วัสดุทังสเตนคาร์ไบด์

บ้าน
วัสดุ
วัสดุทังสเตนคาร์ไบด์

ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?

ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นสารประกอบของทังสเตนและคาร์ไบด์ที่สร้างโครงสร้างผลึกที่มีความหนาแน่นสูงมากที่เรียกว่าผลึกหกเหลี่ยม มันถูกขึ้นรูปด้วยแรงอัดโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการเผาผนึก คาร์ไบด์ที่เผาผนึกและผลิตขึ้นจะมีความแข็งแรงในการอัด มีความแข็งจากความร้อนสูงมาก เรียกว่าคาร์ไบด์แข็ง ซึ่งมีคุณสมบัติทนทานต่อการสึกหรอ ทนต่อการกัดกร่อน และทนต่อแรงกระแทก

คาร์ไบด์แข็งหมายถึงคาร์ไบด์ของโลหะ ทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีเมล็ดละเอียดจะถูกผสมหรือเชื่อมกับโคบอลต์ เทคโนโลยีผงโลหะถูกนำมาใช้ในการผลิตคาร์ไบด์แข็งอย่างชาญฉลาด

ทังสเตนคาร์ไบด์มักถูกเรียกว่าคาร์ไบด์เนื่องจากมีความแข็งสูงมากเมื่อเทียบกับโลหะชนิดอื่น ปัจจุบันมีทังสเตนคาร์ไบด์อยู่มากกว่า 20 เกรด โดยแต่ละเกรดจะมีขนาดเกรน ความแข็ง แรงดึง และจุดหลอมเหลวที่แตกต่างกัน ทังสเตนคาร์ไบด์เทียบได้กับเพชรในฐานะวัสดุที่มีความแข็งที่สุดที่มีจำหน่าย ทังสเตนคาร์ไบด์ใช้ในอุตสาหกรรมหลักทั่วโลกและนิยมใช้ในงานตัดเฉือนที่ต้องการความทนทานต่อการสึกหรอหรือทนต่อแรงกระแทก เช่น ในการผลิตเครื่องมือตัดและเครื่องมือสึกหรอ แม่พิมพ์ และชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ทนทานต่อการสึกหรอ

ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของทังสเตนคาร์ไบด์

กาว

กาวสำหรับทังสเตนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่คือโคบอลต์ ซึ่งประกอบด้วยธาตุหายากหลายชนิด ปริมาณของกาวเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการกำหนดประสิทธิภาพของแต่ละเกรด

ปริมาณโคบอลต์

จากผลการทดลองพบว่ายิ่งปริมาณโคบอลต์ต่ำ วัสดุก็จะยิ่งแข็งขึ้น เมื่อเติมโคบอลต์ลงไป วัสดุก็จะแข็งขึ้นและทนต่อแรงกระแทกได้มากขึ้น เมื่อเติมโคบอลต์ลงไปน้อยลง วัสดุก็จะทนต่อการเสียดสีได้มากขึ้น ในขณะที่ชิ้นส่วนต่างๆ มีแนวโน้มที่จะแตกหักเมื่อถูกกระแทก

ขนาดเมล็ดพืช

เม็ดไมโครเกรนที่เราใช้ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 0.2 ถึง 0.6 ไมโครเมตรนั้นแข็งกว่าวัสดุเม็ดมาตรฐานที่มีปริมาณโคบอลต์เท่ากัน เม็ดไมโครเกรนที่มีขนาดสม่ำเสมอมากขึ้นจะช่วยเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของคาร์ไบด์ เม็ดไมโครเกรนที่เล็กกว่าจะมีความทนทานต่อการบดดีกว่า ส่วนเม็ดไมโครเกรนที่ใหญ่กว่าจะมีประสิทธิภาพในการต้านทานแรงกระแทกที่ดีกว่า เม็ดไมโครเกรนที่ละเอียดมากของทังสเตนคาร์ไบด์มีความแข็งเป็นพิเศษ และเม็ดไมโครเกรนที่หยาบมากนั้นเหมาะที่สุดสำหรับการขัดถูและการกระแทกที่รุนแรง
ความแข็งแรงการแตกหักตามขวางขั้นต่ำ (TRS) TRS เป็นตัววัดความแข็งแรงของทังสเตนคาร์ไบด์ที่เพิ่มขึ้นตามปริมาณโคบอลต์

ความหนาแน่น

ความหนาแน่นจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรและแสดงเป็น g/cm3 ความหนาแน่นที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงการป้องกันการสึกกร่อนที่ดีขึ้นและคาร์ไบด์ทังสเตนที่แข็งแรงขึ้น สามารถทนต่อเวลาการกลึงที่นานขึ้นและขัดเงาได้ดีขึ้น เปอร์เซ็นต์โคบอลต์หรือขนาดเกรนเพียงอย่างเดียวไม่สามารถกำหนดประสิทธิภาพของเกรดได้ แต่การเปลี่ยนแปลงขนาดเกรนและเปอร์เซ็นต์โคบอลต์จะทำให้คาร์ไบด์แข็งขึ้นได้

วัสดุผสม

ทังสเตนคาร์ไบด์นำความร้อนได้เร็วกว่าเหล็กกล้าเครื่องมือมาก แต่การนำความร้อนจะลดลงเมื่อปริมาณสารยึดเกาะเพิ่มขึ้น

เทคโนโลยีการผลิต

ทังสเตนคาร์ไบด์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงและเป็นวัสดุที่มีความเสถียรเป็นพิเศษซึ่งไม่เกิดออกซิเดชันในอากาศในบรรยากาศ

การผลิตเครื่องมือกลึง CNC จากทังสเตนคาร์ไบด์

ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นวัสดุเพียงไม่กี่ชนิดที่สามารถนำมาตัดเฉือนในอุตสาหกรรมได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการตัดเฉือนและทนความร้อนได้ดีเยี่ยม อีกทั้งยังมีความแข็งมาก โดยมีจุดหลอมเหลวมากกว่า 1,800°C เอ็นมิลล์ที่ทำจากทังสเตนคาร์ไบด์ที่ผ่านการเชื่อมนั้นมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงและสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าเครื่องมือเหล็กกล้าความเร็วสูง (HSS) ทั่วไปได้ ความแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์ใกล้เคียงกับเพชร และส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตชิ้นงานที่ทนต่อแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง

การตัดด้วยคาร์ไบด์มักใช้กับการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนและชิ้นงานสแตนเลส เมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นงานเหล็ก เครื่องมือตัดคาร์ไบด์สามารถให้การตกแต่งชิ้นงานได้ดีกว่าเนื่องจากมีความคมสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และความเร็วในการตัดที่เพิ่มขึ้น เครื่องกัดปลายคาร์ไบด์ทังสเตนทำให้การเจาะ การเจียร และการกัดโลหะมีประสิทธิภาพและประหยัดมากขึ้น

Type of Solid Carbide Material	WC %	CO %	Average Grain Size/ µm	GPA T.R.S. N/mm²	Desity ISO 3369 [g/cm³]	Hardness Vickers HV30	Coating	Working Material's Hardness
A	90	10	0.6	3600	14.5	1600	X-CEED	HRC 55
B	86.65	13	0.4	3900	13.9	1700	X-CEED	HRC 60
C	89.8	9	0.2	4000	14.3	2000	NACO	HRC 68