Volframkarbiidist MIM osad

Tootekirjeldus

Volframkarbiid on ühend, mis koosneb volframist ja süsinikust, molekulivalem on WC ja molekulmass on 195,85. See on must kuusnurkne metallilise läikega kristall, mille kõvadus on sarnane teemandi omaga ning see on hea elektri- ja soojusjuht. Volframkarbiid ei lahustu vees, vesinikkloriidhappes ja väävelhappes ning lahustub kergesti lämmastikhappe ja vesinikfluoriidhappe segus. Puhas volframkarbiid on rabe ja kui lisada väike kogus titaani, koobaltit ja muid metalle, saab rabedust vähendada. Terase lõikeriistadena kasutatavale volframkarbiidile lisatakse sageli titaankarbiidi, tantaalkarbiidi või nende segusid, et parandada koputusvastast võimet. Volframkarbiid on keemiliselt stabiilne. Volframkarbiidi pulbrit kasutatakse tsementeeritud karbiidi tootmismaterjalides.

Lühike ajalugu

Alates 1893. aastast on Saksa teadlased kasutanud volframtrioksiidi ja süsinikku, et kuumutada koos kõrge temperatuurini elektriahjus volframkarbiidi tootmiseks, ning püüdnud kasutada selle kõrget sulamistemperatuuri, kõrget kõvadust ja muid omadusi traadi tõmbamise stantside jms tootmiseks. teemantmaterjalide asendamiseks. . Kuid volframkarbiidi suure rabeduse, kergesti pragunemise ja madala sitkuse tõttu pole seda tööstuses kasutatud. 1920. aastatel leidis Saksa teadlane Karl Schroter, et puhas volframkarbiid ei suuda kohaneda tõmbamisprotsessi käigus tekkivate intensiivsete pingemuutustega. Ainult madala sulamistemperatuuriga metallide lisamisega WC-sse saab tooriku valmistada kõvadust vähendamata. Omab teatud sitkust. Schroter pakkus esmakordselt välja pulbermetallurgia meetodi 1923. aastal, st volframkarbiidi segamist väikese koguse rauarühma metallidega (raud, nikkel, koobalt), seejärel pressimine ja paagutamine vesinikus temperatuuril üle 1300 kraadi C kõvaduse saamiseks. sulamite patent.

Füüsilised ja keemilised omadused

Füüsikalised omadused

See on must kuusnurkne kristall. Lahustub lämmastikhappe ja vesinikfluoriidhappe segus ning aqua regia, vees ei lahustu.

Ckeemilised omadused

Volframkarbiidi molekulaarstruktuur

Aktiivne oksüdatsioon algab õhus temperatuuril üle 500 kraadi ja oksüdatsioonivastane võime on nõrk.

Tugev happekindlus.

Keemilise reaktsiooni valem: W pluss C=WC Märkus: Reaktsioon 1150 kraadi juures.

See ei interakteeru klooriga temperatuuril alla 400 kraadi; see võib toatemperatuuril ägedalt reageerida fluoriga; õhu käes kuumutamisel oksüdeerub see volframoksiidiks.

Arvutuslikud andmed

1. Hüdrofoobse parameetri arvutamise kontrollväärtus (XlogP): puudub

2. Vesiniksideme doonorite arv: 0

3. Vesiniksideme aktseptorite arv: 1

4. Pööratavate keemiliste sidemete arv: 0

5. Tautomeeride arv: puudub

6. Topoloogiliste molekulide polaarpind: 0

7. Raskete aatomite arv: 2

8. Pinnapealne tasu: 0

9. Keerukus: 10

10. Isotoopide aatomite arv: 0

11. Määrake aatomite stereotsentrite arv: 0

12. Ebakindel arv aatomstereotsentreid: 0

13. Määrake keemiliste sidemete stereotsentrite arv: 0

14. Keemiliste sidemete stereokeskuste ebakindel arv: 0

15. Kovalentse sideme osakute arv: 1

Tootmismeetod

Kasutades toorainena metallist volframi ja süsinikku, segage kuulveskiga volframipulber, mille osakeste keskmine suurus on 3-5 μm, ja sama palju tahma. Või soojendage seda induktsioonahjus 1400-1700 kraadini, eelistatavalt reguleerituna 1550-1650 kraadini. Vesinikuvoolus moodustub algselt W2C, mis jätkab kõrgel temperatuuril reageerimist, moodustades WC. Või esmalt lagundage volframipulbri saamiseks termiliselt volframheksakarbonüüli 650-1000 kraadi juures CO atmosfääris ja seejärel reageerige süsinikmonooksiidiga temperatuuril 1150 kraadi, et saada WC. W2C võib tekkida sellest temperatuurist kõrgemal temperatuuril.

Keemilise reaktsiooni valem:

Volframipulber (osakeste keskmine suurus 3-5 μm) saadakse volframtrioksiidi WO3 hüdrogeenimisel. Seejärel valmistage volframipulbri ja tahma segu ekvimolaarses vahekorras (kuivsegamine kuulveskiga umbes 10 tundi) ja suruge see rõhuga umbes 1t/cm2. Asetage survevormitud plokk grafiitkettasse või tiiglisse ja soojendage seda vesinikuvoolus 1400-1700 kraadini (eelistatavalt 1550-1650 kraadini) (kasutades puhast vesinikku, mille kastepunkt on -35 kraadi ) grafiiditakistusahjus või induktsioonahjus. kraadi), tekitab selle karboniseeritus WC. Reaktsioon algab volframiosakeste ümber, kuna reaktsiooni algfaasis tekib W2C ning mittetäieliku reaktsiooni tõttu (peamiselt reaktsiooni madala temperatuuri tõttu) jäävad lisaks WC-le ka reageerimata W ja vaheprodukt W2C. Seetõttu tuleb seda kuumutada ülalmainitud kõrge temperatuurini. Maksimaalne temperatuur tuleks määrata vastavalt tooraine volframi osakeste suurusele. Jämedate osakeste puhul, mille osakeste keskmine suurus on umbes 150 μm, viiakse reaktsioon läbi kõrgel temperatuuril 1550-1650 kraadi.

Keemilise reaktsiooni valem:

Vastavalt tsementeeritud karbiidi nõuetele volframkarbiidist WC tera suurusele kasutatakse erineva tera suurusega volframkarbiidi vastavalt tsementeeritud karbiidi erinevatele kasutusviisidele; tsementeeritud karbiidist lõikeriistad, nagu lõikemasina tera V-CUT noad jne, viimistlussulam kasutab ülipeent alam- Peeneteralist volframkarbiidi; keskmise teraga volframkarbiidi kasutatakse sulamite töötlemata töötlemiseks; keskmise jämedat volframkarbiidi kasutatakse toorainena gravitatsioonilise lõikamise ja raskeveokite lõikamise sulamite jaoks; jämedateralist volframkarbiidi kasutatakse suure kivimi kõvaduse ja suure löögikoormusega kaevandustööriistade jaoks; väike löökkoormus kiviga kokkupõrkel Väike, kulumiskindlate osade toorainena kasutage keskmise teraga volframkarbiidi; kulumiskindluse, survekindluse ja pinnaviimistluse rõhutamisel kasutage toorainena ülipeent ja alapeent keskmiseteralist volframkarbiidi; löögikindlad tööriistad kasutavad toorainena keskmise jämedat volframkarbiidi.

Volframkarbiidi teoreetiline süsinikusisaldus on 6,128 protsenti (aatomisisaldus 50 protsenti). Kui volframkarbiidi süsinikusisaldus on suurem kui teoreetiline süsinikusisaldus, ilmub volframkarbiidis vaba süsinik (WC pluss C). Vaba süsiniku olemasolu muudab paagutamisel ümbritseva söestumise. Volframiterade kasv toob kaasa tsementeeritud karbiidi ebaühtlased terad; volframkarbiidi jaoks on tavaliselt vaja palju kombineeritud süsinikku (suurem kui 6,07 protsenti või sellega võrdne) ja vaba süsinikku (vähem kui 0,05 protsenti või sellega võrdne) ning süsiniku koguhulk sõltub tsementeeritud karbiidi tootmisprotsessist ja kasutusalast.

Tavalistes tingimustes määrab parafiinvaha protsessis vaakumpaagutamiseks kasutatava volframkarbiidi kogusüsiniku põhiliselt kombineeritud hapnikusisaldus briketis enne paagutamist. Üks osa hapnikust suurendab {{0}},75 osa süsinikku, see tähendab WC=6 kogusüsiniku kogust, 13 protsenti pluss hapnikusisaldus protsenti × 0,75 (eeldades paagutamist Ahi on neutraalne atmosfäär. Tegelikult on enamiku vaakumahjude karburiseerivas atmosfääris kasutatud volframkarbiidi kogusüsiniku kogus väiksem kui arvutatud väärtus). a

Volframkarbiidi kogu süsinikusisaldus Hiinas jaguneb laias laastus kolme tüüpi. Parafiiniprotsessis vaakumpaagutamiseks kasutatava volframkarbiidi süsiniku kogusisaldus on umbes 6,18±0.03 protsenti (vaba süsinik suureneb). Parafiiniprotsessis vesinikuga paagutamiseks kasutatava volframkarbiidi süsiniku kogusisaldus on 6,13±0,03. protsenti Volframkarbiidi kogusüsiniku kogus kummiprotsessis vesinikuga paagutamiseks=5,90±0,03 protsenti Ülaltoodud protsessid on mõnikord põimitud, seega peaks volframkarbiidi süsiniku kogusisalduse määramine põhinema konkreetsetel tingimustel.

WC kogusüsiniku kogust, mida kasutatakse erinevate kasutusalade, erineva koobaltisisalduse ja erineva tera suurusega sulamites, saab teha mõningaid väikeseid muudatusi. Madala koobaltisisaldusega sulamite puhul võib kasutada suure süsinikusisaldusega volframkarbiidi ja suure süsinikusisaldusega volframkarbiidi. Lühidalt öeldes on tsementkarbiidi spetsiifilistel kasutusnõuetel volframkarbiidi osakeste suurusele erinevad nõuded.

Rakendusväli

Seda kasutatakse laialdaselt kiirete lõiketööriistadena, ahjude konstruktsioonimaterjalide, reaktiivmootori komponentide, metallkeraamiliste materjalide, takistuskütteelementidena jne.

Kasutatakse lõikeriistade, kulumiskindlate osade, metallide nagu vase, koobalti ja vismuti sulatustiiglite ning kulumiskindlate pooljuhtkilede valmistamisel.

Seda kasutatakse ülikõva tööriistamaterjalina ja kulumiskindla materjalina. See võib moodustada tahkeid lahuseid paljude karbiididega. WC-TiC-Co tsementeeritud karbiidist lõiketööriistu on laialdaselt kasutatud. Seda saab kasutada ka NbC-C ja TaC-C kolmekomponentsete karbiidide modifikatsioonilisandina, mis mitte ainult ei vähenda paagutamistemperatuuri, vaid säilitab ka suurepärase jõudluse ja mida saab kasutada kosmosematerjalina.

Volframkarbiidi (WC) pulbri sünteesimiseks kasutatakse volframenhüdriidi (WO3) ja grafiiti kõrgel temperatuuril 1400-1600 kraadi redutseerivas atmosfääris. Tihedaid keraamilisi tooteid saab saada kuumpressimise paagutamise või kuumisostaatpressimise paagutamise teel.

Ettevaatusabinõud

Volframkarbiidi pihustatav gofreeritud

Terviseoht: Volframi tolm võib põhjustada peribronhiidi, peribronhioliiti, obliteratiivset bronhioliiti ja atroofilist emfüseemi. Volframkarbiid põhjustab proliferatiivset reaktsiooni ja kopsu lümfoidkoe rakkude järkjärgulist kõvenemist. Anuma seinad on paksendatud ja homogeniseeritud. Inimestel, kes puutuvad tööl kokku volframkarbiidi tolmuga, on seedetrakti talitlushäired, neerude ärritus ja katarraalne põletik ülemistes hingamisteedes. Volframkarbiidi maksimaalne lubatud kontsentratsioon on 6mg/m3. Suurim lubatud kontsentratsioon Ameerika Ühendriikides on lahustuvate volframiühendite puhul 1 mg/m3 (arvutatud volframina) ja 5 mg/m3 lahustumatute volframiühendite puhul (arvutatuna volframina).

Ohutuskaitse: Kasutage nõuetele vastavaid gaasimaske, tolmukindlaid riideid, kindaid ja prille. Tolmu lekkimist tuleb vältida kõikides tootmisetappides. Töötajad peavad läbima tööleasumise eelse füüsilise läbivaatuse, mida tehakse regulaarselt kord aastas. Kui ülemistes hingamisteedes ilmnevad ilmsed sümptomid, tuleb töö ajutiselt üle viia ja kontaktist volframiga eemalduda. Kui tekib kopsuskleroos või välise hingamise düsfunktsioon, tuleb nad töölt üle viia.

Ladustamine ja transport

Säilitamine: Seda tuleks hoida jahedas ja kuivas laos ning pakendikonteiner peab olema transportimise ajal heas seisukorras ning kaitstud vihma ja päikese eest.

Pakendamine, ladustamine ja transport: Toode on pakitud polüetüleenist kilekotiga vooderdatud raudtrumlisse (plasttrumlisse) ja ühe koti netokaal ei tohi ületada 50 kg. Välispakendi tünnil peaksid olema sellised sõnad nagu "niiskuskindel" ja "ülespoole". Toodet tuleb hoida jahedas ja kuivas laos. Transpordi ajal tuleb jälgida, et pakendikonteiner oleks terve ning kaitstud vihma ja päikesevalguse eest.

Seotud omadused

Molübdeeni-vasesulam ühendab endas vase ja molübdeeni eelised, kõrge tugevuse, suure erikaalu, kõrge temperatuuritaluvuse, kaare ablatsioonikindluse, hea elektrijuhtivuse ja kuumutusvõime ning hea töötlemisvõime. Kasutades kvaliteetset molübdeenipulbrit ja hapnikuvaba vasepulbrit, kasutades isostaatilist pressimist (kõrge temperatuuriga paagutamine-vase infiltratsioon), et tagada toote puhtus ja täpne proportsioon, peen struktuur, suurepärane jõudlus. Hea kaaremurdmise jõudlus, hea elektrijuhtivus, hea soojusjuhtivus, väike soojuspaisumine.

Metalli survevaluprotsess

Tuvastamissüsteemid