텅스텐 카바이드에 니켈이 포함되어 있나요?

순수 텅스텐 카바이드에는 니켈이 포함되어 있지 않습니다. 순수 텅스텐 카바이드는 텅스텐(W) 원자와 탄소(C) 원자로 구성된 화합물(WC)로, 단순한 육각형 결정 구조를 가지고 있습니다. 화합물 자체에는 니켈이나 다른 금속 원소가 포함되어 있지 않습니다.

초경합금(일반적으로 "텅스텐 카바이드" 제품으로 알려져 있음):
일반적으로 니켈(또는 코발트)을 함유하고 있습니다. 우리가 일상 생활에서 이야기하는 대부분의 "텅스텐 카바이드" 공구, 드릴, 내마모성 부품 등은 실제로 초경합금을 의미합니다. 초경합금은 단단한 텅스텐 카바이드 입자를 주체로 하여 고온에서 금속 바인더 상으로 소결하여 형성된 복합 재료입니다.

니켈의 주요 역할은 바인더 상으로 작용하는 것입니다. 니켈(Ni)은 초경합금에서 가장 일반적으로 사용되는 바인더 금속 중 하나입니다(다른 가장 일반적인 금속은 코발트, Co입니다). 니켈의 역할은 매우 중요합니다:

초경합금(텅스텐 카바이드 기반 복합 재료)에서 니켈의 역할:

텅스텐 카바이드 입자 결합: 이것은 니켈의 가장 기본적이고 중요한 기능입니다. 소결 공정(일반적으로 1455°C 이상의 고온에서) 동안 니켈은 녹아 액상을 형성합니다. 액체 니켈은 텅스텐 카바이드 입자의 표면을 적시고 입자 사이의 간격을 채울 수 있습니다. 냉각 및 응고 후 니켈은 "접착제"처럼 작용하여 단단하지만 부서지기 쉬운 텅스텐 카바이드 입자를 단단히 결합하여 조밀하고 강력한 전체 구조를 형성합니다. 바인더 단계가 없으면 느슨한 텅스텐 카바이드 분말은 실제 강도를 가진 벌크 재료를 형성할 수 없습니다.

인성과 내충격성을 제공합니다: 순수 텅스텐 카바이드는 매우 단단하지만 매우 부서지기 쉽습니다. 니켈(또는 다른 바인더 상)에 의해 형성된 연속 또는 반연속 금속 네트워크는 재료에 필요한 인성, 연성 및 내충격성을 제공합니다. 재료가 외력(충격, 진동 등)을 받으면 금속상은 소성 변형을 통해 에너지를 흡수하여 빠른 균열 전파를 방지하고 재료의 치명적인 취성 골절을 피할 수 있습니다. 따라서 초경합금은 충격과 진동이 있는 작업 조건(예: 채굴 도구, 스탬핑 다이)에서 사용할 수 있습니다.

경도 및 내마모성에 영향을 미칩니다: 바인더상의 함량과 특성은 합금의 경도와 내마모성에 직접적인 영향을 미칩니다:

바인더상의 함량이 낮을수록 텅스텐 카바이드 입자 간의 직접적인 접촉이 많아지고 합금의 전체 경도가 높아지며 내마모성(특히 연마 마모)이 향상되지만 인성은 감소합니다.

바인더 단계의 함량이 높을수록 합금의 인성은 향상되지만 경도는 감소합니다.

니켈 대 코발트: 니켈 기반 바인더 상 합금은 일반적으로 코발트 기반 합금보다 경도와 강도가 약간 낮지만 인성, 내식성 및 열 피로 저항성이 더 우수합니다. 니켈은 또한 텅스텐 카바이드에 대한 습윤성이 우수하지만 일반적으로 강도는 코발트보다 약간 낮습니다.

내식성 제공: 니켈 기반 바인더 상을 갖는 초경합금은 코발트 기반 합금보다 내식성(내산성, 내알칼리성, 내염수분무 저항성 등)이 훨씬 우수합니다. 이는 니켈 자체가 코발트보다 부식에 강하기 때문입니다. 따라서 니켈 기반 초경합금은 화학 산업, 해양 및 식품 가공과 같은 부식성 환경의 내마모성 부품에 널리 사용됩니다. 텅스텐 카바이드 씰링 링, 펌프 밸브 부품, 노즐).

고온 산화 저항성: 니켈은 고온에서 보다 안정적인 보호 산화막을 형성할 수 있으므로 니켈 기반 초경합금은 일반적으로 코발트 기반 합금보다 고온 산화 저항성이 더 우수합니다.

비자성: 니켈 기반 초경합금은 일반적으로 비자성(또는 약한 자성)인 반면, 코발트 기반 합금은 강자성입니다. 이는 자성을 피해야 하는 애플리케이션(예: 일부 전자 장비, 의료 장비)에서 유리합니다.

요약:

순수 텅스텐 카바이드(WC) 자체에는 니켈이 포함되어 있지 않습니다.
우리가 일반적으로 말하는 '텅스텐 카바이드' 제품(예: 공구, 드릴, 내마모성 부품)은 실제로 초경합금이며, 주성분은 텅스텐 카바이드 입자와 금속 결합체 상입니다.
니켈(Ni)은 초경합금에서 매우 중요한 바인더 상 금속입니다. 초경합금에서 니켈의 핵심 역할은 다음과 같습니다:
단단한 텅스텐 카바이드 입자를 결합하여 조밀한 전체를 형성합니다.
소재에 필요한 인성과 내충격성을 부여합니다.
코발트 대비 더 나은 내식성을 제공합니다.
더 나은 고온 산화 코발트에 비해 저항성이 높습니다.
일반적으로 합금을 비자성으로 만듭니다.
바인더 상으로 니켈 또는 코발트를 선택하는 것은 최종 초경합금 응용 분야의 특정 요구 사항(강도, 경도, 인성, 내식성, 내산화성, 비용 등)에 따라 달라집니다. 니켈 기반 바인더 페이즈는 특히 높은 내식성 요구 사항이 있는 경우에 필수적입니다.

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