Za što se koristi karbidni prah?

Karbidni puderi su obitelj materijala, ali kad se ljudi obično pozivaju na "karbidni prah" u industrijskom kontekstu, oni najčešće govilie Volfram karbid (WC). Međutim, drugi važni karbidi uključuju silicij -karbid (SiC), titanijski karbid (TiC), kromov karbid (CRC), boron karbid (B4C), pa čak i egzotičniji poput tantalum karbida (TAC) ili hafnium karbida (HFC).

Definirajuća karakteristika ovih materijala je njihova Ekstremna tvrdoća, visoka točaka topljenja i izvrsna otpornost na habanje , što proizlazi iz snažnih kovalentnih i ionskih veza unutar njihovih kristalnih struktura. Ova svojstva čine ih neprocjenjivim u raznovrsnom rasponu aplikacija visokih performansi.

Razradimo ključne uporabe:

1. Alati za rezanje i obrada (dominantna aplikacija): Ovo je daleko najznačajnija upotreba praha volframovog karbida. WC prah se obično miješa s vezivnim metalom, najčešće kobalt (co) , a zatim zbijeni i sinterirani pri visokim temperaturama kako bi se stvorio složeni materijal poznat kao cementirani karbid or tvrdoglav . Kobalt djeluje kao vezivo, držeći tvrde WC žitarice zajedno i pružaju žilavost.

   • Okretanje, mljevenje, bušenje umetke: To su zamjenjivi savjeti za rezanje koji se koriste u tokama, glodalicama i bušilicama za oblikovanje metala. Oni su ključni za obradu tvrdih i abrazivnih materijala poput čelika, lijevanog željeza, nehrđajućeg čelika i superoluje, koji bi brzo istrošili uobičajene čelične alate velike brzine.
   • Alati za čvrste karbide: Bušilice, krajnji mlinovi, remeri i burri u potpunosti od cementiranog karbida nude vrhunsku krutost i život alata za precizne obrade.
   • Pile i usmjerivači: Koristi se u obradi drva, obradi metala i za rezanje kompozita.
   • Alati za rudarstvo i izgradnju: Bušilice za bušenje za bušenje stijena, umetke za glodanje cesta, rezači za bušenje tunela i alat za bušenje temelja oslanjaju se na ekstremnu žilavost i otpornost na nošenje cementiranih karbida kako bi se probio kroz tvrdu stijenu i abrazivno tlo.

2. Nosite dijelove: Osim rezanja, otpornost na habanje karbida čini ga idealnim za komponente podvrgnute velikom trenju, abraziji, eroziji ili utjecaju.

   • Mlaznice: Za abrazivne eksplozije, rezanje vode i raspršivanje gdje bi se konvencionalni metali brzo istrošili.
   • Crpke i ventili: Obloge, ronilaca i brtve u pumpama koje upravljaju abrazivnim sumovima ili korozivnim tekućinama.
   • Umire i udarci: Za utiskivanje, crtanje i formiranje operacija u kojima je potrebna visoka otpornost na habanje kako bi se održala preciznost dijela tijekom dugih proizvodnih trčanja.
   • Ležajevi i pečate: U vrlo zahtjevnim okruženjima gdje bi podmazivanje moglo biti ograničeno ili su temperature ekstremne.
   • Mljeveni mediji: Kuglice ili cilindri koji se koriste u mlinovima za mljevenje tvrdih materijala.

3. Termalni prevlaci za raspršivanje (tvrdog): Karbidni puderi često se koriste za stvaranje zaštitnih premaza na površinama komponenti. Tehnike poput prskanja goriva s kisikom velike brzine (HVOF), prskanja plazmom ili čak laserskog obloga koriste se za odlaganje sloja karbida (često WC-CO, CRC ili smjese) na supstrat.

   • Proširenje života komponenti: Ovi premazi značajno pojačavaju otpornost na habanje, otpornost na koroziju, a ponekad čak i otpornost na toplinu za dijelove u industrijama poput zrakoplovstva (slijetanje, komponente motora), nafte i plina (alat za bušenje, sjedala ventila) i opću proizvodnju.
   • Popravak i reklamacija: Istrošeni dijelovi mogu se obnoviti nanošenjem novih karabidnih premaza.

4. Abrazivi: Zbog njihove tvrdoće, neki karbidi, posebno Silicijski karbid (sic) i Boron karbid (B4C) , izvrsni su abrazivi.

   • Brži kotači i diskovi: Koristi se za mljevenje i rezanje izuzetno tvrdih materijala.
   • Brusni i abrazivni pojasevi: SIC je uobičajeno abrazivno zrno.
   • LAPING I POLICIJSKI SPOLJENI: Fini karbidni prah koriste se za postizanje vrlo glatkih i preciznih završnica na tvrdim površinama.

5. Oklop i balistika: boron karbid (B4C) i, u manjoj mjeri, silikonski karbid su među najtežim materijalima izrađenim od čovjeka i koriste se u laganim keramičkim oklopnim primjenama.

   • Tijelo oklop: Keramičke ploče u prslucima neprobosnim i taktičkim zupčanicima.
   • Oklop vozila: Za vojna vozila i zrakoplove.

6. Aplikacije za visoku temperaturu i specijalne:

   • Peć na visokoj temperaturi: Neki karbidi (npr. SIC) koriste se za elemente peći, vatrostalne mreže i lopovi zbog njihove stabilnosti na ekstremnim temperaturama.
   • Nuklearne primjene: Boron karbid (B4C) izvrstan je apsorber neutrona, što ga čini vrijednim za upravljačke šipke i zaštitu u nuklearnim reaktorima.
   • Zrakoplovstvo: Tantalum karbid (TAC) i hafnium karbid (HFC) su ultra-visoke temperaturne keramike s potencijalom za uporabu u hipersoničnim komponentama vozila i raketnim mlaznicama zbog njihovih ekstremnih tališta.
   • Katalizatori: Neki karbidi, posebno molibdenski karbid (MO2C), istražuju se kao isplative alternative katalizatorima dragocjenih metala u različitim kemijskim reakcijama zbog sličnih elektroničkih struktura.

7. Potrošački proizvodi:

   • Nakit: Volfram karbid postao je vrlo popularan za prstenje i satove zbog izuzetne otpornosti na ogrebotine i izdržljivosti, što ga čini mnogo težim ogrebotinama od zlata ili srebra.
   • Savjeti za olovku s loptom: Male kuglice karbida koriste se za vrhove olovki s kuglicama zbog otpornosti na habanje i sposobnosti da glatko prenose tintu.

Ukratko, puderi karbida ključni su za svaku primjenu koji zahtijevaju materijale koji mogu izdržati ekstremno habanje, abraziju, visoke temperature i visoka naprezanja. Njihova jedinstvena kombinacija nekretnina učinila ih je neophodnim u teškoj industriji, proizvodnji, obrani, pa čak i robi široke potrošnje.