Is tungsten carbide an alloy ?

I. O carboneto de tungsténio é uma liga?

O carboneto de tungsténio, com a fórmula química WC, não é uma liga. É um composto constituído por tungsténio e carbono. Uma liga refere-se a uma substância metálica formada pela mistura e fusão de um metal com um ou vários outros metais ou não metais, seguida de arrefecimento e solidificação, resultando num produto sólido com propriedades metálicas. O carboneto de tungsténio, em contrapartida, é um composto duro gerado através de uma reação química. É normalmente utilizado como material para o fabrico de ferramentas de corte, abrasivos ou componentes resistentes ao desgaste.

II. Comparação da dureza: Tungsténio puro vs. carboneto de tungsténio

Em termos de dureza, o carboneto de tungsténio é significativamente mais duro do que o tungsténio puro. O carboneto de tungsténio é um material extremamente duro, com uma dureza de Mohs de 9-9,5 e uma dureza de Dureza Rockwell (escala HRA) atingindo 94 HRA, aproximando-se da dureza do diamante. Embora o tungsténio puro seja também um metal de elevada dureza, a sua dureza é muito inferior à do carboneto de tungsténio. Esta dureza excecional confere ao carboneto de tungsténio uma vantagem única no fabrico de produtos resistentes ao desgaste, tais como ferramentas de corte e abrasivos.

III. Comparação da dureza: Carboneto de tungsténio vs. ligas de tungsténio

Ao comparar a dureza do carboneto de tungsténio e das ligas de tungsténio, é crucial notar que a dureza das ligas de tungsténio varia em função da sua composição e do processo de fabrico. No entanto, em geral, as ligas de tungsténio puro apresentam normalmente uma dureza inferior à do carboneto de tungsténio. Devido à sua estrutura composta estável, o carboneto de tungsténio possui uma dureza muito superior à das ligas metálicas simples. Por conseguinte, o carboneto de tungsténio é normalmente a melhor escolha em aplicações que exigem uma dureza extremamente elevada.

IV. Campos de aplicação do carboneto de tungsténio

4.1 Ferramentas de corte e maquinagem:

Aplicação principal: Este é o maior mercado para o carboneto de tungsténio. Ferramentas de carboneto cimentado (ferramentas de torneamento pastilhas de metal duroAs fresas de carboneto de tungsténio, as brocas de carboneto de tungsténio, os alargadores, os machos, etc.) são amplamente utilizados para maquinar metais, madeira e materiais compósitos através de torneamento, fresagem, perfuração, abertura de roscas, etc.

Vantagens: Elevada dureza, excelente resistência ao desgaste, dureza vermelha superior a altas temperaturas (mantém a dureza a temperaturas elevadas), aumentando significativamente a eficiência da maquinagem, a precisão e a vida útil da ferramenta.

4.2 Ferramentas de exploração mineira e de engenharia:

Brocas e picaretas: Utilizadas na perfuração de petróleo, exploração geológica, extração de carvão e abertura de túneis. Servem como dentes de corte em brocas (para brocas cónicas de rolos, bases para brocas PDC) e pontas para picaretas de cabeças rotativas, suportando imenso impacto e desgaste.

Brocas de perfuração de rocha: A secção da ponta das brocas de rocha percussivas.

Peças para máquinas de construção: Peças de desgaste, como pontas de lâminas de escavadoras e bulldozers, arados e anéis de vedação de bombas de polpa.

4.3 Peças resistentes ao desgaste:

Vedações: Mecânicos anéis de vedação em carboneto de tungsténioOs revestimentos de válvulas, assentos de válvulas e núcleos de válvulas utilizados em bombas e válvulas nas indústrias química, petrolífera e energética para resistir à erosão dos fluidos e ao desgaste corrosivo.

Bicos: Bicos de alta pressão para equipamento de jato de areia, corte por jato de água e secagem por pulverização, que suportam um desgaste acentuado provocado por partículas ou fluidos a alta velocidade.

Moldes e ferramentas de estampagem: Matrizes de trefilagem (para estiramento de metal em arame fino), matrizes de encabeçamento a frio, moldes de metalurgia do pó e matrizes de estampagem, utilizando elevada dureza e resistência ao desgaste para a conformação de metais.

Rolos: Placas-guia, rolos, etc., para moinhos de fio-máquina de alta velocidade.

4.4 Revestimentos resistentes ao desgaste:

Pulverização térmica: Os revestimentos de carboneto de tungsténio são aplicados através de HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel), pulverização por plasma, etc., em componentes críticos (por exemplo, lâminas de turbinas, válvulas, veios, corpos de bombas) para melhorar significativamente a resistência do substrato ao desgaste e à corrosão.

Revestimento duro: Deposição de materiais compostos de carboneto de tungsténio em superfícies sujeitas a desgaste.

4.5 Componentes estruturais resistentes ao desgaste:

Rolamentos e buchas: Utilizados em condições de funcionamento especiais que envolvam temperaturas elevadas, corrosão ou que exijam uma resistência extrema ao desgaste.

Medidores e sondas: Pontos de contacto resistentes ao desgaste ou superfícies de medição para ferramentas de medição de precisão.

Articulações artificiais: Os compósitos à base de carboneto de tungsténio são utilizados para superfícies de fricção em algumas articulações artificiais de alto desempenho da anca e do joelho.

4.6 Militar e aeroespacial:

Penetradores de blindagem: Utilizado como material central para projécteis perfurantes de armadura de energia cinética devido à sua elevada densidade e dureza.

Componentes para altas temperaturas: Revestimentos da garganta de bocais de foguetões, lâminas de turbinas a gás e outras peças que requerem resistência à ablação e erosão a alta temperatura (frequentemente combinadas com outras cerâmicas).

Armadura: incorporada como parte de uma armadura composta para aumentar a capacidade de proteção.

4.7 Outras aplicações:

Impressão 3D: Utilizado como material em pó no fabrico de aditivos metálicos (SLM - Selective Laser Melting, Binder Jetting) para produzir peças resistentes ao desgaste com formas complexas.

Joalharia: Utilizado para fazer alianças de casamento para homem e jóias de moda devido à sua elevada dureza, resistência aos riscos, resistência à deformação, brilho metálico único e aspeto cinzento.

Equipamento desportivo: Contrapesos para cabeças de tacos de golfe (utilizando alta densidade), pontas de canas de caminhada, chumbos de pesca.

Indústria eletrónica: Certos contactos eléctricos e materiais de eléctrodos de elevado desempenho.

Indústria nuclear: Certos componentes que exigem elevada dureza e resistência à radiação.

V. Conclusão

Em resumo, o carboneto de tungsténio não é uma liga, mas um composto de elevada dureza. Em comparação com o tungsténio puro e as ligas de tungsténio, o carboneto de tungsténio possui uma vantagem distinta em termos de dureza. Este facto faz com que o carboneto de tungsténio seja amplamente aplicável em numerosos domínios industriais. Ao compreender melhor as propriedades do carboneto de tungsténio e os processos de fabrico, podemos utilizar melhor este material para facilitar o progresso e o desenvolvimento em indústrias relacionadas.

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