Is tungsten carbide an alloy ?

I. ¿Es el carburo de wolframio una aleación?

El carburo de wolframio, de fórmula química WC, no es una aleación. Es un compuesto de wolframio y carbono. Una aleación se refiere a una sustancia metálica formada por la mezcla y fusión de un metal con uno o varios metales o no metales, seguida de enfriamiento y solidificación, dando como resultado un producto sólido con propiedades metálicas. El carburo de wolframio, por el contrario, es un compuesto duro generado mediante una reacción química. Se suele utilizar como material para fabricar herramientas de corte, abrasivos o componentes resistentes al desgaste.

II. Comparación de durezas: Tungsteno puro frente a carburo de tungsteno

En términos de dureza, el carburo de wolframio es significativamente más duro que el wolframio puro. El carburo de tungsteno es un material extremadamente duro, con una dureza Mohs de 9-9,5 y una dureza de Dureza Rockwell (escala HRA) alcanzando 94 HRA, acercándose a la dureza del diamante. Aunque el wolframio puro también es un metal de gran dureza, ésta es muy inferior a la del carburo de wolframio. Esta dureza excepcional confiere al carburo de wolframio una ventaja única en la fabricación de productos resistentes al desgaste, como herramientas de corte y abrasivos.

III. Comparación de durezas: Carburo de wolframio frente a aleaciones de wolframio

Al comparar la dureza del carburo de tungsteno y las aleaciones de tungsteno, es fundamental tener en cuenta que la dureza de las aleaciones de tungsteno varía en función de su composición y proceso de fabricación. Sin embargo, en general, las aleaciones puras de tungsteno suelen presentar una dureza inferior a la del carburo de tungsteno. Debido a su estructura compuesta estable, el carburo de wolframio posee una dureza mucho mayor que las aleaciones metálicas simples. Por lo tanto, el carburo de tungsteno suele ser la opción superior en aplicaciones que exigen una dureza extremadamente alta.

IV. Campos de aplicación del carburo de wolframio

4.1 Herramientas de corte y mecanizado:

Aplicación principal: Este es el mayor mercado para el carburo de wolframio. Herramientas de carburo cementado (herramientas de torneado insertos de carburofresas, brocas de carburo de tungsteno, escariadores, machos de roscar, etc.) se utilizan ampliamente para el mecanizado de metales, madera y materiales compuestos mediante torneado, fresado, taladrado, roscado, etc.

Ventajas: Alta dureza, excelente resistencia al desgaste, dureza roja superior a altas temperaturas (conserva la dureza a temperaturas elevadas), mejorando significativamente la eficiencia del mecanizado, la precisión y la vida útil de la herramienta.

4.2 Herramientas de minería e ingeniería:

Brocas y picas: Se utilizan en la perforación petrolífera, la exploración geológica, la minería del carbón y la construcción de túneles. Sirven como dientes cortantes en brocas (para brocas de cono de rodillo, bases para brocas de PDC) y puntas para picas de perforadoras, soportando un inmenso impacto y desgaste.

Brocas para roca: La sección de la punta de las brocas de percusión para roca.

Piezas para maquinaria de construcción: Piezas de desgaste como puntas de cuchillas de bulldozer y excavadoras, rejas de arado y anillos de sellado de bombas de lodos.

4.3 Piezas resistentes al desgaste:

Juntas: Mecánico anillos de junta de carburo de tungstenoLos asientos y núcleos de válvulas utilizados en bombas y válvulas de las industrias química, petrolera y energética resisten la erosión de los fluidos y el desgaste corrosivo.

Boquillas: Boquillas de alta presión para equipos de chorro de arena, corte por chorro de agua y secado por pulverización, que soportan un fuerte desgaste por partículas o fluidos a alta velocidad.

Moldes y herramientas de estampación: Matrices de trefilado (para trefilar metal en alambre fino), matrices de estampación en frío, moldes pulvimetalúrgicos y matrices de estampación, que utilizan una gran dureza y resistencia al desgaste para el conformado de metales.

Rodillos: Placas guía, rodillos, etc., para laminadores de alambrón de alta velocidad.

4.4 Revestimientos resistentes al desgaste:

Pulverización térmica: Los recubrimientos de carburo de tungsteno se aplican mediante HVOF (oxicorte de alta velocidad), pulverización de plasma, etc., sobre componentes críticos (por ejemplo, álabes de turbinas, válvulas, ejes, cuerpos de bombas) para mejorar significativamente la resistencia al desgaste y a la corrosión del sustrato.

Recargue: Depósito de materiales compuestos de carburo de tungsteno en superficies propensas al desgaste.

4.5 Componentes estructurales resistentes al desgaste:

Cojinetes y casquillos: Utilizados en condiciones especiales de funcionamiento que implican altas temperaturas, corrosión o que requieren una resistencia extrema al desgaste.

Calibres y sondas: Puntos de contacto o superficies de medición resistentes al desgaste para herramientas de medición de precisión.

Articulaciones artificiales: Los compuestos a base de carburo de tungsteno se utilizan para superficies de fricción en algunas articulaciones artificiales de cadera y rodilla de alto rendimiento.

4.6 Militar y aeroespacial:

Penetradores de blindaje: Utilizado como material de núcleo para proyectiles perforantes de energía cinética debido a su alta densidad y dureza.

Componentes de alta temperatura: Revestimientos de gargantas de toberas de cohetes, álabes de turbinas de gas y otras piezas que requieren resistencia a la ablación y erosión a alta temperatura (a menudo compuestas con otras cerámicas).

Blindaje: Incorporado como parte de un blindaje compuesto para mejorar la capacidad de protección.

4.7 Otras aplicaciones:

Impresión 3D: Se utiliza como material en polvo en la fabricación aditiva de metales (SLM - Selective Laser Melting, Binder Jetting) para producir piezas resistentes al desgaste de formas complejas.

Joyería: Se utiliza para fabricar alianzas de boda para hombre y bisutería debido a su gran dureza, resistencia al rayado, resistencia a la deformación, brillo metálico único y aspecto gris.

Equipamiento deportivo: Contrapesos de cabeza de palo de golf (utilizando alta densidad), puntas de bastón de senderismo, plomadas de pesca.

Industria electrónica: Determinados contactos eléctricos y materiales de electrodos de alto rendimiento.

Industria nuclear: Determinados componentes que requieren gran dureza y resistencia a las radiaciones.

V. Conclusión

En resumen, el carburo de wolframio no es una aleación, sino un compuesto de alta dureza. En comparación con el tungsteno puro y las aleaciones de tungsteno, el carburo de tungsteno posee una clara ventaja en dureza. Esto hace que el carburo de wolframio sea ampliamente aplicable en numerosos campos industriales. Al conocer mejor las propiedades y los procesos de fabricación del carburo de wolframio, podemos utilizar mejor este material para facilitar el progreso y el desarrollo de las industrias relacionadas.

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