Is tungsten carbide an alloy ?

I. Является ли карбид вольфрама сплавом?

Карбид вольфрама, с химической формулой WC, не является сплавом. Это соединение, состоящее из вольфрама и углерода. Сплав - это металлическое вещество, образованное путем смешивания и плавления металла с одним или несколькими другими металлами или неметаллами, после чего происходит охлаждение и затвердевание, в результате чего получается твердый продукт с металлическими свойствами. Карбид вольфрама, напротив, представляет собой твердое соединение, образующееся в результате химической реакции. Он обычно используется в качестве материала для изготовления режущих инструментов, абразивных материалов и износостойких деталей.

II. Сравнение твердости: Чистый вольфрам против карбида вольфрама

По твердости карбид вольфрама значительно превосходит чистый вольфрам. Карбид вольфрама - чрезвычайно твердый материал, с твердостью по шкале Мооса 9-9,5 и Твердость по Роквеллу (шкала HRA) достигает 94 HRA, приближаясь к твердости алмаза. Хотя чистый вольфрам также является высокотвердым металлом, его твердость гораздо ниже, чем у карбида вольфрама. Эта исключительная твердость дает карбиду вольфрама уникальное преимущество при производстве износостойких изделий, таких как режущие инструменты и абразивные материалы.

III. Сравнение твердости: Карбид вольфрама против вольфрамовых сплавов

Сравнивая твердость карбида вольфрама и вольфрамовых сплавов, важно отметить, что твердость вольфрамовых сплавов зависит от их состава и технологии изготовления. Однако в целом чистые вольфрамовые сплавы обычно имеют меньшую твердость, чем карбид вольфрама. Благодаря стабильной структуре соединения карбид вольфрама обладает гораздо большей твердостью, чем простые металлические сплавы. Поэтому карбид вольфрама обычно является лучшим выбором в приложениях, требующих чрезвычайно высокой твердости.

IV. Области применения карбида вольфрама

4.1 Режущие инструменты и обработка:

Основное применение: Это самый большой рынок для карбида вольфрама. Инструменты из цементированного карбида (токарные инструменты твёрдосплавные вставкиФрезы, твердосплавные сверла, развертки, метчики и т.д.) широко используются для обработки металлов, древесины и композитов путем точения, фрезерования, сверления, нарезания резьбы и т.д.

Преимущества: Высокая твердость, отличная износостойкость, превосходная высокотемпературная красная твердость (сохраняет твердость при повышенных температурах), значительно повышающая эффективность обработки, точность и срок службы инструмента.

4.2 Горные и инженерные инструменты:

Буровые коронки и резцы: Используются при бурении нефтяных скважин, геологоразведке, добыче угля и прокладке тоннелей. Служат режущими зубьями буровых коронок (для роликовых конических коронок, оснований для коронок PDC) и наконечниками для резцов проходческих комбайнов, выдерживая сильные удары и износ.

Буровые коронки для скальных пород: Наконечник ударных буровых коронок.

Запчасти для строительной техники: Износостойкие детали, такие как наконечники отвалов бульдозеров и экскаваторов, лемехи и уплотнительные кольца шламовых насосов.

4.3 Износостойкие детали:

Уплотнения: Механические уплотнительные кольца из карбида вольфрамаСедла клапанов и сердечники клапанов, используемые в насосах и клапанах в химической, нефтяной и энергетической промышленности, чтобы противостоять эрозии и коррозионному износу.

Сопла: Сопла высокого давления для оборудования для пескоструйной обработки, гидроабразивной резки и распылительной сушки, выдерживающие сильный износ от высокоскоростных частиц или жидкостей.

Формы и инструменты для штамповки: Фильеры для волочения проволоки (для вытягивания металла в тонкую проволоку), штампы для холодной штамповки, формы для порошковой металлургии и штамповочные штампы, использующие высокую твердость и износостойкость для обработки металлов давлением.

Валки: Направляющие пластины, валки и т.д. для высокоскоростных прокатных станов.

4.4 Износостойкие покрытия:

Термическое напыление: Покрытия из карбида вольфрама наносятся методом HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel), плазменного напыления и т. д. на критически важные компоненты (например, лопатки турбин, клапаны, валы, корпуса насосов) для значительного повышения износостойкости и коррозионной стойкости основы.

Наплавка: Наплавка композитных материалов из карбида вольфрама на подверженные износу поверхности.

4.5 Износостойкие структурные компоненты:

Подшипники и втулки: Применяются в особых условиях эксплуатации, связанных с высокой температурой, коррозией или требующих повышенной износостойкости.

Манометры и щупы: Износостойкие контактные площадки или измерительные поверхности для прецизионных измерительных инструментов.

Искусственные суставы: Композиты на основе карбида вольфрама используются в качестве поверхностей трения в некоторых высокопроизводительных искусственных тазобедренных и коленных суставах.

4.6 Военная и аэрокосмическая промышленность:

Бронебойные проникающие снаряды: Используется в качестве основного материала для бронебойных снарядов кинетической энергии благодаря своей высокой плотности и твердости.

Высокотемпературные компоненты: Футеровка горла ракетного сопла, лопатки газовых турбин и другие детали, требующие устойчивости к высокотемпературной абляции и эрозии (часто в сочетании с другими керамиками).

Броня: Входит в состав композитной брони для усиления защитных свойств.

4.7 Другие приложения:

3D-печать: Используется в качестве порошкового материала в аддитивном производстве металлов (SLM - Selective Laser Melting, Binder Jetting) для изготовления износостойких деталей сложной формы.

Ювелирные изделия: Используется для изготовления мужских обручальных колец и модных украшений благодаря высокой твердости, устойчивости к царапинам, деформации, уникальному металлическому блеску и серому цвету.

Спортивное оборудование: Противовесы для головок гольф-клубов (с высокой плотностью), наконечники для туристических шестов, рыболовные грузила.

Электронная промышленность: Определенные высокоэффективные электрические контакты и электродные материалы.

Атомная промышленность: Некоторые компоненты, требующие высокой твердости и радиационной стойкости.

V. Заключение

В общем, карбид вольфрама - это не сплав, а высокотвердое соединение. По сравнению с чистым вольфрамом и вольфрамовыми сплавами, карбид вольфрама обладает явным преимуществом в твердости. Это делает карбид вольфрама широко применимым во многих областях промышленности. Более глубокое понимание свойств карбида вольфрама и производственных процессов позволит нам лучше использовать этот материал для содействия прогрессу и развитию смежных отраслей.

Наша компания входит в десятку крупнейших в Китае производители цементированного карбида. Если вам нужны изделия из цементированного карбида, пожалуйста связаться с нами.