اخبار شرکت کاربید سیمانی چیست؟

اگر در تولید، معدن یا ابزارسازی کار می‌کنید، احتمالاً اصطلاح «کاربید سیمانی» را شنیده‌اید – اما دقیقاً چیست؟ آیا با کاربید تنگستن یکسان است؟ و چرا در مشاغل صنعتی سخت بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد؟کاربید سیمانی (که اغلب «فلز سخت» نامیده می‌شود) یک ماده کامپوزیتی است که با اتصال ذرات سرامیکی سخت (مانند کاربید تنگستن) با یک چسباننده فلزی نرم (مانند کبالت یا نیکل) از طریق حرارت و فشار بالا ساخته می‌شود.. این ماده، سختی فوق‌العاده ذرات سرامیکی را با چقرمگی چسباننده فلزی ترکیب می‌کند و آن را به یکی از بادوام‌ترین مواد برای کاربردهای مقاوم در برابر سایش و برش تبدیل می‌کند. در این مقاله، ما ترکیب، نحوه ساخت، خواص کلیدی، انواع رایج و کاربردهای دنیای واقعی آن را بررسی خواهیم کرد. تمام محتوا برای وضوح ساده شده است، با مثال‌های عملی که متخصصان صنعتی می‌توانند با آن ارتباط برقرار کنند.

عملکرد کاربید سیمانی از دو جزء اصلی آن ناشی می‌شود – ذرات «فاز سخت» و یک فلز «فاز چسباننده». اینها با هم کار می‌کنند تا تعادل بین سختی و چقرمگی را برقرار کنند، که هیچ ماده‌ای (مانند فلز خالص یا سرامیک) به تنهایی نمی‌تواند انجام دهد.

توجه: کاربید تنگستن (WC) محبوب‌ترین فاز سخت است – بیش از 90٪ از محصولات کاربید سیمانی صنعتی از WC به عنوان جزء اصلی سخت استفاده می‌کنند. به همین دلیل است که «کاربید سیمانی» اغلب به طور محاوره‌ای «کاربید تنگستن» نامیده می‌شود (اگرچه از نظر فنی، کاربید تنگستن فقط یک بخش از کامپوزیت است).

کاربید سیمانی مانند فلز ریخته‌گری یا آهنگری نمی‌شود – با استفاده از متالورژی پودر، فرآیندی که پودرهای ریز را به یک ماده جامد متراکم تبدیل می‌کند، ساخته می‌شود. مراحل ساده و به شدت کنترل می‌شوند تا کیفیت تضمین شود:

1. آماده‌سازی پودر:

   • فاز سخت (به عنوان مثال، WC) و چسباننده (به عنوان مثال، Co) به پودرهای فوق‌العاده ریز (اندازه ذرات: 0.5-10 میکرومتر، حدود 1/20 عرض موی انسان) آسیاب می‌شوند.
   • پودرها برای از بین بردن رطوبت (رطوبت باعث ایجاد منافذ در محصول نهایی می‌شود) خشک شده و برای از بین بردن توده‌ها الک می‌شوند.

2. اختلاط پودر:

   • پودرها با نسبت‌های دقیق (به عنوان مثال، 94٪ WC + 6٪ Co) با استفاده از آسیاب‌های گلوله‌ای مخلوط می‌شوند. یک مایع (مانند الکل) یا روان‌کننده (مانند موم) اضافه می‌شود تا توزیع یکنواخت چسباننده در اطراف ذرات سخت تضمین شود.
   • اختلاط 4 تا 24 ساعت طول می‌کشد – یکنواختی در اینجا حیاتی است: توزیع ناهموار چسباننده منجر به نقاط ضعف در محصول نهایی می‌شود.

3. تراکم:

   • پودر مخلوط شده با استفاده از پرس‌های هیدرولیکی به یک «فشرده سبز» (شکل تقریبی محصول نهایی) فشرده می‌شود. فشار از 150 تا 600 مگاپاسکال (1500 تا 6000 برابر فشار اتمسفر) متغیر است تا پودر محکم بسته‌بندی شود.
   • فشرده سبز شکننده است (مانند یک قلعه شنی خشک شده) اما شکل خود را حفظ می‌کند – اکنون برای تفجوش آماده است.

4. تفجوش (مرحله «سخت شدن»):

   • فشرده سبز در یک کوره قرار داده شده و تا 1300-1600 درجه سانتی‌گراد (2372-2912 درجه فارنهایت) در یک اتمسفر محافظ (آرگون یا نیتروژن، برای جلوگیری از اکسیداسیون) گرم می‌شود.
   • در دماهای بالا، فلز چسباننده ذوب شده و در اطراف ذرات فاز سخت جریان می‌یابد و آنها را به هم «چسبانده» می‌کند. فشرده با 5 تا 20 درصد کاهش می‌یابد زیرا شکاف‌های بین پودرها بسته می‌شوند.
   • کوره به آرامی خنک می‌شود (2-5 درجه سانتی‌گراد در دقیقه) تا از ترک خوردن جلوگیری شود – این مرحله فشرده شکننده را به یک قطعه کاربید سیمانی متراکم و سخت تبدیل می‌کند.

5. پردازش پس از تولید (اختیاری):

   • برای قطعات دقیق (به عنوان مثال، ابزارهای برش، حلقه‌های آب‌بندی)، قطعه تفجوش شده با چرخ‌های الماسی آسیاب می‌شود (از آنجایی که کاربید سیمانی سخت‌تر از فولاد است) تا اندازه و شکل آن اصلاح شود.
   • برخی از قطعات صیقل داده شده یا پوشش داده می‌شوند (به عنوان مثال، نیترید تیتانیوم، TiN) تا مقاومت در برابر سایش را افزایش داده یا اصطکاک را کاهش دهند.

محبوبیت کاربید سیمانی ناشی از چهار ویژگی بی‌نظیر آن است که آن را برای شرایط صنعتی سخت ایده‌آل می‌کند:

• سختی: 8.5-9 در مقیاس سختی موس (فقط الماس، نیترید بور مکعبی و چند مورد دیگر سخت‌تر هستند).
• مقاومت در برابر سایش: 5 تا 10 برابر بیشتر از فولاد پرکربن در مشاغل سنگین سایش دوام می‌آورد. به عنوان مثال، یک آستر معدنی کاربید سیمانی می‌تواند سنگ معدن دانه‌دار را به مدت 6 تا 24 ماه تحمل کند، در حالی که یک آستر فولادی فقط 1 تا 3 ماه دوام می‌آورد.

• برخلاف سرامیک خالص (که در اثر ضربه خرد می‌شود)، چسباننده فلزی باعث می‌شود کاربید سیمانی به اندازه کافی محکم باشد تا در برابر ضربه‌ها مقاومت کند. یک مته کاربید سیمانی می‌تواند بدون شکستن به یک سنگ سخت برخورد کند، در حالی که یک مته سرامیکی بلافاصله ترک می‌خورد.

• سختی خود را در دماهای بالا (تا 500-800 درجه سانتی‌گراد، 932-1472 درجه فارنهایت، بسته به چسباننده) حفظ می‌کند. این امر آن را برای ابزارهای برش عالی می‌کند – هنگام ماشین‌کاری فلز، نوک ابزار داغ می‌شود، اما کاربید سیمانی نرم نمی‌شود یا لبه خود را از دست نمی‌دهد.

• در برابر زنگ‌زدگی، خوردگی و حمله شیمیایی مقاومت می‌کند (به ویژه کاربید سیمانی با پیوند نیکل). در آب دریا (به عنوان مثال، مهر و موم پمپ) یا کارخانه‌های شیمیایی (به عنوان مثال، قطعات شیر) بدون تخریب کار می‌کند.

همه کاربید سیمانی یکسان نیستند – نسبت فاز سخت به چسباننده و نوع فاز سخت برای مشاغل خاص تنظیم می‌شود. در اینجا رایج‌ترین انواع مورد استفاده در صنعت آورده شده است:

کاربید سیمانی در همه جای صنعت سنگین وجود دارد – اگر یک قطعه نیاز به سخت، محکم یا مقاوم در برابر سایش داشته باشد، احتمالاً از کاربید سیمانی ساخته شده است. در اینجا رایج‌ترین موارد استفاده آورده شده است:

• بزرگترین کاربرد: مته‌ها، ابزارهای تراش، درج‌های فرز و تیغه‌های اره برای ماشین‌کاری فلز، چوب یا بتن. یک درج برش کاربید سیمانی می‌تواند هزاران قطعه فلزی را قبل از نیاز به تعویض ماشین‌کاری کند.

• قطعات سایش مانند دندانه‌های خردکن، اسکرابر تسمه نقاله و مته‌های معدنی. این قطعات سنگ معدن و سنگ‌های ساینده را تحمل می‌کنند – مقاومت در برابر سایش کاربید سیمانی هزینه‌های تعویض را کاهش می‌دهد.

• حلقه‌های آب‌بندی برای پمپ‌ها (جلوگیری از نشتی و مقاومت در برابر سایش)، بوش‌های یاتاقان (کاهش اصطکاک در ماشین‌آلات سنگین) و قالب‌های اکستروژن (شکل دادن به فلز یا پلاستیک بدون فرسودگی).

• قطعات کوچک و با دقت بالا مانند نازل‌ها (برای چاپ سه بعدی یا تزریق سوخت)، چرخ‌دنده‌های ساعت (سخت و مقاوم در برابر خراش) و ابزارهای پزشکی (به عنوان مثال، مته‌های دندانپزشکی، که باید سخت و استریل باشند).

1. افسانه: «کاربید سیمانی همان کاربید تنگستن است.»
   واقعیت: کاربید تنگستن (WC) فقط فاز سخت در اکثر کاربیدهای سیمانی است. کاربید سیمانی یک کامپوزیت است – برای نگه داشتن ذرات WC در کنار هم به یک چسباننده (مانند کبالت) نیاز دارد. آن را مانند یک کوکی در نظر بگیرید: WC تراشه‌های شکلات است و کبالت خمیر است.

2. افسانه: «استفاده از کاربید سیمانی خیلی گران است.»
   واقعیت: در حالی که هزینه اولیه آن بیشتر از فولاد است، 5 تا 10 برابر بیشتر دوام می‌آورد. به عنوان مثال، یک مته کاربید سیمانی 50 دلاری 10 برابر بیشتر از یک مته فولادی 10 دلاری دوام می‌آورد – با گذشت زمان، ارزان‌تر است زیرا کمتر آن را تعویض می‌کنید.

ترکیب منحصربه‌فرد کاربید سیمانی از سختی، چقرمگی و مقاومت در برابر حرارت، آن را در مشاغل صنعتی سخت غیرقابل جایگزین می‌کند. چه در حال ماشین‌کاری فلز، استخراج سنگ معدن یا ساخت پمپ باشید، این ماده‌ای است که تجهیزات را برای مدت طولانی‌تر و با اطمینان بیشتری کار می‌کند.

کلید استفاده حداکثری از کاربید سیمانی، انتخاب نوع مناسب برای کاربرد شما است: WC-Co برای تطبیق‌پذیری، WC-Ni برای مقاومت در برابر خوردگی و WC-TiTaC-Co برای ماشین‌کاری با سرعت بالا.

اگر مطمئن نیستید که کدام نوع کاربید سیمانی برای پروژه شما (به عنوان مثال، یک ابزار برش جدید یا قطعه سایش) بهترین است، با ما تماس بگیرید. ما می‌توانیم به شما کمک کنیم تا مواد را با نیازها و بودجه شما مطابقت دهید.