вольфраматы, содержащиеся в оловянных рудах, мешали производству олова, «поедая» олово «как волк», как писал Георгиус Агрикола из Фрайберга.Безусловно, крупнейшие месторождения вольфрама находятся в Китае. В Европе большое значение имеют шахты в Российской Федерации и Австрии. В Рудных горах есть месторождения вольфрамовой руды. Мировой объем производства превышает 70 000 т / год.

Литература 2>

1. Киффер, Р. и Бенешовский, Ф (1963). Hartstoffe, Springer-Verlag, Wien.
2. Schedler, W. (1988). Hartmetall für den Praktiker, VDI-Verlag GmbH, Дюссельдорф.
3. Рихтер, В. и Мюллер, К. (2007). В Schatt, Wieters, Kieback: Pulvermetallurgie, Technologien und Werkstoffe, Springer Verlag, 2. erweiterte Auflage. ISBN 978-3-540-23652-8.
4. Дизайн для PM — E-Learning Kurs (EN). Hartmetals из EPMA, Moseley, S & Richter, V. (дата последнего обращения: апрель 2011 г.).
5. Geoliquids Inc. (EN) (01.02.2012). Паспорт безопасности материалов «Порошок карбида вольфрама.

Карбид вольфрама и компоненты карбида вольфрама от Federal Carbide

Твердый сплав — это композиционный материал, состоящий из отдельных зерен карбида вольфрама, заключенных в вязкую металлическую связку матрица из кобальта или никеля.Физико-металлургические свойства карбида определенной «марки» определяется его составом. (его составляющие и их относительные количества), гранулометрический состав зерна карбида вольфрама после спекания, тип связующего металла и содержание, качество используемого сырья и качество изготовления из которого сделан материал. Те, которые чаще всего измеряются для оценки качества и определить области применения описаны ниже.ASTM и / или ISO Также указывается стандарт, применяемый к каждому из этих измерений.

Плотность или удельный вес — это вес на единицу объема. цементированного карбида в граммах на кубический сантиметр (г / см3). По сути, это средневзвешенное значение плотности всех компонентов, содержащихся в продукте, и поэтому необходимо проверить его состав. Для марок, содержащих только карбид вольфрама и связующий металл, плотность композита уменьшается по мере увеличения содержания более легкого связующего металла.[ASTM B-311; ISO 3369]

Твердость — это стойкость твердого сплава к проникновению. алмазным индентором при определенной нагрузке. Измеряется по Роквеллу. Шкала A (Ra) в США и шкала Виккерса (HV10 или HV30) в Европе и в другом месте. Твердость в первую очередь зависит от состава и зерна. размер с более высоким содержанием связующего металла и более крупным зерном карбида вольфрама размеры, обеспечивающие более низкие значения твердости. И наоборот, низкое содержание связующего и мелкий размер зерна обеспечивает высокие значения твердости.Твердость прямо относящиеся к абразивной износостойкости. [ASTM B-294; ISO 3738]

Прочность на разрыв в поперечном направлении (TRS) — это мера прочность на разрыв цементированного карбида при испытании на трехточечный изгиб на стандартных прямоугольных брусках. Он указывается в фунтах или тысячах. фунтов на квадратный дюйм (psi или kpsi) или в ньютонах на квадратный миллиметр (Н / мм2). TRS, пожалуй, лучший показатель относительной полезности индивидуальных производственные партии, поскольку он исследует разумный объем материала и обнаружит низкий уровень критических внутренних дефектов.Продукты, имеющие относительно высокие значения TRS обычно применяются при ударе, ударе или отказе по поломке факторы. [ASTM B-406; ISO 3327]

Остаточная пористость определяется визуально. полированная поверхность спеченного образца при увеличении 100X или 200X. Рейтинги по пористости типа «А» (поры менее 10 мкм в диаметре), пористость типа «В» (поры более 10 мкм в диаметре) и пористость типа «С» (включения углерода) определяется путем сравнения размера и частоты каждого типа пор в образец с таковыми на стандартных фотографиях.Каждая стандартная фотография связан с числовым рейтингом, который используется для представления пористости уровни в образце. В целом прочность кромки и ударная вязкость снижаются. по мере увеличения уровня остаточной пористости. При высокой пористости это также может отрицательно сказаться на износостойкости продукта. [ASTM В-276; ISO 4505]

Магнитное насыщение — это степень, в которой металл связующее в цементированном карбиде насыщено углеродом.Это очень полезно для материалов, имеющих кобальтовую связку. При известном содержании кобальта магнитное Значения насыщения показывают, сколько углерода содержится в цементированном карбиде. — от недопустимо низких значений, свидетельствующих о наличии нежелательная фаза с дефицитом углерода (известная как фаза эта) недопустимо высокие значения, указывающие на наличие свободного углерода (углеродная «пористость») в продукте. Магнитное насыщение иногда используется как индикатор относительной силы среди партий определенного сорта.[ASTM B-886]

Коэрцитивная сила — это сила магнитного поля, необходимого для размагничивания. полностью намагниченный образец цементированного карбида. Коэрцитивная сила обычно измеряется в эрстедах (эрстедах). Измерение коэрцитивной силы зависит от многих факторы, включая состав, гранулометрический состав спеченного зерна, остаточный уровни пористости и другие. Иногда используется как альтернативное указание. твердости, но лучше всего интерпретируется в сочетании с другими свойствами как показатель общей однородности оценок.[ASTM B-887; ISO 3326]

вещей, которые следует учитывать при выборе материала из карбида вольфрама

Рекомендации по выбору карбида вольфрама

Из книги Создание превосходных инструментов для пайки Купить книгу

См. Наш Указатель карбидных материалов для получения дополнительной информации о марках карбидов, производстве карбидов и других статьях, относящихся к карбидам.

 На что следует обратить внимание: 

•  Твердость 

•  Прочность - поломка всего тела 

•  Вязкость - начало разрушения 

•  Вязкость - распространение разрушения 

•  Вязкость - растрескивание кромки 

•  Износостойкость 

•  Коррозионная стойкость 

•  Термостойкость 

•  Резкость 

•  Удержание края 

 Факторы, влияющие на производительность 

  Количество кобальта  

Речь идет о цементированном карбиде вольфрама.Это зерна карбида вольфрама, скрепленные кобальтом. Кобальт — связующее. Чем больше кобальта, тем он мягче и устойчивее к ударам. Если у вас меньше кобальта, вы получите лучший износ, но деталь будет легче ломаться при ударе. Обычно при переходе от минимум 2% кобальта к максимуму 20% кобальта вы получаете деталь, которую сложнее сломать, но также деталь, которая изнашивается быстрее.

Зависимость твердости от износостойкости

Практическое правило: Чем больше кобальта, тем сложнее его сломать, но и он быстрее изнашивается.

Размер зерна: Меньшие зерна обеспечивают лучший износ, а более крупные зерна обеспечивают лучшую ударопрочность. Карбиды вольфрама с очень мелким зерном дают очень высокую твердость, в то время как сверхмелкозернистые частицы лучше всего подходят для применения в условиях чрезвычайно сильного износа и ударов, таких как бурение горных пород и горнодобывающая промышленность.

Чем больше кобальта, тем труднее сломать карбид вольфрама

Используемый здесь карбид вольфрама означает зерна WC в кобальтовой связке. Кобальт мягче, чем зерна карбида вольфрама, поэтому чем больше у вас кобальта, тем мягче будут материалы в целом.Это может относиться или не относиться к твердости отдельных зерен.

Размер зерен и комбинация кобальта

Хороший производитель карбида вольфрама может изменить характеристики своего карбида вольфрама множеством способов.

Это пример хорошей информации от производителя карбида вольфрама

 Поперечный разрыв плотности по Роквеллу 

 Марка Кобальта,% Размер зерна C, г / см3, прочность 

 ОМ3 4.5 Штраф 80,5 92,2 15,05 270,000 

 OM2 6 Высокое 79,5 91,7 14,95 300,000 

 1M2 6 Среднее 78 91,0 14,95 320,000 

 2M2 6 Крупный 76 90 14,95 320,000 

 3M2 6,5 Очень грубое 73,5 88.8 14,90 290 000 

 OM1 9 Среднее 76 90 14,65 360,000 

 1M12 10,5 Среднее 75 89,5 14,50 400000 

 2M12 10,5 Крупный 73 88,5 14,50 400000 

 3M12 10,5 Очень крупное 72 88 14,45 380,000 

 1М13 12 Средний 73 88.5 14,35 400 000 90 488
 
 2M13 12 Крупная 72,5 87,7 14,35 400000 
 1M14 13 Среднее 72 88 14,25 400000 
 2М15 14 Крупная 71,3 87,3 14,15 400000 
 1M20 20 Среднее 66 84,5 13,55 380,000 
 
 Размер зерна сам по себе не определяет прочности 
 Поперечный разрыв 
Класс
 Размер зерна 
 OM3 Штраф 270,000 
 OM2 Штраф 300,000 
 1M2 Средний 320,000 
 OM1 Средний 360,000 
 1М20 Средняя 380,000 
 1M12 Среднее 400000 
 1M13 Среднее 400000 
 1М14 Среднее 400000 
 2M2 Крупный 320,000 
 2М12 Крупный 400000 
 2М13 Крупный 400000 
 2М15 Крупный 400000 
 3M2 Экстра грубое 290,000 
 3M12 Экстра грубое 380,000   
  
  Размер зерна и% кобальта в сравнении с твердостью и вязкостью   
 На заре создания карбида можно было сделать карбид более твердым или твердым, изменив количество кобальта в связке.Кобальт является металлом и мягче, чем зерна карбида, поэтому большее количество кобальта делает его более прочным, а меньшее - более твердым. Потом люди научились изменять размер зерна.
 Более крупное зерно делает карбид более твердым, а мелкое зерно - более твердым. Варьируя размер зерна и процентное содержание кобальта, вы можете сделать карбид намного более жестким или более твердым.
 Если вы добавите больше кобальта к крупным зернам, вы получите еще большую прочность. Однако есть предел прочности, которую вы можете сделать твердым сплавом или хотите сделать твердый сплав. Если вы сделаете его слишком «жестким», значит, он станет слишком мягким.Помните, что мы используем здесь термин «жесткий» как противоположность «жесткому».
 Если зерна слишком большие и в нем слишком много кобальта, карбид будет двигаться и деформироваться под давлением. Одно из главных достоинств карбида - его способность выдерживать давление или сжимающую силу. Если он слишком мягкий, он теряет эту способность.
 Прочность
 Твердость
  Co% чистая прибыль 
  Итого по крупности 
  Размер зерен и кобальт% 
 Что вы можете сделать, так это смешать Cobalt% с размером зерна и получить твердый и твердый карбид, который обеспечит длительный износ без поломок.
 Это график 23 различных марок современных карбидов. На левом графике вы можете видеть по линии Co% внизу, что по мере увеличения co% твердость падает, а вязкость остается примерно такой же. Это потому, что размер зерен отличается. На среднем графике мы увеличиваем размер зерна, и твердость падает, в то время как вязкость падает.
 Ни процентное содержание кобальта, ни размер зерна сами по себе не определяют, как сорт будет работать.
  Электрохимические эффекты 
 Электропроводность
 - Карбид вольфрама находится в том же диапазоне, что и инструментальная сталь и углеродистая сталь, в то время как марки Cermet II проводят больше как стекло.
 Благодаря добавлению карбида титана и карбида тантала стойкость к высокотемпературному износу, жаропрочность и стойкость к окислению твердых металлов были значительно улучшены, а твердые сплавы WC-TiC- (Ta, Nb) C-Co являются отличными режущими инструментами. для обработки стали. По сравнению с быстрорежущей сталью скорость резания увеличилась с 25 до 50 м / мин до 250 м / мин при токарной и фрезерной обработке стали, что произвело революцию в производительности во многих отраслях промышленности.
 Если указать большой размер частиц WC и высокое процентное содержание кобальта, получится деталь с высокой ударопрочностью (и высокой ударной вязкостью).
 Чем мельче размер зерна WC (и, следовательно, чем больше площадь поверхности WC должна быть покрыта кобальтом) и чем меньше кобальта используется, тем тверже и износостойче будет полученная деталь. Чтобы получить наилучшие характеристики карбида в качестве материала лезвия, важно избегать преждевременного выхода из строя кромки из-за сколов или поломки, одновременно обеспечивая оптимальную износостойкость.
 На практике изготовление чрезвычайно острых остроугольных режущих кромок требует использования мелкозернистого твердого сплава в лезвиях (для предотвращения больших зазубрин и шероховатостей).Учитывая использование карбида со средним размером зерна 1 микрон или меньше, рабочие характеристики твердосплавного лезвия в значительной степени зависят от процентного содержания кобальта и указанной геометрии кромки. При резке с умеренными и высокими ударными нагрузками лучше всего использовать 12-15% кобальта и геометрию кромки, имеющую угол наклона кромки около 40 °. Области применения, требующие меньших нагрузок и повышающие долговечность лезвия, являются хорошими кандидатами для карбида, который содержит 6-9 процентов кобальта и имеет угол наклона кромки в диапазоне 30-35º.
  Присадки к WC 
 Марки от C-5 до C-8 обычно добавляли карбиды вольфрама, такие как карбид вольфрама тантала и карбид вольфрама титана. Отчасти это связано с проблемами при резке материалов на основе железа, таких как сталь, и может не иметь никаких преимуществ при резке других материалов. Добавление карбида вольфрама титана дает лучшую твердость при высоких температурах, а также большую износостойкость и устойчивость к образованию трещин. Добавление карбида тантала вольфрама увеличивает твердость, снижая прочность и износостойкость. 
  Микрозерна 
 Микрозернистые и нанозернистые карбиды вольфрама становятся популярными, и это справедливо. Они действительно хорошо работают. Более плотные зерна могут означать лучший износ и более прочный карбид вольфрама. Обычно они дольше изнашиваются, дольше сохраняют лучшую кромку и лучше полируются.  
  HIP 
 HIP - это горячее изостатическое давление.