Na co se používá prášek karbidu?

Karbidové prášky jsou rodinou materiálů, ale když se lidé obvykle odkazují na „karbidový prášek“ v průmyslovém kontextu, nejčastěji mluví Karbid wolframu (WC). Mezi další důležité karbidy však patří karbid křemíku (SIC), karbid titanu (TIC), karbid chromu (CRC), karbid bnebou (B4C) a ještě exotičtější, jako je tantalum karbid (TAC) nebo hafnium karbid (HFC).

Definující charakteristika těchto materiálů je jejich extrémní tvrdost, vysoké body tání a vynikající odolnost proti opotřebení , který pochází ze silných kovalentních a iontových vazeb v jejich krystalových strukturách. Díky těmto vlastnostem jsou neocenitelné v rozmanité řadě vysoce výkonných aplikací.

Pojďme rozpracovat klíčové použití:

1. Řezací nástroje a obrábění (dominantní aplikace): Toto je zdaleka nejvýznamnější použití prášku na karbid wolframu. WC prášek je obvykle smíchán s pojivovým kovem, nejčastěji Cobalt (CO) , a poté zhutněné a slinné při vysokých teplotách za vzniku kompozitního materiálu známého jako Cementovaný karbid or Hardmetal . Kobalt působí jako pojivo, drží tvrdá zrna WC pohromadě a poskytuje houževnatost.

   • Otáčení, frézování, vrtné vložky: Jedná se o vyměnitelné špičky řezání používaných v soustruzích, frézovacích strojích a cvičení k tvarování kovů. Jsou zásadní pro obrácení tvrdých a abrazivních materiálů, jako je ocel, litina, nerezová ocel a superaliony, které by rychle opotřebovaly konvenční vysokorychlostní ocelové nástroje.
   • Solidní nástroje karbidu: Vrtáky, koncové mlýny, reamers a otřepy vyrobené výhradně z cementovaného karbidu nabízejí vynikající rigiditu a životnost nástrojů pro přesné obráběcí operace.
   • Pily a směrovače: Používá se při zpracování dřeva, zpracování kovů a při řezání kompozitů.
   • Nástroje pro těžbu a stavebnictví: Vrtací kousky pro vrtání skály, vložky na mletí silnic, frézy tunelu nudných strojů a nářadí nadací vrtání se spoléhají na extrémní houževnatost a odolnost proti opotřebení cementových karbidů, aby prolomily tvrdou horninu a abrazivní půdu.

2. Noste díly: Kromě řezání je odolnost vůči opotřebení Carbide ideální pro komponenty podrobené vysokému tření, otěru, erozi nebo dopadu.

   • Trysky: Pro abrazivní tryskání, řezání vodních paprsků a stříkání, kde by se konvenční kovy rychle opotřebovaly.
   • Čerpadla a ventily: Vložky, oběžné kolo a těsnění v čerpadlech manipulujících s abrazivními kaly nebo korozivními tekutinami.
   • Zemře a údery: Pro razítko, kreslení a formování operací, kde je potřeba vysoká odolnost proti opotřebení, aby se udržela přesnost částečného během dlouhých výrobních běhů.
   • Ložiska a těsnění: Ve vysoce náročných prostředích, kde může být mazání omezeno nebo jsou teploty extrémní.
   • Broušení média: Koule nebo válce používané ve mlýnech pro broušení tvrdých materiálů.

3. Tepelné sprejové povlaky (hardfacing): Prášky karbidu se často používají k vytváření ochranných povlaků na površích komponent. Techniky, jako je vysokorychlostní kyslíkové palivo (HVOF), postřik, plazmový postřik nebo dokonce laserové opláštění se používají k uložení vrstvy karbidu (často WC-CO, CRC nebo směsí) na substrát.

   • Prodloužení života komponent: Tyto povlaky významně zvyšují odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a někdy dokonce i odolnost proti teplu pro díly v průmyslových odvětvích, jako je letecký průmysl (přistávací zařízení, komponenty motoru), olej a plyn (nástroje vrtání, sedadla ventilu) a obecná výroba.
   • Oprava a rekultivace: Opotřebené díly lze renovovat použitím nových povlaků karbidu.

4. Abrasives: Kvůli jejich tvrdosti, zejména některé karbidy křemíkový karbid (sic) a BORON CARBIDE (B4C) , jsou vynikající abraziva.

   • Broušení kol a disků: Používá se pro broušení a řezání extrémně tvrdých materiálů.
   • Sandper a abrazivní pásy: SIC je běžné abrazivní zrno.
   • Lapovací a leštící sloučeniny: Jemné karbidové prášky se používají k dosažení velmi hladkých a přesných povrchů na tvrdých površích.

5. Zbroj a balistika: BORON CARBIDE (B4C) A v menší míře patří křemíkový karbid mezi nejtěžšími materiály vytvořenými člověkem a používají se v lehkých keramických brněních.

   • Body Armor: Keramické desky v neprůstřelných vestách a taktických zařízeních.
   • Brnění vozidla: Pro vojenské vozidla a letadla.

6. Vysokoteplotní a speciální aplikace:

   • Vysokoteplotní pece: Některé karbidy (např. SIC) se používají pro prvky pece, refrakterie a kelímky kvůli jejich stabilitě při extrémních teplotách.
   • Jaderné aplikace: BORON CARBIDE (B4C) je vynikající neutronový absorbér, díky čemuž je cenný pro kontrolní tyče a stínění v jaderných reaktorech.
   • Aerospace: Karbid Tantalum (TAC) a karbid hafnia (HFC) jsou ultra vysokou teplotou keramiky s potenciálem pro použití v komponentách hypersonických vozidel a raketových tryskách kvůli jejich extrémním bodům tání.
   • Katalyzátory: Některé karbidy, zejména karbid molybdenu (MO2C), jsou zkoumány jako nákladově efektivní alternativy k katalyzátorům drahých kovů v různých chemických reakcích v důsledku jejich podobných elektronických struktur.

7. Spotřebitelské výrobky:

   • Šperky: Karbid wolframu se stal velmi populární pro prsteny a hodinky kvůli jeho výjimečnému odolnosti a trvanlivosti škrábanců, takže je mnohem obtížnější poškrábat než zlato nebo stříbro.
   • Tipy pro pero s kuličkovým perem: Malé karbidové koule se používají pro špičky kuličkové pera kvůli jejich odporu opotřebení a schopnosti hladce přenášet inkoust.

Stručně řečeno, karbidové prášky jsou nezbytné pro jakoukoli aplikaci vyžadující materiály, které vydrží extrémní opotřebení, otěru, vysoké teploty a vysoké napětí. Jejich jedinečná kombinace nemovitostí je učinila nezbytnými napříč těžkým průmyslem, výrobou, obranou a dokonce i spotřebním zbožím.