텅스텐 카바이드(WC)는 텅스텐 분말과 탄소 분말을 침탄이라는 공정으로 혼합하여 만든 매우 단단하고 내열성 및 내마모성이 뛰어난 소재입니다. 텅스텐 카바이드는 가장 중요한 탄화물 중 하나이며 산업 및 상업용 응용 분야에서 가장 널리 사용됩니다.
개요 텅스텐 카바이드 분말
초경합금이라고도 하는 텅스텐 카바이드 분말은 텅스텐 분말과 탄소 분말을 혼합한 후 1400~1500°C의 보호 분위기에서 압축된 분말 혼합물을 소결하여 제조한 복합 재료입니다.
텅스텐 카바이드 소재는 경도, 내마모성, 강도 및 인성 특성이 뛰어나 강철보다 성능이 우수하고 마모와 함께 높은 응력이 발생하는 절삭 공구, 채굴 및 드릴링에 이상적인 소재입니다.
텅스텐 카바이드 분말은 산업 전반의 다양한 분말 야금, 열분사, 용접 및 경금속/초경합금 응용 분야에 사용하기 위해 다양한 등급의 입자 크기, 모양, 표면적 및 화학적 특성으로 생산됩니다.
텅스텐 카바이드 분말 유형
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 매크로 곡물 화장실 파우더 | 우수한 내마모성이 요구되는 중장비 가공 분야에 적합합니다. 입자 크기; 1 미크론 |
| 마이크로 입자 화장 파우더 | 채굴 도구 및 드릴 비트의 인성을 위해 널리 사용됩니다. 입자 크기 1-0.5 미크론 |
| 초미립자 화장실 파우더 | 절삭 공구, 금형 인서트와 같은 고경도 응용 분야. 입자 크기 0.5미크론 |
| 나노미터 WC 파우더 | 최대의 내마모성이 요구되는 특수 응용 분야. 100nm 미만의 입자 크기 |
텅스텐 카바이드 분말의 구성
텅스텐 카바이드는 텅스텐(W)과 탄소(C)의 원자가 일대일 비율로 구성되어 있습니다. 화학식은 WC이며 분자량은 195.86 g/mol입니다.
초경합금의 구성과 구조는 다양한 용도에 맞게 특성을 최적화하기 위해 다양하게 변경할 수 있습니다. 소량의 다른 탄화물이나 금속이 첨가되기도 합니다. 몇 가지 일반적인 첨가제는 다음과 같습니다:
| 첨가제 | 기능 | 일반적인 금액 |
|---|---|---|
| 코발트 | 금속 바인더 | 3 - 25 wt% |
| 티타늄 카바이드 | 곡물 성장 억제제 | 0 - 8% |
| 탄탈 카바이드 | 열 충격 저항 | 0 - 8% |
| 니오븀 카바이드 | 내마모성 | 0 - 8% |
텅스텐 카바이드의 특성
텅스텐 카바이드는 고속강에 비해 훨씬 우수한 특성을 지니고 있어 높은 내마모성이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.
몇 가지 주요 속성은 아래에 설명되어 있습니다:
| 속성 | 텅스텐 카바이드 가치 |
|---|---|
| 밀도 | 14.95 g/cm< sup< 3< / sup<; |
| 녹는점 | 2870°C |
| 경도 | 88 - 93 HRA |
| 압축 강도 | 5.52 GPa |
| 골절 인성 | 10 - 15 MPa√m |
뛰어난 경도, 내마모성, 강도 및 열 특성으로 까다로운 기계, 광업, 가공 및 드릴링 분야에서 강철보다 뛰어난 성능을 발휘합니다.
의 특성 텅스텐 카바이드 분말
텅스텐 카바이드 분말을 평가하는 데 사용되는 특성 및 품질 지표는 아래 표에 나와 있습니다:
| 특징 | 일반적인 사양 | 중요성 |
|---|---|---|
| 탄소 함량 | 일반적으로 6.09 - 6.13 wt% | 탄소는 경도를 제공합니다. |
| 산소 함량 | 0.5 wt% | 높은 산소는 경도를 감소시킬 수 있습니다. |
| 총 불순물 | 0.4 wt% | 불순물은 밀도와 경도를 감소시킵니다. |
| 입자 크기 | 0.2~15미크론 | 서브마이크론 크기로 속성 향상 |
| 특정 표면적 | 0.4 ~ 5 m<sup<2</g | 값이 높을수록 소결 촉진 |
| 형태학 | 각진, 둥근 | 둥근/구형 분말은 유동성이 더 좋습니다. |
입자 크기 분포, 순도 수준, 표면적, 형태 및 미세 구조와 같은 분말 특성을 제어하는 것은 소결 후 고밀도 압축과 일관된 제품 품질을 달성하는 데 필수적입니다.
텅스텐 카바이드의 응용 분야
텅스텐 카바이드는 극도의 경도, 내마모성, 고강도 및 열충격 저항성이라는 고유한 특성 덕분에 다음과 같은 응용 분야에서 매우 널리 사용됩니다:
텅스텐 카바이드 응용 분야
| 산업 | WC 애플리케이션의 예 |
|---|---|
| 마이닝 | 드릴 비트, 드래그 비트, 함침 다이아몬드 비트 |
| 가공 | 절삭 공구, 인서트, 엔드밀 |
| 건설 | 석공용 드릴, 톱 팁, 땅굴 공구 |
| 제조 | 압출 금형, 성형 공구, 펠렛타이저 나이프 |
| 자동차 | 연료 분사 노즐 팁, 브레이크 패드 연마재 |
| 전자 제품 | 회로 기판 드릴, 와이어 드로잉 다이 |
텅스텐 카바이드는 다른 내마모성 소재보다 고온에서 경도를 훨씬 더 잘 유지합니다. 따라서 산업 전반에 걸쳐 매우 광범위한 응용 분야에 사용할 수 있습니다.
텅스텐 카바이드 분말 사양
텅스텐 카바이드 분말은 다양한 입자 크기 분포, 순도 수준, 표면적 사양, 산화물 수준 및 형태 등급으로 생산되어 응용 분야의 요구 사항을 충족합니다:
| 사양 | 일반적인 범위 | 중요성 |
|---|---|---|
| 입자 크기 | 0.2~15미크론 | 최고의 속성을 위한 서브마이크론. 애플리케이션과 일치 |
| 탄소 함량 | 6.09 - 6.13 wt% | 기계적 특성에 필수 |
| 총 불순물 | 0.4 wt% | 고순도로 결함 방지 |
| 특정 표면적 | 0.4 ~ 5 m<sup<2</g | 값이 높을수록 소결 촉진 |
| 산화물(O2) 수준 | 0.5 wt% | 산화물은 경도와 내파괴성을 감소시킵니다. |
| 코발트 | 3 - 25 wt% | 바인더 단계. 강도, 경도 및/또는 인성을 최적화하기 위해 다양합니다. |
| 곡물 성장 억제제 | 티타늄 카바이드, 탄탈륨 카바이드 등 | 미세 구조 제어 지원 |
초경합금 분말의 분석 및 테스트에는 ISO 4499와 같은 국제 표준 테스트 방법이 사용됩니다. 일반적인 방법으로는 습식 분석, XRD, 레이저 회절 기술을 사용한 입자 크기 분석이 있습니다.
텅스텐 카바이드 분말의 등급
텅스텐 카바이드는 특성, 제조 방법, 품질 수준, 최종 용도 또는 기타 사양에 따라 등급으로 분류됩니다:
| 등급 | 설명 | 일반적인 용도 |
|---|---|---|
| 마이크로 그레인 화장실 | 0.5-1 미크론 분말 | 채굴, 건설 공구를 위한 인성 |
| 초미세 등급 화장실 | 미크론에서 서브미크론 분말 | 인서트, 금형 절삭용 경도 |
| 회전 굽힘 강도 | 가로 파열 강도에 따라 분류 | 광업 및 건설 애플리케이션 |
| 내마모성 등급 | 내마모성 관련 | 마모 부품, 금형, 절삭 인서트 |
| 화학 기상 증착(CVD) 코팅 | 1-50미크론 두께의 균일한 순수 WC 코팅 | 고성능 마모 부품 |
국제 표준은 ISO 513 및 ASTM B776을 포함하여 구성, 특성, 제조 및 테스트에 대한 텅스텐 카바이드 등급을 정의하는 데 도움이 됩니다.
텅스텐 카바이드 분말에 대한 글로벌 표준
텅스텐 카바이드 분말의 조성, 테스트, 분석 및 분류에 대해 널리 인정되는 글로벌 표준은 다음과 같습니다:
글로벌 텅스텐 카바이드 표준
| 표준 # | 표준 제목 |
|---|---|
| ISO 513 | 초경합금 &8211; 횡방향 파열 강도 결정 |
| ISO 3326 | 초경합금 &8212; 융합에 의한 산소 함량 측정 &8212; 적외선 감지 방법 |
| ISO 4499 | 초경합금 &8211; 탄소 함량 측정 &8211; 유도로에서 연소 후 적외선 감지 방법 |
| ASTM B388 | 텅스텐-구리 복합 막대의 열 기계 제어 빌릿에 대한 표준 사양 |
| ASTM B776 | 하프늄 분말 및 하프늄 합금 분말의 표준 사양 |
재료 구성, 테스트 절차, 샘플링, 분석 및 사양에 대한 이러한 글로벌 표준은 국제 제조업체, 유통업체 및 최종 사용자 간의 품질 관리와 기술 이해를 촉진합니다.
텅스텐 카바이드 분말 공급 업체
텅스텐 카바이드 분말은 전 세계 여러 주요 공급업체에서 상업적으로 제조하고 있습니다. 주요 텅스텐 카바이드 분말 생산업체는 다음과 같습니다:
| 회사 | 본사 위치 |
|---|---|
| 샌드빅 | 스톡홀름, 스웨덴 |
| 케나메탈 | 미국 펜실베이니아주 라트로브 |
| 광동 샹루 텅스텐 | 중국 간저우시 |
| 재팬 뉴 메탈(JNMET) | 일본 나고야 |
| 울프람 회사 | 슈베비슈 그뮌트, 독일 |
소비자는 생산자로부터 직접 또는 전 세계 여러 전문 유통업체 및 리셀러를 통해 텅스텐 카바이드 분말을 구매할 수 있습니다. WC 등급을 선택할 때는 애플리케이션 요구 사항, 가격대, 리드 타임, 인증 및 이전 공급업체 관계와 같은 요소를 고려하세요.
텅스텐 카바이드 분말 가격
텅스텐 카바이드 가격은 입자 크기, 탄소 함량, 형태, 표면적 및 구매 수량과 같은 여러 매개 변수에 따라 달라집니다. 몇 가지 일반적인 텅스텐 카바이드 분말 비용은 아래와 같습니다:
| 유형 | 가격 범위 |
|---|---|
| 마이크로 그레인 화장 파우더 | 27 &8211; 파운드당 $45 |
| 나노 스케일 화장실 파우더 | 160 &8211; 240 파운드당 |
| 회전 굽힘 강도 등급 | 파운드당 ~$33 |
| 화학 기상 증착 화장실 | 파운드당 $80 이상 |
가격 또한 유통 채널에 따라 달라지며, 제조업체에서 직접 구매하면 리셀러나 유통업체를 통해 구매하는 것보다 가격이 저렴합니다. 또한 구매량이 많을수록 대부분의 경우 공급업체와의 협상을 통해 할인을 받을 수 있습니다.
텅스텐 카바이드와 다른 경질 재료의 비교
텅스텐 카바이드는 다른 산업적으로 중요한 소재에 비해 경도와 마모 성능이 매우 뛰어납니다:
| 재료 | 경도(비커스) | 내마모성 | 골절 인성 |
|---|---|---|---|
| 텅스텐 카바이드 | 2500-3500 HV | 우수 | 보통 10-15 MPa√m |
| 질화 티타늄 | 2000-2200 HV | 매우 좋음 | 6MPa√m에서 낮음 |
| 알루미나 세라믹 | 1800-2200 HV | Good | 낮음에서 보통 |
| 공구강 | 650-850 HV | 보통 | WC보다 높음 |
| 스테인리스 스틸 | 150-300 HV | 낮음 | 우수 |
초경합금은 일반적으로 사용되는 모든 소재 중에서 경도, 마모 성능 및 파괴 인성의 조합이 가장 우수하여 가장 까다로운 산업 응용 분야를 광범위하게 커버할 수 있습니다.
텅스텐 카바이드 분말 사용의 장점
텅스텐 카바이드를 활용하면 다음과 같은 상당한 이점을 얻을 수 있습니다:
- 매우 높은 경도 &8211; 채굴, 가공 등에서 뛰어난 마모 성능을 제공합니다.
- 세라믹보다 우수한 강도 및 파단 인성
- 고온에서 경도를 유지하며 800°C에서도 견고함 유지
- 산성/알칼리성 환경에서의 부식 방지
- 높은 열전도율로 절삭 날의 열 방출을 돕습니다.
- 속성을 최적화하는 데 사용할 수 있는 다양한 소재 등급
텅스텐 카바이드 분말의 고유한 성능 특성으로 인해 생산 엔지니어링 전반에 걸쳐 매우 중요한 소재가 되었습니다.
의 제한 사항 텅스텐 카바이드 분말
이러한 장점에도 불구하고 텅스텐 카바이드 사용에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다:
- 취약한 실패 &8211; 낮은 변형률 허용 오차로 인해 높은 하중에서 갑작스러운 균열 발생
- 높은 재료비 텅스텐은 비교적 희귀하며 화장실 제조에는 광범위한 가공이 필요합니다.
- 낮은 열 충격 저항 &8211; 갑작스러운 고온에 노출될 경우 균열 위험
- 제한된 내화학성 강알칼리성 뜨거운 수산화나트륨 용액에 용해됩니다.
- 어려운 재활용 – 튜닝된 스크랩을 회수하면 수율이 낮습니다.
최종 사용자는 취성, 비용 또는 환경 안정성과 관련된 제한 사항을 이해함으로써 특정 응용 분야 요구 사항에 적합한 텅스텐 카바이드 등급을 정보에 입각하여 선택할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
텅스텐 카바이드 분말에 대한 FAQ
| 질문 | 답변 |
|---|---|
| 텅스텐 카바이드 분말은 무엇으로 만들어지나요? | 텅스텐 카바이드 분말은 순수한 텅스텐 분말과 탄소 분말을 볼 밀에서 혼합하여 만듭니다. 분말을 유기 왁스 바인더와 함께 분쇄하고 압축한 후 1500°C에서 수소로 소결하여 WC를 형성합니다. |
| 텅스텐 카바이드는 왜 그렇게 단단한가요? | 극한의 경도는 탄소 원자가 텅스텐 원자 사이의 틈새에 끼워져 매우 단단하고 안정적인 결정 격자 구조를 형성하는 독특한 원자 간 결합에서 비롯됩니다. |
| 텅스텐과 텅스텐 카바이드의 차이점은 무엇인가요? | 텅스텐은 밀도가 19g/cm3인 순수 금속이며 텅스텐 카바이드는 텅스텐과 탄소 원자로 만든 합성물입니다. 텅스텐 자체는 비교적 부드러운 반면 WC는 알려진 가장 단단한 재료 중 하나입니다. |
| 텅스텐 카바이드는 얼마나 강하나요? | 텅스텐 카바이드는 2500-3500 비커스의 매우 높은 경도, 5 GPa 이상의 압축 강도 및 ~2-3 GPa의 굴곡 강도를 가지며 거의 모든 강철보다 훨씬 높습니다. |
| 텅스텐 카바이드는 부서지기 쉬운가요? | 텅스텐 카바이드 재종은 상대적으로 낮은 파괴 인성과 변형 허용 오차를 가지고 있어 재료 강도 한계를 넘어서는 높은 하중에서 갑작스러운 취성 균열이 발생하기 쉽습니다. 이를 방지하려면 적절한 설계가 필수적입니다. |
| 텅스텐 카바이드는 비쌉니까? | 텅스텐 카바이드는 텅스텐 광석의 광범위한 가공으로 인해 공구강보다 훨씬 비싸지만 성능은 절삭 인서트와 같이 마모가 중요한 응용 분야의 경우 더 높은 가격을 정당화합니다. |