炭化タングステンはニッケルを含むか?
純炭化タングステンはニッケルを含まない。純粋な炭化タングステンは、タングステン(W)原子と炭素(C)原子からなる化合物(WC)であり、単純な六角形の結晶構造を持つ。化合物自体にはニッケルや他の金属元素は含まれていません。
超硬合金(一般に「タングステンカーバイド」製品として知られている):
通常はニッケル(またはコバルト)を含む。私たちが日常的に口にする「超硬」工具、ドリル、耐摩耗部品などのほとんどは、実は超硬合金を指しています。超硬合金は、硬い炭化タングステン粒子を主体として、金属結合相を高温で焼結させた複合材料である。
ニッケルの主な役割は、結合相として働くことである。ニッケル(Ni)は、超硬合金の結合材として最も一般的に使用される金属の一つである(他の最も一般的なものはコバルト(Co)である)。その役割は極めて重要である:
超硬合金(炭化タングステン系複合材料)におけるニッケルの役割:
炭化タングステン粒子の結合:これは、ニッケルの最も基本的で重要な機能である。焼結工程(通常1455℃以上の高温)で、ニッケルは 溶けて液相を形成します。液体ニッケルは、炭化タングステン粒子の表面を濡らし、粒子間の隙間を埋めることができます。冷却固化後、ニッケルは "接着剤 "のように働き、硬いが脆い炭化タングステン粒子をしっかりと結合させ、緻密で強固な全体構造を形成します。結合相がなければ、緩い炭化タングステン粉末は、実用的な強度を持つバルク材料を形成することはできません。
靭性と耐衝撃性を提供します:純粋な炭化タングステンは非常に硬いが、非常に脆い。ニッケル(または他の結合相)によって形成された連続または半連続の金属ネットワークは、材料に必要な靭性、延性、耐衝撃性を提供します。材料に外力(衝撃、振動など)が加わると、 金属相が塑性変形によってエネルギーを吸収するた め、亀裂の急速な進展が防止され、材料の壊滅的 な脆性破壊が回避される。このため、超硬合金は衝撃や振動を伴う作業条件下(採掘工具やプレス金型など)で使用できる。

硬度と耐摩耗性に影響する:結合相の含有量と特性は、合金の硬度と耐摩耗性に直接影響する:
結合相の含有量が少ないほど、炭化タングステン粒子間の直接接触が多くなり、合金全体の硬度が高くなり、耐摩耗性(特に摩耗性)が向上しますが、靭性は低下します。
結合相の含有率が高いほど合金の靭性は向上するが、硬度は低下する。
ニッケルとコバルトの比較ニッケルを主成分とする結合相合金は、通常コバルトを主成分とする合金よりも硬度と強度がやや劣るが、靭性、耐食性、耐熱疲労性に優れている。ニッケルは炭化タングステンに対する濡れ性も良いが、強度は通常コバルトより若干低い。
耐食性の提供ニッケルベースの結合相を持つ超硬合金は、コバルトベースの合金よりも耐食性(耐酸性、耐アルカリ性、耐塩水噴霧性など)が著しく優れている。これは、ニッケルそのものがコバルトよりも耐食性に優れているためである。このため、ニッケル基超硬合金は、化学工業、海洋、食品加工などの腐食環境における耐摩耗部品に広く使用されている( 超硬シールリングポンプバルブ部品、ノズル)。

高温耐酸化性:ニッケルは高温でより安定した保護酸化皮膜を形成することができるため、ニッケル基超硬合金は一般にコバルト基合金よりも耐高温酸化性に優れている。
非磁性:ニッケル基超硬合金は通常非磁性(または弱磁性)であるが、コバルト基合金は強磁性である。これは、磁性を避ける必要のある用途(一部の電子機器や医療機器など)では有利である。
概要
純粋な炭化タングステン(WC)自体にはニッケルは含まれていません。
私たちが通常言及する「超硬」製品(工具、ドリル、耐摩耗部品など)は、実際には超硬合金であり、その主成分は炭化タングステン粒子と金属結合相である。
ニッケル(Ni)は超硬合金において非常に重要な結合相金属である。超硬合 金におけるニッケルの主な役割は以下の通りである:
硬い炭化タングステン粒子を結合して緻密な全体を形成する。
材料に必要な靭性と耐衝撃性を与える。
コバルトに比べて優れた耐食性を提供。
より優れた高温性能を提供する 酸化 コバルトと比較した場合の耐性。
通常、合金を非磁性にする。
結合相としてニッケルとコバルトのどちらを選択するかは、最終的な超硬合金用途の具体的な要件(強度、硬度、靭性、耐食性、耐酸化性、コストなど)によって決まる。ニッケルを主成分とする結合相は、高い耐食性が要求される場 合に特に不可欠である。