Bu Gönderiyi Paylaş

İçindekiler

Tungsten karbür (WC), tungsten tozu ve karbon tozunun karbürleme adı verilen bir işlemde karıştırılmasıyla yapılan son derece sert, ısıya ve aşınmaya dayanıklı bir malzemedir. Tungsten karbür, en önemli karbürlerden biridir ve endüstriyel ve ticari uygulamalarda en yaygın olarak kullanılanıdır.

Genel Bakış Tungsten Karbür Tozu

Çimentolu karbür olarak da bilinen tungsten karbür tozu, tungsten tozu ve karbon tozunun karıştırılması ve ardından sıkıştırılmış toz karışımının 1400-1500°C sıcaklıklarda koruyucu bir atmosferde sinterlenmesiyle üretilen bir kompozit malzemedir.

Elde edilen tungsten karbür malzemesi, kesici takımlar, madencilik ve delme işlemlerinde çelikten daha iyi performans gösterdiği ve aşınmayla birlikte yüksek gerilmelere maruz kaldığı yerlerde WC'yi ideal bir malzeme yapan olağanüstü sertlik, aşınma direnci, mukavemet ve tokluk özellikleri ile karakterizedir.

Tungsten karbür tozları, endüstride çeşitli toz metalurjisi, termal püskürtme, kaynak ve sert metal/çimentolu karbür uygulamalarında kullanılmak üzere farklı parçacık boyutları, şekilleri, yüzey alanları ve kimyaları ile üretilmektedir.

Tungsten Karbür Tozu Tipleri

TipAçıklama
Makro taneli WC tozuİyi aşınma direnci gerektiren ağır işleme uygulamaları için. Parçacık boyutu > 1 mikron
Mikro taneli WC tozuMadencilik aletlerinde ve matkap uçlarında tokluk için yaygın olarak kullanılır. Parçacık boyutu 1-0,5 mikron
Ultra ince taneli WC tozuKesici takımlar, kalıp ekleri gibi yüksek sertlik uygulamaları. Parçacık boyutu < 0,5 mikron
Nanometre WC tozuMaksimum aşınma direnci gerektiren uzman uygulamalar. Parçacık boyutu 100 nm'nin altında

Tungsten Karbür Tozunun Bileşimi

Tungsten karbür, bir ila bir oranında tungsten (W) ve karbon (C) atomlarından oluşur. Kimyasal formülü WC'dir ve molekül ağırlığı 195,86 g/mol'dür.

Çimentolu karbürlerin bileşimi ve yapısı, farklı uygulamalar için özellikleri optimize etmek üzere değiştirilebilir. Sık sık az miktarda başka karbür veya metal eklenir. Bazı yaygın katkı maddeleri aşağıda listelenmiştir:

Katkı maddesiFonksiyonTipik Miktar
KobaltBağlayıcı metal%3 – ağırlıkça
Titanyum karbürTane büyüme inhibitörü%0 – 8
Tantal karbürTermal şok direnci%0 – 8
Niyobyum karbürAşınma direnci%0 – 8

Tungsten Karbürün Özellikleri

Tungsten karbür, yüksek hız çeliğine kıyasla önemli ölçüde daha üstün özelliklere sahiptir ve yüksek aşınma direnci gerektiren uygulamalar için idealdir.

Bazı temel özellikleri aşağıda özetlenmiştir:

MülkiyetTungsten Karbür Değeri
Yoğunluk14,95 g/cm<sup>3</sup>
Erime noktası2870°C
Sertlik88 – 93 HRA
Basınç dayanımı5,52 GPa
Kırılma tokluğu10 – 15 MPa√m

Olağanüstü sertlik, aşınma direnci, mukavemet ve termal özellikleri, zorlu mekanik, madencilik, işleme ve delme uygulamalarında çeliği geride bırakmasını sağlar.

tungsten karbür tozu
Tungsten Karbür Tozu 3

Özellikleri Tungsten Karbür Tozu

Tungsten karbür tozlarını değerlendirmek için kullanılan özellikler ve kalite ölçütleri aşağıdaki tabloda gösterilmektedir:

KarakteristikTipik ÖzelliklerÖnem
Karbon içeriğiTipik olarak %6,09 – 6,13 ağırlıkçaKarbon sertliği sağlar
Oksijen içeriği< %0,5 ağırlıkçaYüksek oksijen sertliği azaltabilir
Toplam safsızlıklar< %0,4 ağırlıkçaSafsızlıklar yoğunluğu ve sertliği azaltır
Parçacık boyutu0,2 ila 15 mikronAlt mikron boyutları özellikleri artırır
Özgül yüzey alanı0,4 ila 5 m<sup>2</sup>/gDaha yüksek değerler sinterlemeyi teşvik eder
MorfolojiAçısal, yuvarlakYuvarlak/küresel tozlar daha iyi akışkanlığa sahiptir

Parçacık boyutu dağılımı, saflık seviyeleri, yüzey alanı, morfoloji ve mikro yapı gibi toz özelliklerini kontrol etmek, sinterlemeden sonra yoğun sıkıştırmalar ve tutarlı ürün kalitesi elde etmek için esastır.

Tungsten Karbürün Uygulamaları

Aşırı sertlik, aşınma direnci, yüksek mukavemet ve termal şok direncinin benzersiz özellikleri, tungsten karbürün aşağıdakiler dahil olmak üzere uygulamalarda son derece yaygın olarak kullanılmasını sağlar:

Tungsten Karbür Uygulamaları

EndüstriWC Uygulamalarına Örnekler
MadencilikMatkap uçları, sürükleme uçları, emprenye elmas uçlar
Talaşlı İmalatKesici takımlar, uçlar, frezeler
İnşaatDuvarcılık matkapları, testere uçları, toprak delme takımları
ÜretimEkstrüzyon kalıpları, şekillendirme takımları, peletleme bıçakları
OtomotivYakıt enjeksiyonu nozul uçları, fren balatası aşındırıcıları
ElektronikDevre kartı matkapları, tel çekme kalıpları

Tungsten karbür, diğer aşınmaya dayanıklı malzemelerden çok daha iyi bir şekilde yüksek sıcaklıklarda sertliğini korur. Bu, endüstride olağanüstü geniş bir uygulama yelpazesini kapsamasına olanak tanır.

Tungsten Karbür Tozu Özellikleri

Tungsten karbür tozu, uygulama ihtiyaçlarını karşılamak için çeşitli parçacık boyutu dağılımları, saflık seviyeleri, yüzey alanı özellikleri, oksit seviyeleri ve morfoloji sınıflarında üretilmektedir:

ŞartnameTipik AralıkÖnem
Parçacık boyutu0,2 ila 15 mikronEn iyi özellikler için alt mikron. Uygulamaya uygun
Karbon içeriği%6,09 – 6,13 ağırlıkçaMekanik özellikler için esastır
Toplam safsızlıklar< %0,4 ağırlıkçaYüksek saflık kusurları önler
Özgül yüzey alanı0,4 ila 5 m<sup>2</sup>/gDaha yüksek değerler sinterlemeyi teşvik eder
Oksit (O2) seviyesi< %0,5 ağırlıkçaOksitler sertliği ve kırılma direncini azaltır
Kobalt%3 – ağırlıkçaBağlayıcı faz. Mukavemeti, sertliği ve/veya tokluğu optimize etmek için değişir
Tane büyüme inhibitörleriTitanyum karbür, tantal karbür vb.Mikro yapıyı kontrol etmeye yardımcı olur

ISO 4499 gibi uluslararası standart test yöntemleri, sementit karbür tozlarının analizi ve testi için kullanılır. Yaygın yöntemler arasında yaş analiz, XRD, lazer kırınım teknikleri kullanılarak parçacık boyutu analizi yer alır.

Tungsten Karbür Tozu Sınıfları

Tungsten karbür, özelliklerine, üretim yöntemine, kalite seviyesine, son kullanımına veya diğer özelliklerine göre sınıflara ayrılır:

SınıfAçıklamaYaygın Kullanımlar
Mikro taneli WC0,5-1 mikron tozMadencilik, inşaat aletleri için tokluk
Ultra ince sınıf WCMikron ila alt mikron tozKesme uçları, kalıplar için sertlik
Döner eğilme dayanımıEnine kopma dayanımı ile sınıflandırılırMadencilik ve inşaat uygulamaları
Aşınma direnci sınıfıAşınma direncine bağlıdırAşınma parçaları, kalıplar, kesme uçları
Kimyasal buhar biriktirilmiş (CVD) kaplıTek tip saf WC kaplama 1-50 mikron kalınlığındaYüksek performanslı aşınma parçaları

ISO 513 ve ASTM B776 dahil olmak üzere, bileşim, özellikler, üretim ve test için tungsten karbür sınıflarını tanımlamaya yardımcı olan uluslararası standartlar.

Tungsten Karbür Tozu için Küresel Standartlar

Tungsten karbür tozlarının bileşimi, testi, analizi ve sınıflandırılması için yaygın olarak kabul gören küresel standartlar aşağıda gösterilmektedir:

Küresel Tungsten Karbür Standartları

Standart #Standart Başlığı
ISO 513Sementit karbürler – Enine kopma dayanımının belirlenmesi
ISO 3326Sementit karbürler — Füzyon ile oksijen içeriğinin belirlenmesi — Kızılötesi algılama yöntemi
ISO 4499Sementit karbürler – Karbon içeriğinin belirlenmesi – Bir indüksiyon fırınında yanmadan sonra kızılötesi algılama yöntemi
ASTM B388Tungsten-Bakır Kompozit Çubukların Termomekanik Kontrollü Kütükleri için Standart Şartname
ASTM B776Hafniyum Tozu ve Hafniyum Alaşımlı Toz için Standart Şartname

Malzeme bileşimi, test prosedürleri, numune alma, analiz ve özellikler için bu küresel standartlar, uluslararası üreticiler, distribütörler ve son kullanıcılar arasında kalite kontrolünü ve teknik anlayışı kolaylaştırır.

Tungsten Karbür Tozu Tedarikçileri

Tungsten karbür tozu, dünya çapında çeşitli önde gelen tedarikçiler tarafından ticari olarak üretilmektedir. Bazı büyük WC tozu üreticileri şunlardır:

ŞirketGenel Merkez Konumu
SandvikStockholm, İsveç
KennametalLatrobe, PA, ABD
Guangdong Xianglu TungstenGanzhou Şehri, Çin
Japan New Metal (JNMET)Nagoya, Japonya
Wolfram ŞirketiSchwäbisch Gmünd, Almanya

Tüketiciler, tungsten karbür tozlarını doğrudan üreticilerden veya dünya çapında çeşitli özel distribütörler ve bayilerden temin edebilirler. Bir WC sınıfı seçerken, uygulama gereksinimleri, fiyat noktası, teslim süreleri, sertifikalar ve önceki tedarikçi ilişkisi gibi faktörleri göz önünde bulundurun.

Tungsten Karbür Tozu Fiyatlandırması

Tungsten karbür fiyatlandırması, parçacık boyutu, karbon içeriği, morfoloji, yüzey alanı ve satın alma miktarı gibi çeşitli parametrelere bağlıdır. Bazı tipik tungsten karbür tozu maliyetleri aşağıda gösterilmektedir:

TipFiyat Aralığı
Mikro taneli WC tozu27 ABD Doları – 45 ABD Doları/lb
Nano ölçekli WC tozu160 ABD Doları – 240 ABD Doları/lb
Döner eğilme dayanımı sınıfı~33 ABD Doları/lb
Kimyasal buhar biriktirilmiş WC80 ABD Doları+/lb

Fiyatlandırma ayrıca dağıtım kanalına da bağlıdır - doğrudan bir üreticiden satın almak, bir satıcıdan veya distribütörden satın almaya kıyasla daha düşük fiyatlandırma sağlar. Çoğu durumda daha büyük satın alma hacimleri de müzakere edilmiş tedarikçi indirimlerini mümkün kılar.

Tungsten Karbürün Diğer Sert Malzemelerle Karşılaştırılması

Tungsten karbür, diğer endüstriyel olarak önemli malzemelere kıyasla olağanüstü yüksek sertliğe ve aşınma performansına sahiptir:

MalzemeSertlik (Vickers)Aşınma DirenciKırılma Tokluğu
Tungsten karbür2500-3500 HVMükemmelOrta 10-15 MPa√m
Titanyum nitrür2000-2200 HVÇok iyi~6 MPa√m'de düşük
Alümina seramikler1800-2200 HVİyiDüşük ila orta
Takım çeliği650-850 HVOrta düzeydeWC'den daha yüksek
Paslanmaz çelik150-300 HVDüşükMükemmel

Yaygın olarak kullanılan tüm malzemeler arasında, sementit karbür, en geniş yelpazedeki zorlu endüstriyel uygulamaları kapsamasına olanak tanıyan, sertlik, aşınma performansı ve kırılma tokluğunun en iyi kombinasyonuna sahiptir.

Tungsten Karbür Tozu Kullanmanın Avantajları

Tungsten karbür kullanmak, aşağıdakiler dahil olmak üzere önemli faydalar sağlar:

  • Son derece yüksek sertlik - madencilik, işleme vb. alanlarda olağanüstü aşınma performansı sağlar
  • Seramiklerden daha üstün mukavemet ve kırılma tokluğu
  • Yüksek sıcaklıklarda sertliğini korur - 800°C'de sert kalır
  • Asidik/alkalin ortamlarda korozyona karşı direnç gösterir
  • Yüksek termal iletkenlik, kesme kenarlarından ısı dağılımına yardımcı olur
  • Özellikleri optimize etmek için çeşitli malzeme sınıfları mevcuttur

Tungsten karbür tozlarının benzersiz performans özellikleri, onu üretim mühendisliğinde kritik bir malzeme haline getirir.

tungsten karbür tozu
Tungsten Karbür Tozu 4

Sınırlamalar Tungsten Karbür Tozu

Avantajlarına rağmen, tungsten karbür kullanımının da bazı kısıtlamaları vardır:

  • Gevrek arıza – Düşük gerinim toleransı nedeniyle yüksek yükler altında ani çatlama
  • Yüksek malzeme maliyetleri – Tungsten nispeten nadirdir ve WC üretimi kapsamlı işlem gerektirir
  • Düşük termal şok direnci – Ani yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında çatlama riski
  • Sınırlı kimyasal direnç – Yüksek alkalin sıcak sodyum hidroksit çözeltilerinde çözünür
  • Zor geri dönüşüm – Tungsten hurdasının geri kazanımı düşük verime sahiptir

Gevreklik, maliyet veya çevresel kararlılıkla ilgili sınırlamaları anlayarak, son kullanıcılar belirli uygulama gereksinimleri için uygun tungsten karbür sınıfını bilinçli olarak seçebilirler.

Sıkça Sorulan Sorular

Tungsten Karbür Tozu Hakkında SSS

SoruCevap
Tungsten karbür tozu neyden yapılır?Tungsten karbür tozu, saf tungsten tozu ve karbon tozunun bir bilyalı değirmende karıştırılmasıyla yapılır. Toz, organik bir mum bağlayıcı ile birlikte öğütülür ve WC oluşturmak üzere 1500°C'de hidrojende sinterlemeden önce bir kompakt haline getirilir.
Tungsten karbür neden bu kadar serttir?Aşırı sertlik, karbon atomlarının tungsten atomları arasındaki boşluklara oturmasıyla sonuçlanan benzersiz atomlar arası bağlamadan kaynaklanır - inanılmaz derecede sert ve kararlı bir kristal kafes yapısı oluşturur.
Tungsten ve tungsten karbür arasındaki fark nedir?Tungsten, yoğunluğu 19 g/cm3 olan saf bir metaldir, tungsten karbür ise tungsten ve karbon atomlarından yapılmış bir kompozittir. Tungstenin kendisi nispeten yumuşaktır, WC ise bilinen en sert malzemeler arasındadır.
Tungsten karbür ne kadar güçlüdür?Tungsten karbür, 2500-3500 Vickers'ta son derece yüksek sertliğe, 5 GPa'nın üzerinde basma dayanımına ve ~2-3 GPa eğilme dayanımına sahiptir - neredeyse her türlü çelikten çok daha yüksektir.
Tungsten karbür gevrektir mi?Tungsten karbür sınıfları, nispeten düşük kırılma tokluğuna ve gerinim toleransına sahiptir, bu da onları, malzeme mukavemet sınırlarının ötesindeki yüksek yükler altında ani gevrek çatlamaya karşı duyarlı hale getirir. Bundan kaçınmak için uygun tasarım esastır.
Tungsten karbür pahalı mı?Tungsten karbür, tungsten cevherlerinin kapsamlı işlenmesi nedeniyle takım çeliğinden önemli ölçüde daha pahalıdır, ancak performans, kesme uçları gibi aşınma açısından kritik uygulamalar için daha yüksek fiyatları haklı çıkarır.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Bültenimize Abone Olun

Güncellemeleri alın ve en iyilerden öğrenin

Keşfedilecek Daha Fazla Şey

Scroll to Top