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
| Tip | Açıklama |
|---|---|
| Kompozisyon | Tipik olarak ağırlıkça -97 WC ve %3-16 kobalt içerir. Sertlik, mukavemet, dayanıklılık ve diğer özellikleri optimize etmek için oran ayarlanır. |
| Parçacık şekli | Yuvarlak/küresel toz, düzgün kalıp dolumu için daha iyi akar. Köşeli ve ezilmiş tozlar daha iyi sıkıştırma mukavemeti sağlar. |
| Parçacık boyutu | Nihai parça boyutuna ve detaylarına bağlı olarak 100+ mikrona kadar kaba parçacıklar için submikron nanoyapılı toz. |
| Notlar | Saflık, 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 Bileşimi
Tungsten kobalt tozu iki ana bileşen içerir – tungsten karbür ve kobalt. Uygulama ihtiyaçlarına bağlı olarak diğer elementler bulunabilir.
| Bileşen | Fonksiyon | Ağırlık % |
|---|---|---|
| Tungsten karbür (WC) | Aşırı sertlik, mukavemet ve aşınma direnci sağlar | Tipik -97 |
| Kobalt (Co) | Karbürleri bir arada tutan sünek metalik bağlayıcı | Tipik %3-16 |
| Tantal, Titanyum, Niobyum karbürleri | Belirli uygulamalar için korozyon direnci ekler | İsteğe bağlı olarak %5'e kadar |
| Vanadyum karbür | Isıl işlem sırasında tane büyüme inhibitörü | İsteğe 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:
| Mülkiyet | Performans |
|---|---|
| Sertlik | Endüstriyel malzemelerin en sertleri arasında 1500 HV veya 90 HRA'ya kadar |
| Aşınma direnci | Aşındırıcı ve erozyonel aşınmaya karşı oldukça dayanıklıdır |
| Sertlik | 30 MPa√m'ye kadar çatlak yayılma direnci |
| Yüksek sıcaklık dayanımı | Sınırlı süreler için 1000°C'ye kadar çalışabilir |
| Korozyon direnci | Oldukça inerttir ancak belirli sınıflar daha iyi performans sunar |
| Termal iletkenlik | Isı uzaklaştırma için 100 W/mK'ye kadar |
| Elektriksel iletkenlik | Sınıfa 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 |
| Yoğunluk | 11-15 g/cc, titanyum alaşımlarından daha ağır |
| Manyetik özellikler | WC-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:
| Endüstri | Yaygın Uygulamalar |
|---|---|
| Madencilik | Delme aletleri ve uçları, kaya delme uçları ve dişleri, eleme ortamları |
| Petrol ve gaz | Kuyu içi aletler, kablolu aletler, çatlatma topları, kovanlar, kuyu delme |
| İnşaat | Yol frezeleme ve planlama aletleri, hendek açma aletleri, daire testereler |
| Metal İşleme | Torna uçları, soğuk şekillendirme kalıpları, döner frezeler, kesiciler, silindir terazileri |
| Ağaç işleme | Kesici takımlar, daire testereler, yonga makineleri, planya ve birleştirme bıçakları |
| Otomotiv | Yakıt enjeksiyon memesi tutucusu, valfler ve yuvalar |
| Havacılık ve Uzay | Tel çekme kalıpları, ekstrüzyon kalıpları, dövme aletleri |
| Elektronik | Yarı iletken gofret dilimleme bıçakları |
| Tıbbi ve dişçilik | Cerrahi bıçaklar ve matkap uçları |
| Gıda işleme | Et 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:
| Standart | Açıklama |
|---|---|
| ISO 2768 | Çimentolu karbür tozları için geometrik toleranslar |
| ISO 4499 | Çimentolu karbürün tane boyutunun ölçüm yöntemleri |
| ASTM B771 | Enjeksiyon kalıplama için bakır-tungsten karbür tozu standardı |
| JIS R 1601 | Çimentolu karbür tozlarının sınıflandırılması |
ISO 2768'e göre tipik değerlerle birlikte temel toz ölçümleri:
| Parametre | Tipik Aralık |
|---|---|
| Parçacık boyutu | 0,2 ila 120 mikron |
| Parçacık şekli | Yuvarlak, köşeli veya ezilmiş |
| Görünür yoğunluk | 3-8 g/cc |
| Musluk yoğunluğu | 4-12 g/cc |
| Özgül yüzey alanı | 0,1 ila 20 m<sup>2</sup>/g |
| Katı çözelti içeriği | İsteğe bağlı olarak %5'e kadar |
| Artık karbon | Maks. %0,1 |
| Artık oksijen | Maks. %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:
| Parametre | Tungsten Karbür | Kobalt Sert Metal |
|---|---|---|
| Kompozisyon | -97 WC ve %3-6 Co | -90 WC ve -16 Co |
| Sertlik | 92 HRA'ya kadar (>1500 HV) | 62 HRA'ya kadar (~700 HV) |
| Sertlik | Kırılgan kırılma riski daha yüksek | 30 MPa√m'ye kadar çatlak yayılma direnci |
| Güç | 2.000 ila 3.000 MPa enine kopma mukavemeti | 4.500 ila 5.500 MPa enine kopma mukavemeti |
| Aşınma direnci | Aşırı aşınma ve erozyon direnci | Daha düşük ancak yine de mükemmel aşınma performansı |
| Korozyon direnci | Bağlayıcı tarafından korunmadığı takdirde oksidasyona ve kimyasal saldırıya eğilimlidir | Daha kalın kobalt katmanından daha iyi korozyon koruması |
| Manyetik tepki | Eser miktarda kobalt bağlayıcıdan hafif manyetik | Daha 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 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.
| Metrik | Tungsten Karbür | Tungsten Karbür Kobalt |
|---|---|---|
| Bileşenler | Kobalt içermeyen saf tungsten karbür | Yakın WC+Co toz karışımı |
| Sertlik | Aşırı yüksek sertlik, çok kırılgan | Kobalt sertleşmesiyle dengelenen sertlikte azalma |
| Uygulamalar | Bağlayıcı olmadan saf WC formunda sınırlı kullanım | Çoğu ticari kullanım, bağlayıcı olarak kobalt gerektirir |
| İşleme | Saf WC tozunu sinterlemek zor | Ürünü güçlendirmek için kobalt ile daha kolay konsolidasyon |
| Fiyat | Tek bir bileşen olarak daha az maliyetli | Kobalt içeriği nedeniyle daha yüksek maliyet |
| Kullanılabilirlik | Daha az yaygın olarak kullanılır | Çok 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:
| Sınıf | Açıklama | Uygulamalar |
|---|---|---|
| Mikrotane | Daha küçük, karmaşık bileşenler için çok ince <1 mikron toz | Minyatür takımlama, elektronik |
| Submikron | Orta düzeyde yüzey alanına sahip, 1 mikrondan hemen küçük parçacıklar | Değiştirilebilir uçlar, çekme kalıpları |
| Ultrafine | İyileştirilmiş özellikler için ~1-5 mikron toz | Kesici takımlar, madencilik kazmaları |
| Güzel | Daha iyi akış ve paketleme için orta boy 5-10 mikron parçacıklar | Metal çıkarma takımları, aşınma parçaları |
| Standart | Genel amaçlı 10-30 mikron toz | İnşaat, ahşap işleme, şekillendirme takımları |
| Orta/kaba | Daha yüksek tokluğa sahip daha büyük >30 mikron parçacıklar | Madencilik, 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 Sınıfı | Ortalama Fiyat Aralığı |
|---|---|
| Standart ticari 10-30 mikron | Kilogram başına 27 ila 37 dolar |
| İnce taneli submikron 1-5 mikron | Kilogram başına 45 ila 55 dolar |
| Yüksek saflıkta ultra ince <1 mikron | Kilogram başına 90 ila 110 dolar |
| Özel bağlayıcı zenginleştirilmiş veya kobalt sınıfları | Kilogram 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.
