Детали MIM из карбида вольфрама

Описание продукта

Карбид вольфрама представляет собой соединение, состоящее из вольфрама и углерода, молекулярная формула WC и молекулярная масса 195,85. Это черный шестиугольный кристалл с металлическим блеском, его твердость близка к твердости алмаза, он является хорошим проводником электричества и тепла. Карбид вольфрама нерастворим в воде, соляной и серной кислотах и ​​легко растворим в смеси азотной и плавиковой кислот. Чистый карбид вольфрама хрупок, и если добавить небольшое количество титана, кобальта и других металлов, хрупкость можно уменьшить. Карбид вольфрама, используемый в качестве стальных режущих инструментов, часто добавляют к карбиду титана, карбиду тантала или их смесям для улучшения антидетонационной способности. Карбид вольфрама химически стабилен. Порошок карбида вольфрама используется в материалах для производства цементированного карбида.

Краткая история

С 1893 года немецкие ученые использовали триоксид вольфрама и углерод для совместного нагревания до высокой температуры в электрической печи для производства карбида вольфрама и пытались использовать его высокую температуру плавления, высокую твердость и другие характеристики для производства волочильных волок и т. д. чтобы заменить алмазные материалы. . Однако из-за высокой хрупкости, легкого растрескивания и низкой ударной вязкости карбид вольфрама не нашел применения в промышленности. В 1920-х годах немецкий ученый Карл Шретер обнаружил, что чистый карбид вольфрама не может адаптироваться к интенсивным изменениям напряжения, возникающим в процессе волочения. Только добавляя в WC легкоплавкие металлы, можно изготовить заготовку без снижения твердости. Обладает определенной жесткостью. Шретер впервые предложил метод порошковой металлургии в 1923 г., то есть смешивание карбида вольфрама с небольшим количеством металлов группы железа (железо, никель, кобальт), затем прессование и спекание в водороде при температуре выше 1300°С для получения твердости патент на сплавы.

Физические и химические свойства

Физические свойства

Это черный шестиугольный кристалл. Растворим в смешанной кислоте азотной кислоты и плавиковой кислоты и царской водке, нерастворим в воде.

Cхимические свойства

Молекулярная структура карбида вольфрама

Активное окисление начинается при температуре выше 500 градусов на воздухе, а антиокислительная способность слабая.

Сильная кислотостойкость.

Формула химической реакции: W плюс C=WC Примечание: Реакция при 1150 градусах.

Не взаимодействует с хлором ниже 400 градусов; он может бурно реагировать с фтором при комнатной температуре; при нагревании на воздухе окисляется до оксида вольфрама.

Расчетные данные

1. Эталонное значение расчета гидрофобного параметра (XlogP): нет

2. Количество доноров водородной связи: 0

3. Количество акцепторов водородной связи: 1

4. Количество вращающихся химических связей: 0

5. Количество таутомеров: нет

6. Площадь полярной поверхности топологических молекул: 0

7. Количество тяжелых атомов: 2

8. Поверхностный заряд: 0

9. Сложность: 10

10. Количество атомов изотопа: 0

11. Определить количество атомных стереоцентров: 0

12. Неопределенное количество атомных стереоцентров: 0

13. Определить количество стереоцентров химических связей: 0

14. Неопределенное количество стереоцентров химической связи: 0

15. Количество звеньев ковалентной связи: 1

Метод производства

Используя в качестве сырья металлический вольфрам и углерод, с помощью шаровой мельницы сухую смесь вольфрамового порошка со средним размером частиц 3-5 мкм и сажу в таком же количестве. Или нагрейте его до 1400-1700 градусов в индукционной печи, желательно при температуре 1550-1650 градусов. В потоке водорода первоначально образуется W2C, который продолжает реагировать при высокой температуре с образованием WC. Или сначала термически разложить гексакарбонил вольфрама при 650-1000 градусах в атмосфере CO для получения порошка вольфрама, а затем прореагировать с монооксидом углерода при 1150 градусах для получения WC. W2C может образовываться при температуре выше этой температуры.

Формула химической реакции:

Порошок вольфрама (средний размер частиц 3-5 мкм) получают гидрогенизационным восстановлением триоксида вольфрама WO3. Затем готовят смесь порошка вольфрама и сажи в эквимолярном соотношении (сухое перемешивание шаровой мельницей в течение примерно 10 часов) и прессуют под давлением около 1 т/см2. Поместите отлитый под давлением блок в графитовый диск или тигель и нагрейте его до 1400-1700 градусов (предпочтительно 1550-1650 градусов) в потоке водорода (используя чистый водород с точкой росы -35 градус) в графитовой печи сопротивления или индукционной печи. градусов ), при его науглероживании образуется WC. Реакция начинается вокруг частиц вольфрама, так как W2C образуется на начальной стадии реакции, а помимо WC остается непрореагировавший W и промежуточный продукт W2C из-за незавершенности реакции (в основном из-за низкой температуры реакции). Поэтому его необходимо нагреть до упомянутой выше высокой температуры. Максимальная температура должна определяться в соответствии с размером частиц исходного вольфрама. Для крупных частиц со средним размером частиц около 150 мкм реакцию проводят при высокой температуре 1550-1650 градусов.

Формула химической реакции:

В соответствии с требованиями цементированного карбида к размеру зерна карбида вольфрама WC, карбид вольфрама с разным размером зерна используется в соответствии с различным использованием цементированного карбида; режущие инструменты из цементированного карбида, такие как лезвия для режущих машин, ножи V-CUT и т. д., в отделочном сплаве используется сверхмелкозернистый карбид вольфрама; среднезернистый карбид вольфрама применяется для черновой обработки сплавов; карбид вольфрама средней крупности используется в качестве сырья для гравитационной резки и тяжелых режущих сплавов; крупнозернистый карбид вольфрама используется для горных инструментов с высокой твердостью породы и большой ударной нагрузкой; малая ударная нагрузка при ударе по камню Мелкий, среднезернистый карбид вольфрама используется в качестве сырья для изготовления износостойких деталей; подчеркивая его износостойкость, сопротивление сжатию и чистоту поверхности, используйте в качестве сырья сверхмелкий и субмелкий среднезернистый карбид вольфрама; в ударопрочных инструментах в качестве исходного материала используется карбид вольфрама средней крупности.

Теоретическое содержание углерода в карбиде вольфрама составляет 6,128 процента (атомные 5 0 процентов). Когда содержание углерода в карбиде вольфрама превышает теоретическое содержание углерода, в карбиде вольфрама появляется свободный углерод (WC плюс C). Присутствие свободного углерода приводит к науглероживанию окружающей среды при спекании. Рост зерен вольфрама приводит к неравномерности зерен цементированного карбида; для карбида вольфрама обычно требуется высокое содержание связанного углерода (больше или равно 6,07 процента) и свободного углерода (меньше или равно 0,05 процента), а общее содержание углерода зависит от производственного процесса и области применения цементированного карбида.

При нормальных условиях общий углерод карбида вольфрама для вакуумного спекания в процессе парафинового воска в основном определяется общим содержанием кислорода в брикете перед спеканием. Одна часть кислорода увеличит {{0}},75 частей углерода, то есть общий углерод WC=6,13% плюс содержание кислорода в процентах × 0,75 (при условии спекания). нейтральная атмосфера.На самом деле общее количество углерода карбида вольфрама, используемого в атмосфере науглероживания большинства вакуумных печей, меньше расчетного значения). в

Общее содержание углерода в карбиде вольфрама в Китае можно условно разделить на три типа. Общее содержание углерода в карбиде вольфрама для вакуумного спекания в парафиновом процессе составляет около 6,18±0,03 процентов (свободный углерод увеличится). Общее содержание углерода в карбиде вольфрама при водородном спекании в парафиновом процессе составляет 6,13±0,03. процент общего углерода карбида вольфрама для водородного спекания в резиновом процессе=5,90±0,03 процента Вышеупомянутые процессы иногда чередуются, поэтому определение общего углерода карбида вольфрама должно основываться на конкретных условиях.

Некоторые небольшие корректировки могут быть внесены в общий углерод WC, используемый в сплавах с различными диапазонами применения, разным содержанием кобальта и разным размером зерна. В сплавах с низким содержанием кобальта может использоваться карбид вольфрама с высоким общим содержанием углерода, а в сплавах с высоким содержанием кобальта может использоваться карбид вольфрама с низким общим содержанием углерода. Короче говоря, конкретные требования к использованию цементированного карбида имеют разные требования к размеру частиц карбида вольфрама.

Область применения

Он широко используется в качестве высокоскоростных режущих токарных инструментов, конструкционных материалов для печей, компонентов реактивных двигателей, металлокерамических материалов, резистивных нагревательных элементов и т. д.

Используется в производстве режущих инструментов, износостойких деталей, плавильных тиглей для металлов, таких как медь, кобальт и висмут, и износостойких полупроводниковых пленок.

Он используется как сверхтвердый инструментальный материал и износостойкий материал. Он может образовывать твердые растворы со многими карбидами. Широко используются режущие инструменты из цементированного карбида WC-TiC-Co. Его также можно использовать в качестве модифицирующей добавки для тройных карбидов NbC-C и TaC-C, которые могут не только снизить температуру спекания, но и сохранить отличные характеристики и могут использоваться в качестве аэрокосмических материалов.

Порошок карбида вольфрама (WC) синтезируется с использованием ангидрида вольфрама (WO3) и графита при высокой температуре 1400-1600 градусов в восстановительной атмосфере. Плотные керамические изделия могут быть получены спеканием горячим прессованием или спеканием горячим изостатическим прессованием.

Меры предосторожности

Гофрированный спрей из карбида вольфрама

Опасность для здоровья: Вольфрамовая пыль может вызывать перибронхит, перибронхиолит, облитерирующий бронхиолит и атрофическую эмфизему. Карбид вольфрама вызывает пролиферативную реакцию и прогрессирующее отвердение клеток лимфоидной ткани легкого. Стенки сосудов утолщены и гомогенизированы. У людей, контактирующих с пылью карбида вольфрама на производстве, возникают расстройства желудочно-кишечного тракта, раздражение почек, катаральные воспаления верхних дыхательных путей. Максимально допустимая концентрация карбида вольфрама составляет 6 мг/м3. Максимально допустимая концентрация в США составляет 1 мг/м3 для растворимых соединений вольфрама (в пересчете на вольфрам) и 5 ​​мг/м3 для нерастворимых соединений вольфрама (в пересчете на вольфрам).

Защита: Используйте противогазы, пыленепроницаемую одежду, перчатки и очки, соответствующие требованиям. Утечка пыли должна быть предотвращена на всех этапах производства. Работники обязаны проходить медицинский осмотр перед приемом на работу, который проводится регулярно один раз в год. При появлении явных симптомов со стороны верхних дыхательных путей необходимо временно перевести работу и прекратить контакт с вольфрамом. При появлении легочного склероза или нарушения функции внешнего дыхания их следует перевести с работы.

Хранение и транспортировка

Хранение: его следует хранить в прохладном и сухом складе, а упаковочный контейнер должен быть в хорошем состоянии во время транспортировки, и он должен быть защищен от дождя и воздействия солнца.

Упаковка, хранение и транспортировка: Продукт упаковывается в железный барабан (пластиковый барабан), выстланный полиэтиленовым мешком, масса нетто каждого мешка не должна превышать 50 кг. На внешнем упаковочном бочонке должны быть такие слова, как «влагонепроницаемый» и «наверх». Продукт должен храниться в прохладном и сухом складе. При транспортировке следует позаботиться о том, чтобы упаковочная тара была неповрежденной и защищенной от дождя и солнечных лучей.

Связанные свойства

Молибден-медный сплав сочетает в себе преимущества меди и молибдена, высокую прочность, большой удельный вес, высокую термостойкость, устойчивость к дуговой абляции, хорошую электропроводность и тепловые характеристики, а также хорошие характеристики обработки. Использование высококачественного порошка молибдена и порошка бескислородной меди с использованием изостатического прессования (высокотемпературное спекание-медная инфильтрация) для обеспечения чистоты продукта и точного дозирования, тонкой структуры, отличной производительности. Хорошие характеристики отключения дуги, хорошая электропроводность, хорошая теплопроводность, небольшое тепловое расширение.

Процесс литья металлов под давлением

Системы обнаружения