новости компании о Что такое карбид вольфрама?

Если вы работаете в сфере производства, строительства или просто любите узнавать о долговечных материалах, вы, вероятно, слышали термин «карбид вольфрама». Но что это такое? Это металл? Какой-то высокотехнологичный пластик? И почему так много профессионалов клянутся им? Как человек, который провел годы в индустрии изделий из карбида вольфрама, я объясню это простым языком — без запутанного жаргона, только то, что вам действительно нужно знать, плюс несколько реальных примеров, с которыми я сталкивался на работе.

Во-первых, основы: что на самом деле представляет собой карбид вольфрама?

Начнем с основ. Карбид вольфрама — это не «чистый» материал, такой как золото или сталь; это композитный материал (изготовленный путем смешивания двух или более веществ), в основе которого лежит «фаза карбида вольфрама (WC)» и «фаза металлического связующего (чаще всего кобальт)».

В реальном промышленном производстве мы редко смешиваем «порошок вольфрама + порошок углерода» напрямую. Вместо этого мы используем предварительно карбидированный порошок карбида вольфрама (порошок WC)— этот порошок уже является соединением вольфрама и углерода, поэтому дополнительный порошок углерода не требуется. Причина, по которой углерод вообще участвует, заключается в том, что карбид вольфрама (WC) по сути представляет собой комбинацию «элементов вольфрама + элементов углерода»; без углерода WC не может образоваться. Но чтобы обеспечить более равномерную реакцию и меньше примесей, заводы сначала предварительно изготавливают порошок вольфрама и порошок углерода в порошок WC, прежде чем переходить к последующим этапам.

Однако одного порошка WC недостаточно — он по своей природе хрупкий и легко сломается при падении. Вот тут и появляется порошок кобальта (Co) (иногда используется никель, но кобальт является наиболее распространенным) в качестве связующего. Проще говоря, основное сырье для изделий из карбида вольфрама на самом деле представляет собой «порошок WC + порошок кобальта»: порошок WC обеспечивает твердость, а порошок кобальта связывает частицы WC вместе, придавая изделию как твердость, так и определенную степень прочности.

Позвольте мне рассказать вам о полном 4-этапном производственном процессе, соответствующем реальным методам:

1. Смешайте «порошок карбида вольфрама (порошок WC)» и «порошок кобальта» в определенных пропорциях — кобальт обычно составляет 5–15%, в зависимости от потребностей продукта (например, сверла требуют больше кобальта для сопротивления ударам).
2. Пресс смесь в нужную форму: подумайте о сверлах, сменных пластинах для инструментов или даже небольших ювелирных изделиях. На этом этапе зеленый компактированный материал (необожженный кусок) ощущается как высушенный глиняный блок — вы можете держать его, но он не выдержит падения.
3. Следующий этап — «спекание»: поместите прессованный зеленый компактированный материал в печь сверхвысокой температуры (около 1400–1600°C — горячее, чем лава!) и нагревайте его в течение нескольких часов. В процессе порошок кобальта плавится в «связующую фазу», прочно обволакивая и связывая частицы WC вместе. После охлаждения он образует твердую, прочную структуру.
4. Конечный продукт? Темно-серый (иногда черный) материал, который нельзя поцарапать ногтем, издает четкий «звонкий» звук при постукивании и одновременно твердый и способный выдерживать определенное количество ударов — это и есть изделие из карбида вольфрама, которое мы на самом деле используем.

3 основные причины, по которым карбид вольфрама является фаворитом среди профессионалов

Меня часто спрашивают: «Почему бы просто не использовать сталь или титан?» Ответ заключается в трех основных преимуществах — тех, которые я вижу своими глазами у своих клиентов каждый день, от машинистов до шахтеров.

1. Он невероятно твердый (лишь немного уступает алмазу!)

Мы используем «шкалу твердости по Моосу» для измерения твердости материала, и карбид вольфрама занимает около 8,5–9. Алмаз — 10, поэтому карбид вольфрама по сути является «вторым по твердости широко используемым материалом» на Земле.

• Реальный пример: клиент, который производит сверла, сказал мне, что его карбид-вольфрамовые сверла могут просверлить нержавеющую сталь 10 раз, прежде чем потребуется повторная заточка. Его старые стальные сверла? Они тупились всего после 1–2 применений.

2. Он обладает высокой износостойкостью — даже при нагревании

Карбид вольфрама исключительно хорошо справляется с трением и высокими температурами. В отличие от стали, которая размягчается при слишком сильном нагревании, карбид вольфрама сохраняет свою твердость даже при резке металла или шлифовании камня.

• Реальный пример: строительная бригада, с которой я работаю, использует пильные диски с карбид-вольфрамовыми наконечниками для резки бетона. Они говорят, что эти лезвия служат месяцами при ежедневном использовании; стальные лезвия, напротив, деформируются или скалываются всего через неделю.

3. Он плотный, но не громоздкий

Карбид вольфрама — один из самых плотных материалов, которые вы найдете в повседневных продуктах. Это означает, что он кажется тяжелым для своего размера — но эта плотность делает его чрезвычайно стабильным. Он не будет гнуться или деформироваться, что идеально подходит для инструментов, требующих точности.

• Реальный пример: я сделал несколько ювелирных изделий из карбида вольфрама на заказ для нескольких клиентов (да, карбид вольфрама подходит и для ювелирных изделий!). Мужское кольцо из карбида вольфрама кажется прочным, но оно достаточно тонкое, чтобы его было удобно носить. И в отличие от золотых или серебряных колец, оно никогда не деформируется.

Где именно можно найти карбид вольфрама?

Вы можете даже не осознавать этого, но вы, вероятно, используете или видите изделия из карбида вольфрама каждую неделю. Помимо заводского оборудования, вот некоторые распространенные места, где он скрывается:

Одно из моих любимых «скрытых» применений? Крошечные карбид-вольфрамовые наконечники на пилочках для ногтей. Вот что делает недорогие пилочки для ногтей такими долговечными — кто бы мог подумать?

3 распространенных мифа, которые я слышу постоянно (и почему они неверны)

После всех этих лет я до сих пор слышу недоразумения о карбиде вольфрама. Давайте расставим все точки над «i» в отношении трех самых частых из них:

Миф 1: «Карбид вольфрама — это просто модный тип стали»

Совершенно неверно! Сталь состоит из железа и углерода, в то время как карбид вольфрама вообще не содержит железа — это комбинация «порошка карбида вольфрама (WC) + порошка кобальта». Вот почему он намного тверже стали. Однажды клиент спорил со мной об этом — пока я не положил стальное лезвие и карбид-вольфрамовое лезвие рядом. Мы поскребли оба по бетону: стальное лезвие сразу же скололось, а карбид-вольфрамовое лезвие осталось невредимым.

Миф 2: «Он такой твердый, что никогда не ломается»

Карбид вольфрама твердый — но он не неразрушим. Его твердость обусловлена порошком WC, а прочность — порошком кобальта. Если добавить меньше кобальта (например, для сверхтвердых режущих пластин), изделие становится очень хрупким. Я усвоил это на собственном горьком опыте: однажды я уронил низкокобальтовую карбид-вольфрамовую пластину на пол в своей мастерской, и она разлетелась на три части. Поэтому обращайтесь с деталями из карбида вольфрама осторожно — особенно с тонкими, маленькими.

Миф 3: «Он слишком дорогой, чтобы того стоило»

Это правда: изделия из карбида вольфрама стоят дороже. Но они служат намного дольше, что экономит деньги в долгосрочной перспективе. Клиент, который руководит механическим цехом, сказал мне, что раньше он тратил 50 долларов в месяц на стальные лезвия. Теперь он тратит 100 долларов на карбид-вольфрамовое лезвие — но оно служит 6 месяцев. Сделайте математику: это 50 долларов в месяц против ~16 долларов в месяц. Это очевидно.

Подводя итог: почему карбид вольфрама важен (даже если вы не в отрасли)

В конце концов, карбид вольфрама — один из тех «закулисных» материалов, которые делают нашу жизнь проще. Он помогает строить дороги, делать смартфоны и поддерживать работу наших инструментов, когда они нам больше всего нужны. Как человек, который работает с ним ежедневно, я до сих пор поражаюсь его универсальности — он может сверлить твердую породу и сделать кольцо, которое прослужит всю жизнь.

Если вы использовали изделия из карбида вольфрама или у вас есть вопросы о них, не стесняйтесь обращаться к нам! Если вы являетесь коллегой-профессионалом, желающим проконсультироваться по поводу продуктов или обсудить технологии, или просто интересуетесь, «почему это сверло такое прочное», мы здесь, чтобы помочь ответить на ваши вопросы.