Tungsten karbür paslanır mı?

Tungsten karbür paslanır mı? Saf tungsten karbür Kimyasal olarak kararlı, oksidasyona veya korozyona dirençli olduğu için kendisi paslanmaz. Tungsten ve karbondan oluşan tungsten karbür suda, hidroklorik asitte ve sülfürik asitte çözünmez. Günlük kullanımda metalik parlaklığını korur ve kolayca renk değiştirmez. Endüstriyel uygulamalarda, saf faz tungsten karbür doğrudan kullanımı zordur. Pratik kullanım için kompozit bir malzeme oluşturmak üzere tipik olarak kobalt, nikel, demir veya diğer malzemelerle bir bağlayıcı faz olarak birleştirilir.
Endüstriyel alanda, tungsten karbür yüksek sertliği ve aşınma direnci ile ünlüdür, bu da ona “endüstriyel dişler” unvanını kazandırır ve genellikle “paslanmayan” bir malzeme olarak kabul edilir. Ancak uygulamada, bazı tungsten karbür ürünlerde pas lekeleri, lekeler oluşabilir ve hatta performans düşüşü yaşanabilir, bu da birçok kullanıcının kafasını karıştırır. Tungsten karbür gerçekten paslanır mı? Aslında, tungsten karbürün paslanması malzemenin kendisiyle ilgili bir sorun değildir. Temel nedenler malzeme içindeki bağlayıcı faz bileşiminde ve servis ortamında yatmaktadır. Aslında oksidatif korozyona uğrayan şey tungsten karbür sert fazının kendisi değil, bağlayıcı metaldir.

I. Saf Tungsten Karbür Neden Paslanmıyor?

Tungsten karbürün korozyon direncini anlamak için öncelikle paslanmanın doğasını açıklığa kavuşturmak gerekir. Paslanma tipik olarak metallerin oksijen, su vb. varlığında oksidasyon reaksiyonuna girerek gevşek oksitler oluşturması anlamına gelir (örneğin demir pası Fe₂O₃・nH₂O oluşturur). Tungsten karbürün korozyon direnci, eşsiz bileşimi ve yapısından kaynaklanmaktadır:
Bileşimsel açıdan bakıldığında tungsten karbür, yüksek sıcaklıkta sinterleme yoluyla tungsten (W) ve karbondan (C) oluşan ve son derece güçlü kimyasal kararlılık sergileyen bir ara bileşiktir. Tungsten, oda sıcaklığında oksijen veya su ile neredeyse hiç reaksiyona girmeyen, yüksek erime noktalı, oldukça inert bir metaldir. WC kristalleri oluşturmak için karbonla birleştirildiğinde, atomlar kovalent ve metalik bağlarla sıkıca bağlanır, bu da oksidasyon için serbest metal atomlarının bulunmadığı yoğun bir kristal yapı ile sonuçlanır.
Yapısal açıdan bakıldığında, tungsten karbürün mikro yapısı “sert faz + bağlayıcı faz ”dan oluşan kompozit bir sistemdir: WC partikülleri sert faz olarak görev yapar, tipik olarak 80%-97%“yi oluşturur ve dış korozif ortamı izole etmek için ”zırh" gibi davranan sürekli, yoğun bir iskelet oluşturur. Bağlayıcı faz sadece 2%-20%'den oluşur ve entegre bir malzeme oluşturmak için WC partiküllerini birbirine bağlar. Bu nedenle, saf WC sert fazının kendisi çevre ile oksidatif reaksiyonlara girmez ve doğal olarak paslanma göstermez.

II. Hangi Tür Tungsten Karbür Paslanır? Çekirdek Bağlayıcı Aşamasında Yatar.

Tungsten karbür ürünlerin paslanması esasen bağlayıcı faz metalinin oksidatif korozyonudur. Farklı bağlayıcı fazların kimyasal aktivitesi, ürünün korozyon direncini ve paslanma riskini doğrudan belirler.

1. Demir Bazlı Bağlayıcı Faz Tungsten Karbür: Paslanmaya Eğilimli.

Bazı düşük maliyetli tungsten karbür ürünlerinde bağlayıcı faz olarak demir (Fe) veya nikel-demir (Ni-Fe) alaşımları kullanılır. Demir kimyasal olarak aktif bir metaldir. Nemli havaya, yağmur suyuna veya asidik/alkali ortamlara maruz kaldığında hızla oksidasyona uğrar: Fe + O₂ + H₂O → Fe₂O₃・nH₂O (demir pası).
Bu tür tungsten karbürün paslanma özellikleri çok belirgindir: yüzeyde kırmızımsı kahverengi lekeler veya sürekli pas tabakaları ortaya çıkar ve sadece görünümü etkilemekle kalmaz, aynı zamanda yapısal hasara da neden olur. Dokusu gevşek olan pas yavaş yavaş dökülür, içindeki daha fazla demir bazlı bağlayıcı fazı açığa çıkarır ve kısır bir korozyon döngüsü yaratır. Bu da sonunda sertliğin azalmasına, aşınma direncinin kaybolmasına ve hatta kırılmaya yol açar.
Demir bazlı bağlayıcı faz tungsten karbür tipik olarak son derece düşük korozyon direnci gereksinimleri olan senaryolarda kullanılır (örneğin, genel işlemede kaba kesme takımları, düşük yük aşınmasına dayanıklı parçalar). Düşük maliyetlidir ancak asla nemli, açık veya korozif ortamlarda kullanılmamalıdır.

2. Kobalt Bazlı Bağlayıcı Faz Tungsten Karbür: Sadece Belirli Koşullar Altında Paslanır.

Ana akım yüksek performanslı tungsten karbür ürünleri çoğunlukla bağlayıcı faz olarak kobalt (Co) kullanır. Kobalt kimyasal olarak demirden çok daha inerttir ve kuru havada ve oda sıcaklığındaki nötr ortamlarda güçlü bir stabilite sergiler, bu nedenle bu tür ürünler genellikle paslanmaya karşı dayanıklı olarak kabul edilir. Ancak, kobalt kesinlikle korozyona dayanıklı değildir. Aşağıdaki özel koşullar altında, oksidatif korozyon yine de meydana gelebilir (geleneksel kırmızı pas olmasa da, daha geniş anlamda paslanma olarak kabul edilir):
Tuzlu su veya klor içeren ortamlara uzun süre daldırma: örneğin, deniz ortamları, kimya endüstrisindeki klor içeren çözeltiler. Klorür iyonları kobalt yüzeyindeki pasif filmi tahrip ederek çukur korozyonuna neden olabilir ve siyah CoO veya kahverengi-siyah Co₃O₄ oksit tabakaları oluşturabilir.
Güçlü asit ve güçlü alkali ortamlar: Hidroklorik veya sülfürik asit gibi güçlü asitlerde veya sodyum hidroksit gibi güçlü alkalilerde, kobaltın pasif filmi çözünerek kimyasal korozyona, yüzey çukurlaşmasına ve hatta ağırlık kaybına yol açabilir.
Yüksek sıcaklık, yüksek nem ve bol oksijen: örneğin, yüksek sıcaklıktaki buhar ortamları, güneş ve yağmura uzun süre açık havada maruz kalma kobalt oksidasyonunu hızlandırabilir. Oksit tabakası nispeten yoğun olsa da, uzun süreli birikim yüzey kalitesini ve performansı etkileyebilir.
Hasarlı yüzey kaplamaları: Tungsten karbür ürünlerde krom kaplama veya nitrürleme gibi korozyon önleyici kaplamalar varsa, kaplamanın hasar görmesi iç kobalt bazlı bağlayıcı fazı açığa çıkararak korozif ortamın doğrudan temas etmesine ve lokal paslanmaya neden olur.
Kobalt bazlı bağlayıcı faz tungsten karbürdeki paslanma çoğunlukla lokalize oksidasyondur, demir bazlı ürünlerdeki gibi yaygın gevşek paslanma değildir. Ancak yine de özellikle yüksek hassasiyetli, yüksek güvenilirlikli uygulamalarda ürün ömrünü ve hassasiyetini etkileyebilir.

3. Nikel Bazlı Bağlayıcı Faz Tungsten Karbür: Yüksek Korozyon Direnci, Pas Önleme için Tercih Edilen Seçim.

Bağlayıcı faz olarak nikel (Ni) veya nikel-krom alaşımları kullanan tungsten karbür, şu anda mevcut olan en iyi korozyon direncini sunar ve geleneksel ortamlarda neredeyse paslanmaz. Nikel kimyasal olarak kobalt ve demirden çok daha inerttir. Oda sıcaklığında, yüzeyinde oksijeni, suyu ve çoğu aşındırıcı maddeyi etkili bir şekilde bloke eden yoğun, pasif bir oksit filmi oluşturarak nemli veya hafif asidik/alkali ortamlarda bile stabilitesini korur.
Bazı karmaşık ortamlarda bile nikel bazlı bağlayıcı fazlar olağanüstü korozyon direnci gösterir. Nötr tuz spreyine ve zayıf asidik çözeltilere karşı güçlü tolerans gösterirler. Tuz püskürtme testlerinde, korozyon direnç süreleri kobalt bazlı ürünlerin 3-5 katı olabilir. Korozyon yalnızca güçlü oksitleyici asitlere (örn. konsantre nitrik asit, kromik asit çözeltileri) veya yüksek sıcaklıkta erimiş tuzlara maruz kalma gibi aşırı koşullar altında meydana gelebilir. Ayrıca, nikel bazlı bağlayıcı fazlar stres korozyon çatlamasına karşı iyi direnç gösterir, yani korozif ortama maruz kaldıklarında yük altında çatlamaya daha az eğilimlidirler. Bu nedenle, nikel bazlı tungsten karbür genellikle son derece yüksek korozyon direnci gereksinimleri olan uygulamalarda kullanılır. Tek dezavantajı, standart kobalt bazlı tungsten karbürün yaklaşık 1,5-2 katı fiyatla daha yüksek maliyetidir. Ayrıca, oda sıcaklığındaki aşınma direnci kobalt bazlı ürünlerden biraz daha düşüktür ve korozyon direnci ile aşınma direnci arasında bir denge kurulmasını gerektirir.

III. Hangi Sektörlerin ve Ürünlerin Tungsten Karbür Paslanmasına Özel Dikkat Göstermesi Gerekir?

Tungsten karbürün paslanması esasen bağlayıcı fazın korozyona uğraması anlamına geldiğinden, çalışma ortamının nem, aşındırıcı ortam veya yüksek hassasiyet içerdiği endüstriler korozyon direncini (yani paslanmayı önleme) temel bir seçim kriteri olarak önceliklendirmelidir:

1.Gemi Mühendisliği Endüstrisi

Deniz ortamı, tungsten karbür paslanması için yüksek riskli bir alandır. Deniz suyu yüksek konsantrasyonlarda klorür iyonları içerir ve tuz spreyi ile sürekli nemlidir. Bu endüstride kullanılan su altı kesme aletleri, valf çekirdekleri ve sondaj platformlarındaki aşınmaya dayanıklı bileşenler gibi tungsten karbür ürünler, demir bazlı bağlayıcı fazlarla yapılırsa kısa sürede ciddi şekilde paslanır. Kobalt bazlı ürünler bile çukur korozyonunu önlemek için özel korozyon önleyici işlemler (örn. seramik kaplamalar, pasivasyon) gerektirir.

2. Kimya Endüstrisi

Kimyasal üretim genellikle asit/alkali çözeltileri ve organik çözücüler gibi güçlü korozif ortamlar içerir. Reaktör astarları, boru hattı aşınmaya dayanıklı parçaları ve pervane kanatları gibi tungsten karbür bileşenleri, bağlayıcı fazın yeterli korozyon direncine sahip olmaması durumunda aşınabilir ve bu da malzemelerin paslanmasına, bozulmasına ve hatta kirlenmesine yol açabilir. Bu nedenle, bu endüstri tipik olarak yüksek kobalt içerikli (örneğin, 12% Co'nun üzerinde) tungsten karbürü veya krom veya molibden gibi alaşım elementleri içeren korozyona dayanıklı türleri seçer.

3. Gıda İşleme Endüstrisi

Gıda işleme ekipmanları (örn. et kesme bıçakları, bisküvi kalıpları, içecek doldurma valfleri) sıklıkla su, buhar ve asidik/alkali temizlik maddeleriyle temas eder ve gıdaların kirlenmesini önlemek için paslanmayan ürünler gerektirir. Bu tür ürünler, gıdaları kirletebilecek bağlayıcı faz oksidasyonunu ve pas lekesi oluşumunu önlemek için yüzeyleri cilalanmış ve pasifleştirilmiş kobalt bazlı tungsten karbür kullanmalıdır.

4. Medikal Sanayi

Tıp alanındaki tungsten karbür ürünler (örneğin, cerrahi alet kenarları, yapay eklemlerdeki aşınmaya dayanıklı kaplamalar) vücut sıvılarıyla (tuzlar, proteinler vb. içeren) uzun süreli temas halindedir. Vücut sıvıları çok korozif olmamakla birlikte, son derece yüksek biyouyumluluk ve korozyon direnci gerektirirler. Kobalt bazlı bağlayıcı fazlar oksitlenirse, sadece ürün performansı etkilenmekle kalmaz, aynı zamanda kobalt iyonu sızıntısı da sağlık riskleri oluşturabilir. Bu nedenle, tıbbi sınıf korozyona dayanıklı tungsten karbür kullanılmalıdır.

5.Otomotiv İmalatı ve Yeni Enerji Endüstrileri

Otomotiv motorlarındaki valf yuvası halkaları ve yakıt enjektörü aşınma parçaları gibi bileşenlerin yanı sıra yeni enerji aküsü üretimindeki elektrot levha kesme aletleri, yüksek sıcaklık, nem veya elektrolit içeren ortamlarda çalışır. Tungsten karbürün paslanması bileşen hassasiyetinin azalmasına, aşınmanın hızlanmasına yol açabilir ve motor verimliliğini veya batarya ürün kalitesini etkileyebilir. Bu nedenle, yüksek/düşük sıcaklıklara ve elektrolit korozyonuna dayanıklı kobalt bazlı tungsten karbür gereklidir.

6. Kalıp ve Hassas Makine Sanayi

Enjeksiyon veya damgalama kalıplarının soğutma kanallarındaki bileşenler ve aşınmaya dayanıklı aletler ve kılavuzlar gibi parçalar hassas maki̇ne aletleri̇, soğutma suyu veya kesme sıvıları ile uzun süreli temas halindedir (bazı katkı maddeleri içeren aşındırıcılık). Bu ürünler son derece yüksek hassasiyet gerektirir; hafif paslanma bile işleme hassasiyetini etkileyebilir. Bu nedenle, kesme sıvısı korozyonuna dayanıklı tungsten karbür seçilmeli ve düzenli yüzey bakımı yapılmalıdır.

Sonuç：

Tungsten karbürün paslanması malzemenin kendine has bir özelliği değil, belirli çevresel koşullar altında bağlayıcı faz metalinin oksidatif korozyonudur. Demir bazlı bağlayıcı fazlar paslanmaya yatkınken, kobalt bazlı fazlar yalnızca güçlü korozyon veya uzun süreli nem gibi özel koşullar altında oksitlenir. Ticari ürün seçimi, ürün spesifikasyonu veya marka oluşturma için, hedef endüstrinin çalışma ortamına göre bağlayıcı faz türünü tam olarak eşleştirmek çok önemlidir. Demir bazlı sadece kuru, korozif olmayan senaryolar için uygundur; kobalt bazlı çoğu senaryoya uygundur; ve güçlü korozif ortamlar ek korozyon önleyici kaplamalar gerektirir. Bu yaklaşım, paslanma sorunları nedeniyle ürün şikayetlerini veya performans arızalarını önler. Tungsten karbürün korozyon direncinin arkasındaki mantığı anlamak profesyonel uzmanlığı yansıtır ve ürün rekabetçiliğini sağlamanın anahtarıdır.

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