Bu Gönderiyi Paylaş

İçindekiler

Tungsten kobalt tozu, tungsten karbür (WC) tozunu metalik kobalt bağlayıcı tozla birleştirerek yapılan bir kompozit malzeme olan tungsten kobalt alaşımları veya WC-Co olarak da bilinir. Bu toz metalurjisi ürünü, sert

Tungsten Kobalt Toz Tipleri

Tungsten kobalt tozu, çeşitli uygulamalar ve işleme yöntemlerine uyacak şekilde farklı bileşimlerde, boyutlarda, şekillerde ve kal

TipAçıklama
KompozisyonTipik olarak ağırlıkça -97 WC ve %3-16 kobalt içerir. Sertlik, mukavemet, dayanıklılık ve diğer özellikleri optimize etmek için oran ayarlanır.
Parçacık şekliYuvarlak/küresel toz, düzgün kalıp dolumu için daha iyi akar. Köşeli ve ezilmiş tozlar daha iyi sıkıştırma mukavemeti sağlar.
Parçacık boyutuNihai parça boyutuna ve detaylarına bağlı olarak 100+ mikrona kadar kaba parçacıklar için submikron nanoyapılı toz.
NotlarSaflık, parçacık boyutu dağılımı, şekil, artık karbürler ve diğer parametrelere göre çoklu kalite sınıfları. Daha zorlu uygulamalar için daha yüksek sınıflar kullanılır.

Tungsten Kobalt İşleme Yöntemleri

WC-Co tozu, bitmiş bileşenler ve parçalar oluşturmak için çeşitli konsolidasyon tekniklerinden geçer:

  • Presleme ve sinterleme toz metalurjisi
  • Metal enjeksiyon kalıplama
  • Bağlayıcı püskürtme, lazer/elektron ışınlı toz yataklı füzyon gibi katmanlı imalat
  • Termal sprey kaplamalar
  • Soğuk/ılık sıkıştırma ve rulo presleme
  • Kaplama, lehimleme, kaynak

Uygunluk, malzeme sınıfı, nihai parça boyutu, karmaşıklık, performans gereksinimleri ve üretim hacimleri gibi faktörlere bağlıdır.

tungsten kobalt tozu
Tungsten Kobalt Tozu 3

Tungsten Kobalt Bileşimi

Tungsten kobalt tozu iki ana bileşen içerir – tungsten karbür ve kobalt. Uygulama ihtiyaçlarına bağlı olarak diğer elementler bulunabilir.

BileşenFonksiyonAğırlık %
Tungsten karbür (WC)Aşırı sertlik, mukavemet ve aşınma direnci sağlarTipik -97
Kobalt (Co)Karbürleri bir arada tutan sünek metalik bağlayıcıTipik %3-16
Tantal, Titanyum, Niobyum karbürleriBelirli uygulamalar için korozyon direnci eklerİsteğe bağlı olarak %5'e kadar
Vanadyum karbürIsıl işlem sırasında tane büyüme inhibitörüİsteğe bağlı olarak %2'ye kadar

Kobaltın Rolü

Kobalt bağlayıcı fazı, tungsten karbür sert metallerde kritik işlevler görür:

  • WC tanelerini sert, metalik bir matriste bir arada tutar
  • Kırılgan WC parçacıklarına kırılma tokluğu ve darbe direnci sağlar
  • Deformasyona izin verir ve yük paylaşımını destekler
  • Mukavemeti artırmak için ısıl işleme olanak tanır
  • Manyetik özellikleri belirler

Daha yüksek kobalt konsantrasyonları genellikle sertliği azaltırken mukavemeti ve imalat kolaylığını artırır. WC-Co oranı doğrudan fiziksel, mekanik, elektriksel ve manyetik özellikleri etkiler.

Tungsten Kobalt Özellikleri

Tungsten karbür kobalt sert metallerin temel özellikleri şunlardır:

MülkiyetPerformans
SertlikEndüstriyel malzemelerin en sertleri arasında 1500 HV veya 90 HRA'ya kadar
Aşınma direnciAşındırıcı ve erozyonel aşınmaya karşı oldukça dayanıklıdır
Sertlik30 MPa√m'ye kadar çatlak yayılma direnci
Yüksek sıcaklık dayanımıSınırlı süreler için 1000°C'ye kadar çalışabilir
Korozyon direnciOldukça inerttir ancak belirli sınıflar daha iyi performans sunar
Termal iletkenlikIsı uzaklaştırma için 100 W/mK'ye kadar
Elektriksel iletkenlikSınıfa bağlı olarak yarı iletkenlikten metale yakın aralıkta değişir
Termal genleşme katsayısı~5-7 x 10<sup>-6</sup> K<sup>-1</sup> ile çeliğe benzer
Yoğunluk11-15 g/cc, titanyum alaşımlarından daha ağır
Manyetik özelliklerWC-Co oranına göre belirlenir, bazı segmentler için kritiktir

Sertlik, aşınma performansı ve kırılma tokluğunun benzersiz dengesi, çimentolu karbürleri aşırı basınçlara, sıcaklıklara, darbelere, sürtünmeye ve aşındırıcı ortamlara dayanmak için ideal hale getirir. Özellikler, belirli uygulamaya ve hizmet koşullarına göre seçilen bileşim ve işleme parametrelerine göre ince ayarlanır.

Tungsten Kobalt Uygulamaları

Olağanüstü sertlik ve aşınma özelliklerinin mukavemet ve termal dirençle birleşimi sayesinde, tungsten karbür kobalt malzemeleri aşağıdaki segmentlerde son derece geniş bir endüstriyel kullanıma sahiptir:

EndüstriYaygın Uygulamalar
MadencilikDelme aletleri ve uçları, kaya delme uçları ve dişleri, eleme ortamları
Petrol ve gazKuyu içi aletler, kablolu aletler, çatlatma topları, kovanlar, kuyu delme
İnşaatYol frezeleme ve planlama aletleri, hendek açma aletleri, daire testereler
Metal İşlemeTorna uçları, soğuk şekillendirme kalıpları, döner frezeler, kesiciler, silindir terazileri
Ağaç işlemeKesici takımlar, daire testereler, yonga makineleri, planya ve birleştirme bıçakları
OtomotivYakıt enjeksiyon memesi tutucusu, valfler ve yuvalar
Havacılık ve UzayTel çekme kalıpları, ekstrüzyon kalıpları, dövme aletleri
ElektronikYarı iletken gofret dilimleme bıçakları
Tıbbi ve dişçilikCerrahi bıçaklar ve matkap uçları
Gıda işlemeEt kıyma plakaları, ekstrüzyon kalıpları

Tungsten karbür kobaltın benzersiz özellikleri, aşırı hizmet koşullarında geleneksel takım çeliklerinden, paslanmaz çeliklerden ve diğer rakip malzemelerden daha iyi performans göstermesini sağlar.

Tungsten Kobalt Tozu Özellikleri

Presleme ve sinterleme için tungsten karbür kobalt tozu, çeşitli uluslararası spesifikasyonları karşılar:

StandartAçıklama
ISO 2768Çimentolu karbür tozları için geometrik toleranslar
ISO 4499Çimentolu karbürün tane boyutunun ölçüm yöntemleri
ASTM B771Enjeksiyon kalıplama için bakır-tungsten karbür tozu standardı
JIS R 1601Çimentolu karbür tozlarının sınıflandırılması

ISO 2768'e göre tipik değerlerle birlikte temel toz ölçümleri:

ParametreTipik Aralık
Parçacık boyutu0,2 ila 120 mikron
Parçacık şekliYuvarlak, köşeli veya ezilmiş
Görünür yoğunluk3-8 g/cc
Musluk yoğunluğu4-12 g/cc
Özgül yüzey alanı0,1 ila 20 m<sup>2</sup>/g
Katı çözelti içeriğiİsteğe bağlı olarak %5'e kadar
Artık karbonMaks. %0,1
Artık oksijenMaks. %0,6

Üreticiler, hedef uygulamalar için özel olarak hazırlanmış her bir toz sınıfı için kimyasal bileşimi, fiziksel özellikleri ve denetim kriterlerini belirten ayrıntılı TDS ve COA sağlar. Benzersiz ihtiyaçlar için özel karışımlar sunulmaktadır.

Tungsten Karbür ve Kobalt Sert Metaller

Standart tungsten karbür sınıfları ile kobalt açısından zengin sert metal tozları karşılaştırılırken temel farklılıklar:

ParametreTungsten KarbürKobalt Sert Metal
Kompozisyon-97 WC ve %3-6 Co-90 WC ve -16 Co
Sertlik92 HRA'ya kadar (>1500 HV)62 HRA'ya kadar (~700 HV)
SertlikKırılgan kırılma riski daha yüksek30 MPa√m'ye kadar çatlak yayılma direnci
Güç2.000 ila 3.000 MPa enine kopma mukavemeti4.500 ila 5.500 MPa enine kopma mukavemeti
Aşınma direnciAşırı aşınma ve erozyon direnciDaha düşük ancak yine de mükemmel aşınma performansı
Korozyon direnciBağlayıcı tarafından korunmadığı takdirde oksidasyona ve kimyasal saldırıya eğilimlidirDaha kalın kobalt katmanından daha iyi korozyon koruması
Manyetik tepkiEser miktarda kobalt bağlayıcıdan hafif manyetikDaha yüksek kobalt içeriği nedeniyle ferromanyetik

Ticari kazançlar

Kobalt içeriğinin artırılması, sertliği ve aşınma performansını azaltırken tokluğu ve korozyon direncini artırır. En kritik özelliğe göre sınıfı seçin – aşırı sertlik ve mukavemet ve dayanıklılık.

tungsten kobalt tozu
Tungsten Kobalt Tozu 4

Tungsten Karbür ve Tungsten Karbür Kobalt

Tungsten karbür ile toz (kobalt bağlayıcısı olmayan saf WC) ve tungsten karbür kobalt (kompozit WC+Co tozu) arasında ayrım yapmak önemlidir.

MetrikTungsten KarbürTungsten Karbür Kobalt
BileşenlerKobalt içermeyen saf tungsten karbürYakın WC+Co toz karışımı
SertlikAşırı yüksek sertlik, çok kırılganKobalt sertleşmesiyle dengelenen sertlikte azalma
UygulamalarBağlayıcı olmadan saf WC formunda sınırlı kullanımÇoğu ticari kullanım, bağlayıcı olarak kobalt gerektirir
İşlemeSaf WC tozunu sinterlemek zorÜrünü güçlendirmek için kobalt ile daha kolay konsolidasyon
FiyatTek bir bileşen olarak daha az maliyetliKobalt içeriği nedeniyle daha yüksek maliyet
KullanılabilirlikDaha az yaygın olarak kullanılırÇok yaygın olarak bulunur

Bu nedenle tungsten karbür kobalt tozları, sert metal parça üretiminin çoğu kullanım durumu için daha çok yönlü ve uygulanabilirdir.

Tungsten Kobalt Toz Sınıfları

Tungsten karbür kobalt tozu, performans ihtiyaçlarını karşılamak için çok çeşitli standart bileşimler ve sınıflarda ticari olarak mevcuttur:

SınıfAçıklamaUygulamalar
MikrotaneDaha küçük, karmaşık bileşenler için çok ince <1 mikron tozMinyatür takımlama, elektronik
SubmikronOrta düzeyde yüzey alanına sahip, 1 mikrondan hemen küçük parçacıklarDeğiştirilebilir uçlar, çekme kalıpları
Ultrafineİyileştirilmiş özellikler için ~1-5 mikron tozKesici takımlar, madencilik kazmaları
GüzelDaha iyi akış ve paketleme için orta boy 5-10 mikron parçacıklarMetal çıkarma takımları, aşınma parçaları
StandartGenel amaçlı 10-30 mikron tozİnşaat, ahşap işleme, şekillendirme takımları
Orta/kabaDaha yüksek tokluğa sahip daha büyük >30 mikron parçacıklarMadencilik, petrol ve gaz, büyük parçalar

Daha yüksek sınıflandırmalar, parçacık boyutu dağılımı, şekil, saflık seviyeleri, oksijen/karbon içeriği ve mikro yapı gibi kritik toz ölçümlerinde daha sıkı kontrol ile üstün kaliteyi gösterir.

Birinci sınıf tozlar, bitmiş çimentolu karbür bileşenlerde sinterlenmiş yoğunluğu, performans tutarlılığını ve güvenilirliği artırır. Ancak, gelişmiş uygulamalar için optimize edilmiş daha ince, daha saf tungsten kobalt sınıfları için maliyet de önemli ölçüde artar.

Tungsten Kobalt Tozunun Maliyet Analizi

Fiyatlandırma, bileşime, sınıfa, sipariş hacimlerine ve piyasa koşullarına göre değişir:

Toz SınıfıOrtalama Fiyat Aralığı
Standart ticari 10-30 mikronKilogram başına 27 ila 37 dolar
İnce taneli submikron 1-5 mikronKilogram başına 45 ila 55 dolar
Yüksek saflıkta ultra ince <1 mikronKilogram başına 90 ila 110 dolar
Özel bağlayıcı zenginleştirilmiş veya kobalt sınıflarıKilogram başına 80 ila 250+ dolar
  • Tungsten fiyat dalgalanması, toz maliyetlerini doğrudan etkiler
  • Daha yüksek saflıkta tıbbi ve havacılık sınıfları, birinci sınıf fiyatlandırma talep eder
  • Binlerce kiloluk toplu siparişler önemli maliyet tasarrufu sağlar

Artan enerji, ham madde ve nakliye maliyetleriyle birlikte, tungsten karbür kobalt tozu fiyatları yukarı yönlü baskı ile karşı karşıya kaldı, ancak piyasalar arz ve talebi dengeledikçe istikrara kavuşması bekleniyor. Dikkate alın karar verme için toplam yaşam döngüsü maliyet analizi daha yüksek performans sınıfları, daha düşük $/parça maliyetlerine dönüşen üstün üretkenlik ve dayanıklılık sağlayabildiğinden.

SSS

Çimentolu karbür nedir?

Çimentolu karbür, karbür parçacıklarının tipik olarak kobalt olan bir bağlayıcı faz ile karıştırılmasıyla yapılan kompozit bir malzemeyi ifade eder. Tungsten karbür tozu karbür bileşeni olarak kullanılarak yapılan tungsten karbür kobalt (tungsten kobalt, WC-Co veya karbür kobalt olarak da adlandırılır), benzersiz özellikleri sayesinde son derece popüler bir çimentolu karbür türüdür.

Farklı tungsten karbür sınıfları nelerdir?

Tungsten karbür tozu, saflık, parçacık boyutu, karbon/oksijen içeriği ve diğer ölçümlere göre farklı sınıflarda mevcuttur. Yaygın tungsten karbür tozu tanımlamaları arasında mikrotane, submikron, ince, standart ve

Tungsten karbür parçalar nasıl yapılır?

Bitmiş tungsten karbür kobalt bileşenleri yapmak için tercih edilen konsolidasyon işlemi, toz metalurjisini presleme ve sinterlemeyi içerir:

  • Uygun miktarda WC ve Co tozları tartılır
  • İntim bir şekilde karıştırmak ve homojenleştirmek için bilyalı değirmenleme
  • Kalıplar kullanarak ve basınç uygulayarak “yeşil” parçalara sıkıştırma
  • İşleme dayanımı kazandırmak için parçaları bağından ayırma ve ön sinterleme
  • Kobaltın erime noktasının hemen altında yüksek sıcaklıkta sinterleme
  • Ek ısıl işlemler özellikleri daha da artırabilir

Toz metalurjisinin esnekliği, olağanüstü karbür özellikleri ile birleştiğinde, bu tekniği ticari ölçekli üretim için son derece popüler hale getirir.

Tungsten karbürün rengi nedir?

Toz halinde, tungsten karbür kobalt tipik olarak koyu gri bir renk sergiler. Nihai görünüm, bileşime göre değişir - kobalt içermeyen saf tungsten karbür açık gri görünebilir. Daha yüksek kobalt içeriği daha metalik bir renk verir. Tamamen sinterlenmiş tungsten karbür parçalar, başlangıç toz oranındaki farklılıkları yansıtır. Genel olarak, gri tonlarından biri en temsili renktir.

Tungsten karbür manyetik midir?

Tungsten karbürün kendisi manyetik değildir. Ancak, manyetik yanıt, WC-Co alaşımlarındaki kobalt bağlayıcı yüzdesi ile belirlenir. %6 veya daha az kobalt içeren kaliteler genellikle yalnızca zayıf manyetik çekim sergiler. 'un üzerinde Co içeren kobalt açısından zengin bileşimler ferromanyetik hale gelir. Bu, yıpranmış ve kullanılmış sementit karbür bileşenlerinin geri dönüşüm için geri kazanılması için manyetik ayırma tekniklerini kolaylaştırır.

Tungsten karbür tehlikeli midir?

Çoğu endüstriyel toz gibi, tungsten karbür kobaltı işlerken belirli sağlık ve güvenlik önlemleri geçerlidir:

  • Toz solunmasından kaçınılmalıdır
  • Yeterli havalandırmanın mevcut olduğundan emin olun
  • Kişisel koruyucu ekipman (KKD) takın - gerektiğinde maske, eldiven, gözlük
  • Cilt teması veya yutmayı önleyin
  • Riskleri uygun şekilde yönetmek için Güvenlik Bilgi Formunu (GBF) inceleyin

Katı formda, tungsten karbürün kendisi nispeten inerttir ve toksik olarak kabul edilmez. Ancak tipik kobalt bağlayıcı, bazı kişiler için cilt veya solunum duyarlılığına neden olabilir. Genel olarak, sementit karbürler, yönergelere göre dikkatli bir şekilde işlenirse önemli sağlık tehlikesi oluşturmaz.

Sonuç

Tungsten karbür kobalt, sertliği, mukavemeti, tokluğu ve aşınma performansı ile birleştiğinde, metal işleme, madencilik, inşaat, enerji ve çok sayıda endüstriyel uygulama için işçi sementit karbür haline gelmiştir. WC ve Co toz bileşimini ve konsolidasyon işlemini özelleştirmek, özel özellik profillerini mümkün kılar. Bileşen güvenilirliği, tutarlılığı ve takım ömrü, besleme stoğu olarak seçilen tungsten kobalt tozunun kalitesine ve sınıfına bağlıdır. Öncüler performans sınırlarını zorlamaya devam ettikçe, sementit karbürlerdeki gelişmeler, çok çeşitli son teknoloji teknolojilerde gelecekteki atılımları destekleyecektir.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Bültenimize Abone Olun

Güncellemeleri alın ve en iyilerden öğrenin

Keşfedilecek Daha Fazla Şey

Scroll to Top