Volfrámkarbid főként volfrámból és szénből álló fémkerámia anyag. Kiváló keménysége, kopásállósága és magas hőmérséklet-állósága miatt széles körben használják különféle ipari területeken. Szuperkemény anyagként a volfrám-karbid létfontosságú szerepet játszik a vágószerszámokban, a bányászatban, a fémfeldolgozásban, az olajfúrásban és más iparágakban.
A volfrám-karbid egy fém-karbid, amelyet volfrám és szén elemek kombinációja képez. Általában por formájában létezik, és magas hőmérsékleten szilárd anyaggá szinterelik. Fő jellemzői a következők:
A volfrámkarbid az egyik legkeményebb anyag a Földön, keménysége közel áll a gyémánthoz, a második a gyémánt és a köbös bór-nitrid után. Keménysége páratlan előnyt biztosít számos igényes alkalmazásban, különösen nagy kopású környezetben.
A volfrámkarbid kopásállósága ideális választássá teszi vágószerszámokhoz és bányászati szerszámokhoz. Rendkívül nagy súrlódási körülmények között is stabil teljesítményt képes fenntartani, nagymértékben meghosszabbítva a szerszám élettartamát.
A volfrám-karbid magas olvadásponttal rendelkezik (körülbelül 2870 °C), ami lehetővé teszi, hogy stabil teljesítményt tartson fenn magas hőmérsékletű környezetben, és széles körben használják a magas hőmérséklet-tűrést igénylő területeken.
A volfrám-karbid ridegsége ellenére nagyon nagy nyomószilárdsággal rendelkezik, és nagy terhelést viselő berendezésekben és szerszámokban használható.
A volfrám-karbid jó korrózióállósággal rendelkezik különféle savakkal, lúgokkal és más vegyi anyagokkal szemben, és különféle durva munkakörnyezetekhez alkalmas.
A volfrámkarbid gyártási folyamata általában a következő lépéseket tartalmazza:
Először a tiszta volfrámport és a szénport bizonyos arányban összekeverik. A volfrám magas olvadáspontja miatt a volfrámkarbidot általában kémiai reakciókkal nyerik.
Az összekevert volfrámport és szénport egyenletesen összekeverik, majd préstechnológiával alakítják ki. Ezt az eljárást nagy nyomáson kell végrehajtani, hogy biztosítsák a szoros kötést a porszemcsék között.
A képződött port magas hőmérsékleten szinterelik, általában 1600°C és 2000°C között. A szinterezési folyamat során a volfrám és a szén reakcióba lép, és kemény volfrám-karbid szilárd anyagot képez.
A szinterezett volfrám-karbid általában durva formát mutat, ezért utólagos feldolgozásra, például köszörülésre és vágásra van szükség a konkrét méret- és formakövetelmények eléréséhez.
A volfrámkarbidot számos iparágban széles körben alkalmazzák kiváló tulajdonságainak köszönhetően, különösen nagy kopásnak, magas hőmérsékletnek és nyomásnak ellenálló esetekben. A fő alkalmazási területek a következők:
A volfrámkarbidot széles körben használják vágószerszámok, például esztergaszerszámok, marók, fúrószárak, dörzsárak stb. gyártásában. Nagy keménysége és kopásállósága miatt a volfrámkarbid vágószerszámok élesek maradhatnak a nagy intenzitású fémfeldolgozás során, javítva ezzel feldolgozási hatékonyság és pontosság.
A volfrámkarbidot széles körben használják bányászati szerszámok és olajfúró szerszámok, például fúrószárak, kőzetfúró szerszámok stb. gyártásában. Ellenállnak a nagy ütéseknek és az extrém kopásnak, jelentősen megnövelve a szerszámok élettartamát.
A volfrám-karbidot öntőformaként használják a fröccsöntő szerszámok, a fröccsöntő formák és a hűtőformák területén. Kopásállósága és hősokkállósága ideális választássá teszi nagy igényű formákhoz.
A volfrám-karbid nagy szilárdsága és magas hőmérséklet-állósága lehetővé teszi a repülőgépiparban és a katonai területen, különösen a nagysebességű repülőgépek alkatrészeinek, valamint a behatoló robbanófejek és harci alkatrészek gyártásában.
A volfrámkarbidot gépjárművek nagy terhelésű alkatrészeinek, például motoralkatrészeinek, tengelykapcsoló lemezeinek stb. gyártására is használják. Rendkívül magas hőmérsékletnek és súrlódásnak ellenáll, hatékonyan javítva az autóalkatrészek tartósságát és biztonságát.
A volfrámkarbidot kiváló vezetőképessége és hőállósága miatt egyes elektronikai alkatrészekben is használják, például hőcsövekben, hűtőbordákban stb.
Bár a volfrám-karbid jelentős teljesítményelőnyökkel rendelkezik, néhány kihívással is rendelkezik. Először is, a volfrám-karbid anyagok viszonylag törékenyek és könnyen törhetők vagy töredeznek, ezért bizonyos alkalmazásokban meg kell erősíteni őket. Ezenkívül a volfrám-karbid feldolgozási költsége magas, és a gyártási folyamat energiafogyasztása nagy, ami korlátozza népszerűségét egyes alacsony költségű alkalmazásokban.
A tudomány és a technológia fejlődésével a volfrámkarbid kutatási és gyártási technológiája is folyamatosan fejlődik. A jövőben a volfrámkarbid alkalmazása több területre is kiterjedhet, például kifinomultabb elektronikai berendezésekre, több mérnöki alkalmazásra magas hőmérsékleten és nagy nyomású körülmények között stb. Ugyanakkor a zöld gyártási technológia fejlődésével csökkenthető a a volfrámkarbid gyártás környezeti hatása a kutatás fókuszává válik.
