تنگستن کارباید | پوشش تنگستن کارباید

تنگستن کارباید یک ترکیب شیمیایی است که دارای مقداری مساوی از اتم های کربن و تنگستن است. این ماده در حالت پایه ای به شکل پودر خاکستری است. تنگستن کارباید در حالت تحت فشار به اشکال مختلفی در خواهد آمد و در ماشین آلات صنعتی، ساینده ها، ابزار های برش و سایر ابزار آلات مورد استفاده قرار می گیرد.

کارباید تنگستن عنصری است شیمیایی که در جدول تناوبی با w نشان داده می شود و عدد اتمی آن 74 می باشد. عنصری بسیار سخت و مقاوم می باشد که در زمره فلزات انتقالی می باشد. تنگستن کارباید خالص در مصارف الکتریکی استفاده می شود.

این ترکیب شیمیایی حدودا دو برابر سفت تر و محکم تر از فولاد است. این ترکیب از واکنش فلز تنگستن با کربن به دست می آید. درجه دمای بین 1400- 2000 سلسیوس این واکنش و ترکیب ایجاد می شود.

علاوه بر آن می توان این این ترکیب را با گرم کردن تنگستن اکسید در دمای 900 درجه سلسیوس یا در مجاورت هیدروژن با دمای 670 درجه به وجود آورد. البته پس از آن با کربن در آرگون دمای 1000 درجه ترکیب خواهد شد تا تنگستن کارباید نهایی به وجود بیایید.

انواع تنگستن کارباید

همانطور که گفته شد تنگستن کارباید یک عنصر بسیار قوی و مقاوم در برابر سایش و درجه حرارت بسیار بالا است. درجه سختی این فلز بسیار بالا است. در موارد زیادی از این ماده استفاده خواهد شد. به همین جهت شاهد به وجود آمدن انواع تنگستن در صنعت می باشیم.

حالت پایه تنگستن پودر خاکستری رنگی است که هر میزان ذرات پودر ریز تر باشد کیفیت آن بیشتر است. انواع این فلز سخت به قرار زیر است:

انواع شمش و بلوک فلز سخت

قیراط و خمیر پولیش تنگستن کاربید

پودر کشش فلز در انواع ریز بار و درشت بار

نگین مته های حفاری و ضایعات

انواع خمیر های پولیش تنگستن

سوهان پودری و سوزن ساز الماس در اندازه های متفاوت

انواع تیغ به صورت گرد و مکعب در ابعاد های مختلف

پوشش های کاربید تنگستن

روهام صنعت از طیف گسترده ای از پوشش های کاربید تنگستن استفاده می کند تا به مشتریان خود راهی برای محافظت از قطعات و ماشین آلات خود در برابر سایش ساینده ارائه دهد. تنگستن کارباید که معمولاً از طریق فناوری اسپری HVOF اعمال می شود، معمولاً از تنگستن و کبالت پودری تشکیل شده است و تقریباً دو برابر فولاد استحکام دارد. کارباید تنگستن محافظت استثنایی برای ابزارها و ماشین آلات در معرض محیط های سایش بالا ایجاد می کند.

مزایای پوشش کاربید تنگستن

در طی فرآیند اسپری HVOF، ترکیبی از تنگستن و کبالت با مواد زیرلایه پیوند می‌یابد. پوشش کارباید تنگستن حاصل در محافظت از ابزارها و تجهیزات مختلف در برابر سایش و سایش عالی است. این پوشش دارای استحکام باند بسیار بالایی است و به شدت به بسیاری از مواد مختلف می چسبد. تیم متخصص روهام صنعت به انتخاب فرمول پوشش مناسب برای مطابقت با نیازهای کاربردی منحصر به فرد مشتریان کمک می کند.

مزایای پوشش های کاربید تنگستن اعمال شده با فرآیند HVOF عبارتند از:
مقاومت در برابر سایش ساینده
سطح صاف/ تخلخل کم
استحکام باند بالا

کاربردهای تنگستن کارباید

پوشش‌های کاربید تنگستن معمولاً چالش‌های صنعتی مانند سایش، سایش و فرسایش را حل می‌کنند. برای مثال، خانواده روکش‌های کاربید تنگستن را می‌توان برای فن‌های اگزوز، رول‌های فولادی و پیچ‌های نوار نقاله اعمال کرد. با پوشش دادن این اجزا با کاربید تنگستن، سازندگان می توانند سال ها دوام را به ماشین های خود اضافه کنند. پوشش‌های کاربید تنگستن را می‌توان با چندین فرآیند پوشش از جمله اسپری، پلاسما و غیره اعمال کرد. فرآیند پوشش HVOF کمترین تخلخل و بالاترین استحکام باند را در فرآیندهای پوشش موجود ارائه می دهد.

پوشش‌های روهام صنعت همچنین به اجزا و تجهیزات در بسیاری از فرآیندهای صنعتی سود می‌رسانند. رول های فرآیندی که نیاز به چسبندگی خوب در صنعت کاغذ دارند یا پروانه های مورد استفاده در تجهیزات اختلاط می توانند از پوشش های مبتنی بر کاربید تنگستن بهره مند شوند. یک پوشش کاربید تنگستن محافظت مورد نیاز این قطعات را فراهم می کند. شرکت روهام صنعت انواع محلول های پوشش اسپری حرارتی تخصصی اسپری برای محافظت از قطعات مهم ماشین شما که نیازهای پروژه منحصر به فرد شما را برآورده می کند، دارد.

تنگستن کارباید در موارد مختلفی همچون ماشین کاری، معدن، ساخت مهمات جنگی و لوازم جراحی بسیار پرکاربرد است. همچنین استفاده از آن در جوشکاری، ورزشی، متالوژی، صنعت الکترونیک و روشنایی … می باشد. ابزار های برشی که از جنس تنگستن تولید می شوند نسبت به ساییده شدن بسیار مقاوم هستند.

همچنین قادر به تحمل زیاد دما، حتی بیشتر از فولاد تندبر می باشند که به آن، فلز سخت و سمنتد کاربید نیز گفته می شود. اما استفاده و کاربرد این فلز سخت در صنایع و کاربری ها به چه صورت است؟

معدن

این فلز به طور گسترده ای در نوک دریل استخراج کننده سنگ استفاده خواهند شد.

تولید مهمات جنگی

زمانی که اورانیوم ضعیف شده وجود نداشته باشد و یا به خاطر مسائل سیاسی ممنوع باشد از فلز سخت برای ساخت گلوله اسلحه استفاده می شود. همچنین برای اولین بار در جنگ جهانی آلمان از تنگستن کارباید در ساخت بمب های تانک استفاده شد.

به دلیل استفاده از این ماده بمب های ساخته شده دارای چگالی بسیار زیاد می باشند. در واقع نفوذ این بمب ها به دلیل استفاده از این ترکیب بسیار بالا است.

لوازم جراحی

در ساخت لوازم جراحی مخصوصا لوازم جراحی های باز از تنگستن کاربید استفاده می شود. قیچی ها، دسته تیغ جراحی و … از این دست وسیله ها هستند. این لوازم دارای عملکرد بهتری هستند و نیاز به مراقبت های خاصی دارند.

ماشین کاری

تیغ هایی از جنس تنگستن کارباید برای ماشین کاری استفاده می شود زمانی که مواد فولاد آسیب ببیند یا زنگ بزند. ابزار هایی که از جنس تنگستن می باشند لبه برش تیز بهتری دارد. همچنین به دلیل تحمل دمای بالایی این ماده در تیغه ها به ماشین ها اجازه سرعت بالاتر در کار را خواهد داد.

سختی تنگستن کارباید

دو حالت برای ساختار تنگستن کارباید وجود دارد. ساختار مکعبی و شش وجهی دو حالت و ساختار این فلز سخت هستند. تنگستن کاربید نقطه ذوب بالایی دارد. نقطه جوش این ماده 6000 درجه سیلیسیوس بوده و آن را تبدیل به ماده بسیار سخت کرده است. در مقایسه با سختی موهس تقریبا 9 برابر است.

این فلز با کبالت مذاب و نیکل به صورت آلیاژ ترکیب خواهد شد. این ماده در مقابل اسید بسیار مقاوم بوده و با ترکیب نیتریک اسید و هیدرو فلوئوریک در دما های بالاتر از دمای اتاق خورده می شود.

اتصال فولاد و کارباید تنگستن

تنگستن کارباید یکی از تحول های بزرگ و مهم در صنعت ماشین کاری است. همانطور که توضیح داده شد این ماده به روش متالورژی پودر تهیه خواهد شد که دارای خواص مکانیکی فوق العاده ای است.

اما ابزار های ساخته شده به دلیل اندازه و همچنین تردی به تنهایی قابل نصب بر روی ماشین های تراش نخواهند بود. بر این اساس این ابزار ها بر پایه فولادی نصب خواهند شد. بنابراین در صنعت ماشینکاری برای اتصالات کارباید به قطعه از پایه های فولادی با استفاده از لحیم کاری انجام می شود.

انواع دوزه کشش و تنگستن کاربید

برای فرایند کشش مفتول، تغییراتی در سایز مفتول نیاز است. از این رو چه ارتباطی با تنگستن کارباید خواهد داشت؟ برای کشش از دوزه های مقاومی استفاده می شود که دارای بالاترین درجه سختی باشد. در این حالت سیم مفتول با گذر کردن از داخل قالب ها به سایز های دلخواه تبدیل خواهند شد.

برای رسیدن به قطر مطلوب لازم است تا مفتول بیش از یک مرحله از میان قالب کشیده شود. برای ایجاد این فرایند از کربور تنگستن استفاده می شود. امروزه قالب های کشش معمولا از فولاد و تنگستن کارباید یا الماس ساخته خواهند شد. البته از آن بیشتر از کشش فولادی استفاده می شود.

پس برای کشش مفتول فولادی از قالب تنگستن کارباید استفاده می شود. کشش مفتول در انواع مدل ها ساخته می شود.

خواص مکانیکی و ریزساختار قطعات کاربید

پودر تنگستن کارباید 10 درصد وزنی کبالت با استفاده از آسیاب سیاره ای آسیاب می شود. پودر آسیاب شده با میکروسکوپ های الکترونیکی روبشی و پراش و عبوری پرتو ایکس بررسی شده است. مناسب ترین نسبت وزنی برای این پودر 15 درصد است.

در این نسبت اندازه ذرات و دانه به یک میزان تا 39 نانومتر کاهش پیدا کرد. این نسبت در بررسی خواص مکانیکی و ریز ساختار قطعات کاربید تنگستن رعایت شده است. کاربید تانتالیم به منظور ممانعت کننده رشد دانه های کاربید در حین تف جوشی اضافه شده است. سپس پدر تهیه شده تحت فشار 200 مگاپیکسل پرس خواهد شد.

همچنین به مدت یک ساعت در دمای 1370 تا 1450 درجه سیلسیوس تف جوشی خواهد شد. سپس دوباره نمونه ها مورد بررسی قرار خواهند گرفت. در دمای تف جوشی افزودن ممانعت کننده رشد دانه ها کاربیدی و سختی آنها بررسی می شود. سختی را از 1490 به 1615 ویکرز می رساند.

متال اسپری تنگستن کارباید

متال اسپری یکی از روش های ترمیمی و ساخت قطعات و تاسیسات صنعتی است. پوشش قطعات به وسیله تنگستن کارباید یکی از راه حل های خوب برای مقاوم کردن قطعات و تاسیسات است. ترمیم کردن قطعات به وسیله روش متال اسپری مورد تایید بسیاری از کاربران قطعات بوده است.

متریال مورد استفاده از این روش با توجه به نوع قطعه بسیار مهم است. در این روش لایه ای سطحی از فلز بر روی قطعه ایجاد می شود که مانع از خوردگی و سایش قطعه خواهد شد. یکی از مواد مورد استفاده در اسپری پودر تنگستن کاربید است.

متال اسپری فرایندی است که پودر فلزات را بر سطح قطعه ای پاشش می کند. این عمل باعث مقاومت قطعه و تاسیسات خواهد شد.
پوشش لبه تیغه میکسر و یا سایر ماشین کاری ها به روش متال اسپری با متریال تنگستن کارباید راه حلی مناسب برای مقاوم کردن آنها است. تنگستن کاربید به دلیل بافت بسیار ریز دارای مقاومت و سختی قابل توجهی است. این مهم باعث مقاومت قطعه در مقابل سایش خواهد شد.

خدمات پوشش متال اسپری

در متال اسپری و پاشش فلز تنگستن کارباید به نوع قطعه و استفاده آن توجه خواهد شد. این روش دارای مزایایی است که برای ساخت و تعمیر قطعات دسته دوم از آن استفاده می شود. بسیاری از شرکت های خدمات صنعتی وجود دارند که اقدام به ارائه خدمات پوشش متال اسپری هستند.

ترمیم قطعات صنعتی با روش های مختلف و انواع پوشش های ضد سایش از خدمات این شرکت ها می باشند. استفاده از متریال های مختلف و استفاده از تنگستن کارباید بر اساس نوع قطعه از خدمات پوشش متال اسپری است.

علاوه بر آن ایجاد پاشش سیمی با آلیاژ های فلزی و پلاسما اسپری از سایر خدمات متال اسپری است. ایجاد مقاومت قطعات در برابر انواع خوردگی و سایش و مقاوم بودن در برابر اسید ها و در برابر حرارت از خدمات پاشش متال اسپری می باشند.

جوش تنگستن کارباید

منظور از جوش تنگستن کارباید جوشکاری کاربید به اتصالات فولادی است. علت استفاده از جوش تنگستن چیست؟ استفاده از قطعات این فلز سخت به عنوان دندانه و تیغ های اره و مقاومت این تیغه جوشکاری صورت می گیرد.

تنگستن کارباید به دلیل داشتن میزان زیاد کبالت در سطح خود به سادگی قابل جوشکاری است. در این روش نیازی به کار لحیم کاری و استفاده از آلیاژ های لحیم کاری نیست. همچنین نیازی به فرایند قلع اندود نمودن اولیه نخواهد داشت.

نحوه انجام جوشکاری به این صورت است؛ بدنه فولادی تیغ اره و دندانه آماده شده تیغ را به یکدیگر متصل خواهند شد. سطح دندانه پوششی از کبالت آماده سازی شده است. چون از کبالت ساخته شده است به آسانی به جذب فلز فولاد خواهد شد.

صفحه فولادی تیغ داغ شده و دندانه نیز به تبع داغ خواهد شد. به دلیل وجود تفاوت های دما در دو فلز فولاد آب شده و دور دندانه ها را احاطه خواهد کرد. پس در نتیجه به یکدیگر جوش می خورند.

در حالت کلی جوش تنگستن کارباید با فلزی دیگر امکان پذیر است. استفاده از روش های همچون لحیم کاری نیز برای جوش زدن این فلز سخت در ساخت ماشین کاری امکان پذیر است. جوشکاری آن در دو ابزار کاربرد خواهد داشت.

دستگاه پوشش تنگستن کارباید

گفته شد که tungsten carbide یکی از روش های ایجاد پوشش ضد سایش و فرسایش می باشد. به دلیل نقطه ذوب عالی پوشش تنگستن کاربید و سختی فوق العاده آن مقاومت عالی را برای قطعات ایجاد می کند.

پوشش کاربید تنگستن قابلیت اجرایی بر روی انواع سطوح را خواهد داشت. از جمله در فلزات آهن، آلومینیوم، تیتانیوم قابل استفاده می باشد. به علت چسبندگی خوب و بیشترین سختی و پوشش دهی قطعات در ساخت و ترمیم صنایع بسیار مورد توجه قرار گرفته شده است.

ایجاد این روش با استفاده از دستگاه مخصوص پوشش امکان پذیر است. این دستگاه جهت سخت کاری سطحی فلزات مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین برای ایجاد ضخامت لایه تنگستن کاربید 2 الی 40 میکرون و ایجاد سطح سختی استفاده می شود.

دمای عملیات با دستگاه پوشش سرد است و امکان انجام عملیات به صورت موضعی هم صورت می گیرد. این عملیات بر سطح قطعه صورت می گیرد و از پیش روی فرسایش به درون قطعه جلوگیری می شود.

استفاده از این نوع پوشش سرد عملکرد بهتری نسبت به سایر پوشش ها دارد.

اختراع کارباید تنگستن

ساخت و اختراع تنگستن کارباید تحول مهم و بزرگی را در صنایع مختلف ایجاد کرد. فلزی سخت و مقاوم در برابر سایش و فرسودگی با تحمل درجه حرارت بالا از ویژگی های این فلز سخت می باشد. استفاده و کاربرد این فلز در بسیاری از صنایع تایید شده است.

کاربرد این فلز در صنعت ماشین کاری باعث ایجاد تحولات بسیار عظیمی شد. یکی از خواص این فلز سخت تحمل در برابر حرارت جوشکاری و لحیم کاری است. سخت بودن و تحمل درجه حرارت این فلز باعث می شود تا در فلز مورد اتصال آب شده و برای اتصال دور تنگستن کارباید را فرا می گیرد.

همچنین از دیگر کاربرد های مهم از این فلز و یا ترکیب شیمایی استفاده از آن در ترمیم و ساخت قطعات صنعتی است. در روش متال اسپری با متریال این فلز موجب ترمیم و مقاومت بیشتر و افزایش طول عمر دستگاه خواهد شد. بنابراین فلز کاربید تنگستن به دلیل ویژگی های منحصر به فرد در ساخت و تولید بسیاری از صنایع مورد توجه سازندگان می باشد.