Tungsten karbür çelikten daha mı güçlü?

Tungsten karbür çelikten daha mı güçlüdür? Cevap evet. Tungsten karbür tüm çelik türlerinden önemli ölçüde daha güçlüdür. Tungsten karbürün sertliği genellikle yüksek kaliteli alaşımlı çeliğin 2 ila 3 katıdır ve hatta belirli ölçüm standartları altında 4 katına veya daha fazlasına ulaşabilir. Bir profesyonel olarak tungsten karbür ürün üreticisiBu yazıda, tungsten karbür ve çeliğin sertlik ve kullanım senaryolarını endüstriyel uygulamalarını karşılaştırarak ele alacağım. İlk olarak, birkaç açıdan ayrıntılı olarak açıklayabiliriz:

1. Doğrudan Sertlik Karşılaştırması:

Tungsten karbür (WC): Sertliği Mohs ölçeğinde tipik olarak 8,5 ila 9 arasındadır ve Vickers sertliği (HV) 1800HV'ye veya daha da yükseğe ulaşabilir.

Çelik: Çelik, türüne ve ısıl işlemine bağlı olarak geniş bir sertlik aralığına sahiptir.

Sıradan yapısal çelik: Sertliği çok düşüktür, Vickers sertliği yaklaşık 150-250 HV'dir.

Sertleştirilmiş takım çeliği/kalıp çeliği: Bu, yaklaşık 60-68 Rockwell sertliği (HRC) ile çeliğin ulaşabileceği en yüksek sertlik seviyesidir. Yaklaşık 700-900 HV'lik bir Vickers sertliğine dönüştürülür. Yüksek Hız Çeliği (HSS): 64-68 HRC (yaklaşık 850-900 HV) sertliğe sahip yüksek performanslı bir takım çeliğidir.

Sonuç: En sert çelik (~900 HV) bile tungsten karbürün (~1800 HV) sadece yarısı kadar serttir. Tungsten karbür, sertleştirilmiş yüksek karbonlu çelikten iki ila üç kat daha serttir. Lütfen aşağıdaki çubuk grafiğe bakın:

2. Tungsten karbür neden bu kadar serttir?

Bu, mikro yapısıyla başlar:

Çelik: Esas olarak demir (Fe), karbon (C) ve diğer alaşım elementlerinden (krom, molibden ve vanadyum gibi) oluşur. Yüksek sertliği esas olarak ısıl işlemden (su verme) sonra oluşan martensit yapısından gelir. Bu, karbon atomlarının demir kafeste aşırı doymuş olduğu ve kafesin bozulmasına neden olarak aşırı sertlik ve aynı zamanda daha fazla kırılganlık ile sonuçlanan metastabil bir yapıdır.

Tungsten Karbür: Son derece güçlü kovalent bağlarla birbirine bağlanmış tungsten (W) ve karbon (C) atomlarından oluşan bir sermet malzemesidir. Bu atomik bağların gücü, kristal yapısını son derece kararlı ve sert hale getirir. Yaygın olarak kullandığımız "tungsten karbür" ürünler (bıçaklar ve matkap uçları gibi) aslında tungsten karbür parçacıklarının (sertlik sağlayan) metalik bir kobalt (Co) bağlayıcı (tokluk sağlayan) ile sinterlenmesiyle oluşan semente bir karbürdür. Kobalt ilavesiyle bile, genel sertliği çelikten çok daha yüksek kalır.

3. Sertliğin Bedeli: Tokluk (Kırılganlık):

Tungsten karbür son derece sert olmasına rağmen, önemli bir dezavantaja sahiptir: kırılgandır ve zayıf tokluğa sahiptir.

Çelik: Mükemmel tokluğa sahiptir ve kırılmadan bükülmeye, darbeye ve deformasyona dayanabilir. İyi bir çelik bıçağı önemli ölçüde bükebilirsiniz ve yine de geri dönecektir.

Tungsten karbür: Çok kırılgandır ve keskin darbelere veya uygun olmayan basınca maruz kaldığında bükülmek yerine talaşlanma ve parçalanma eğilimi gösterir. Tungsten karbür matkap ucuna vurursanız kırılabilir.

Cam ve plastiği karşılaştırmak gibi: cam (tungsten karbür gibi) çok sert ve aşınmaya dayanıklıdır, ancak düşürüldüğünde kolayca parçalanır; plastik (çelik gibi) daha yumuşaktır ve kolayca çizilebilir, ancak kırılması zordur. Özet ve Karşılaştırma Tablosu

Mülkiyet	Tungsten Karbür (Hardmetal)	Yüksek Mukavemetli Çelik (örn, Takım Çeliği)
Sertlik	Son derece Yüksek (1800+ HV)	Yüksek (700-900 HV)
Sertlik	Düşük (Kırılgan, ufalanmaya eğilimli)	Yüksek (Darbeye dayanıklı, bükülebilir)
Aşınma Direnci	Mükemmel	İyi
Basınç Dayanımı	Son Derece Yüksek	Yüksek
Yoğunluk	Çok Yüksek (~15,63 g/cm³)	Yüksek (~7,85 g/cm³)
Birincil Uygulamalar	Kesici takımlar, matkap uçları, kalıplar, aşınmaya dayanıklı parçalar	Bıçaklar, yaylar, dişliler, yapısal bileşenler, aletler

Uygulama Senaryoları:

Tungsten karbürü seçin: Özellikle diğer sert malzemeleri (çelik, dökme demir veya kompozit malzemeler gibi) işlerken son derece yüksek sertlik, aşınma direnci ve dayanıklılığa ihtiyaç duyduğunuzda. Örnekler şunları içerir:

Takım tezgahları için torna takımları, freze uçları, madencilik için delme uçları, saat kasaları, lüks kalem uçları (aşınmaya dayanıklı, solmayan), çivi matkap uçları ve diş matkap uçları.

Çelik seçin: Belirli bir sertlik seviyesini korurken sertlik, darbe direnci ve işlenebilirlik gibi özelliklerin bir kombinasyonuna ihtiyaç duyduğunuzda. Örnekler şunları içerir:

Çekiçler, levyeler, yaylar, mutfak bıçakları, kılıçlar, baltalar, otomobil şasileri, rulmanlar, dişliler, dişli milleri ve ekipman çerçeveleri.

Tungsten karbür aşağıdaki durumlarda çeliğin yerini alabilir, böylece iş parçası ömrünü uzatır, üretim maliyetlerini düşürür ve verimliliği artırır.

1. Metal Kesme Aletleri: Torna takımları, freze bıçakları ve matkap uçları

Değiştirilen Çelik Ürünler: Yüksek Hızlı Çelik (HSS) aletler. Spesifik Örnek:

CNC işleme merkezlerinde çelik, dökme demir, paslanmaz çelik ve hatta daha sert nikel bazlı alaşımlar işlenirken, yüksek hızlı çelik matkaplar veya frezeler sadece birkaç düzine parçadan sonra aşınabilir ve körleşebilir.

Alternatif Çözüm: Aletin kesici kenarını aşağıdakilerle değiştirin tungsten karbür uçlar (değiştirilebilir kesici uçlar) veya yekpare karbür matkaplar/uç frezeleri kullanın.

Avantajlar:

Kesme Hızı: Karbür, yüksek hız çeliğinden 4-8 kat daha yüksek kesme hızlarına olanak tanıyarak üretim verimliliğini önemli ölçüde artırır.

Kullanım ömrü: Takım ömrü onlarca hatta yüzlerce kat uzar, takım değişimleri ve duruş süreleri azalır.

İşleme Kalitesi: Boyutsal doğruluk ve yüzey kalitesi daha iyi korunur.

2. Tel Çekme Kalıpları

Değiştirilen Çelik Ürün: Takım Çeliği Kalıpları.

Spesifik Örnek:

Bakır, çelik ve alüminyum alaşımlı tel üretilirken tel, kalınlığını azaltmak için "çekme kalıbı" adı verilen bir delikten zorla çekilir. Bu işlem kalıbın iç deliğinde aşırı aşınma ve yıpranmaya neden olur.

Alternatif Çözüm: Karbür çekme kalıpları kullanın. Kalıp deliği tipik olarak polikristal elmastan (PCD) yapılır, ancak kalıp tabanı neredeyse tamamen karbürdür.

Avantajlar:

Aşınma Direnci: Çelik kalıplara göre yüzlerce kat daha uzun ömürlüdür, çekilen telin boyutsal stabilitesini ve yüzey kalitesini sağlar.

Verimlilik: Daha yüksek çekme hızlarına ve daha fazla yüzey küçültmeye dayanabilir.

3. Aşınmaya Dayanıklı Parçalar ve Contalar

Değiştirilen Çelik Ürünler: Sertleştirilmiş çelik ve paslanmaz çelikten yapılmış aşınmaya dayanıklı parçalar.

Spesifik Örnek:

Kum pompalarındaki mekanik salmastralar: Katı parçacıklar (kum, çakıl ve bulamaç gibi) içeren sıvıları pompalamak için kullanılır. Bu tanecikli ortamlar sızdırmazlık yüzeylerinde ciddi erozyona ve aşınmaya neden olabilir. Çelik contaların ömrü çok kısadır.

Alternatif: Dinamik ve statik contalar için tungsten karbür (tipik olarak YG) kullanın.

Avantajlar: Son derece yüksek aşınma direnci, zorlu çalışma koşulları altında uzun kullanım ömrü ve sızdırmazlık güvenilirliği sağlayarak bakım maliyetlerini ve arıza süresini önemli ölçüde azaltır.

4. Silindirler

Değiştirilen Çelik Ürünler: Soğuk haddehanelerde yüksek mukavemetli alaşımlı çelik rulolar. Spesifik Örnek:

Yüksek hızlı filmaşin fabrikasının finisaj hattında (ön finisaj ve finisaj standları), merdanelerin yüksek gerilim ve yüksek sıcaklık altında sürekli çalışması gerekir ve bu da hızlı aşınmaya neden olur.

Alternatif Çözüm: Karbür merdaneler kullanın (tipik olarak tungsten karbür bazlı).

Avantajlar:

Aşınma Direnci: Çelik merdanelere göre daha uzun ömürlüdür, merdane değişimlerini azaltır ve değirmen kullanılabilirliğini artırır.

Ürün Hassasiyeti: Oluk boyutlarının uzun süreli bakımı, filmaşinde yüksek boyutsal doğruluk ve tutarlı yüzey kalitesi sağlar.

5. Madencilik Aletleri: Kaya Matkap Uçları

Değiştirilen Çelik Ürünler: Karbürlenmiş çelik veya alaşımlı çelik matkap uçları.

Spesifik Örnek:

Petrol ve gaz sondajında ve madencilikte, darbeli sondaj için kullanılan matkap uçları (oluklu ve çapraz matkap uçları gibi) doğrudan sert kayaya çarpar ve sürtünür.

Alternatif Çözüm: Modern kaya delici uçlar, kesme kenarına gömülü karbür dişlere sahiptir (tipik olarak mükemmel darbe direnci sunan YG tipi). Avantajlar:

Sertliği ve aşınma direnci, çelik matkap uçları hızla aşınıp arızalanırken kayayı kolayca kırmasını sağlar. Bu, çeliğin yerini alan semente karbürün en başarılı ve yaygın örneklerinden biridir.

Önemli Özet ve Sınırlamalar:

Semente karbür her derde deva değildir; değiştirilmesi şarta bağlıdır:

Avantajlar: Yüksek sertlik (HRA 82-94), iyi aşınma direnci ve yüksek basınç dayanımı.

Dezavantajlar: Kırılganlık, düşük eğilme mukavemeti, zayıf tokluk ve yüksek fiyat.

Bu nedenle, önemli darbelere, eğilme gerilimine dayanması gereken veya otomobil şasileri, makine gövdeleri ve şasi gibi genel dayanıklılık gerektiren çelik yapıların yerini alamaz.

Köprüler, yaylar, anahtarlar ve diğer aletlerdeki çelik yapılar.

Semente karbürün yerini alması, esasen aşınma direncinin tokluk ile değiş tokuş edilmesidir. Aşınma direncinin çok önemli olduğu alanlarda, çeliğin yerini mükemmel bir şekilde alarak devrim niteliğinde bir ilerleme sağlar.

Özet olarak, tungsten karbür saf sertlikte tüm çelikleri inkar edilemez bir şekilde geride bırakır. Bununla birlikte, kusurları da yok değildir; kırılganlığı, darbe direnci gerektiren birçok uygulamada kullanımını sınırlar. Her ikisi de birbirini tamamlayan özelliklere sahip önemli endüstriyel malzemelerdir.

Şirketimiz Çin'in ilk on şirketi arasındadır. tungsten karbür ürünler üreticiler. Semente karbür ürünlere ihtiyacınız varsa, lütfen Bize ulaşın.