Piezas MIM de carburo de tungsteno

Descripción del Producto

El carburo de tungsteno es un compuesto compuesto de tungsteno y carbono, la fórmula molecular es WC y el peso molecular es 195,85. Es un cristal hexagonal negro con brillo metálico, su dureza es similar a la del diamante y es un buen conductor de la electricidad y el calor. El carburo de tungsteno es insoluble en agua, ácido clorhídrico y ácido sulfúrico, y fácilmente soluble en la mezcla de ácido nítrico-ácido fluorhídrico. El carburo de tungsteno puro es frágil, y si se agrega una pequeña cantidad de titanio, cobalto y otros metales, se puede reducir la fragilidad. El carburo de tungsteno utilizado como herramientas de corte de acero a menudo se agrega con carburo de titanio, carburo de tantalio o sus mezclas para mejorar la capacidad antidetonante. El carburo de tungsteno es químicamente estable. El polvo de carburo de tungsteno se utiliza en materiales de producción de carburo cementado.

Una breve historia

Desde 1893, los científicos alemanes han usado trióxido de tungsteno y carbono para calentarlos juntos a una temperatura alta en un horno eléctrico para producir carburo de tungsteno, y trataron de usar su alto punto de fusión, alta dureza y otras características para producir troqueles de trefilado, etc. para reemplazar los materiales de diamante. . Sin embargo, debido a la alta fragilidad, fácil agrietamiento y baja tenacidad del carburo de tungsteno, no se ha aplicado en la industria. En la década de 1920, el científico alemán Karl Schroter descubrió que el carburo de tungsteno puro no podía adaptarse a los intensos cambios de tensión que se formaban durante el proceso de estirado. Solo agregando metales de bajo punto de fusión al WC se puede hacer el blanco sin reducir la dureza. Tiene cierta dureza. Schroter propuso por primera vez el método de pulvimetalurgia en 1923, es decir, mezclar carburo de tungsteno con una pequeña cantidad de metales del grupo del hierro (hierro, níquel, cobalto), luego prensar y sinterizar en hidrógeno a una temperatura superior a 1300 grados C para producir dureza. patente de aleaciones.

Propiedades físicas y químicas

Propiedades físicas

Es de cristal hexagonal negro. Soluble en ácido mixto de ácido nítrico y ácido fluorhídrico y agua regia, insoluble en agua.

Cpropiedades químicas

Estructura molecular del carburo de tungsteno

La oxidación activa comienza por encima de los 500 grados en el aire y la capacidad antioxidante es débil.

Fuerte resistencia a los ácidos.

Fórmula de reacción química: W más C=WC Nota: Reacción a 1150 grados.

No interactúa con el cloro por debajo de 400 grados; puede reaccionar violentamente con flúor a temperatura ambiente; se oxida a óxido de tungsteno cuando se calienta en el aire.

Datos Computacionales

1. Valor de referencia del cálculo del parámetro hidrofóbico (XlogP): Ninguno

2. Número de donantes de enlaces de hidrógeno: 0

3. Número de aceptores de enlaces de hidrógeno: 1

4. Número de enlaces químicos giratorios: 0

5. Número de tautómeros: ninguno

6. Área de superficie polar de moléculas topológicas: 0

7. Número de átomos pesados: 2

8. Carga de superficie: 0

9. Complejidad: 10

10. Número de átomos de isótopos: 0

11. Determinar el número de estereocentros atómicos: 0

12. Número incierto de estereocentros atómicos: 0

13. Determinar el número de estereocentros de enlaces químicos: 0

14. Número incierto de estereocentros de enlaces químicos: 0

15. Número de unidades de enlace covalente: 1

Método de producción

Usando tungsteno metálico y carbón como materias primas, mezcle en seco polvo de tungsteno con un tamaño de partícula promedio de 3-5 μm y negro de carbón de la misma cantidad con un molino de bolas. O caliéntelo a 1400-1700 grados en un horno de inducción, preferiblemente controlado a 1550-1650 grados. En el flujo de hidrógeno, inicialmente se forma W2C, que continúa reaccionando a alta temperatura para formar WC. O primero, descomponga térmicamente el hexacarbonilo de tungsteno a 650-1000 grados en una atmósfera de CO para obtener polvo de tungsteno y luego reaccione con monóxido de carbono a 1150 grados para obtener WC. W2C se puede generar a una temperatura superior a esta temperatura.

Fórmula de reacción química:

El polvo de tungsteno (tamaño de partícula promedio 3-5 μm) se obtiene por reducción por hidrogenación del trióxido de tungsteno WO3. Luego haga una mezcla de polvo de tungsteno y negro de carbón en una proporción equimolar (mezclado en seco con un molino de bolas durante unas 10 horas) y presurícelo a una presión de aproximadamente 1 t/cm2. Coloque el bloque moldeado a presión en un disco de grafito o crisol y caliéntelo a 1400-1700 grados (preferiblemente 1550-1650 grados) en un flujo de hidrógeno (usando hidrógeno puro con un punto de rocío de -35 grado) en un horno de resistencia de grafito o un horno de inducción. grado), haciéndolo carburado generará WC. La reacción comienza alrededor de las partículas de tungsteno, porque W2C se genera en la etapa inicial de la reacción, y W2C sin reaccionar y el producto intermedio W2C permanecen además del WC debido a una reacción incompleta (principalmente porque la temperatura de reacción es baja). Por lo tanto, debe calentarse a la temperatura alta mencionada anteriormente. La temperatura máxima debe determinarse de acuerdo con el tamaño de partícula de la materia prima de tungsteno. Para partículas gruesas con un tamaño de partícula promedio de alrededor de 150 μm, la reacción se lleva a cabo a una temperatura alta de 1550-1650 grados.

Fórmula de reacción química:

De acuerdo con los requisitos del carburo cementado en el tamaño de grano del carburo de tungsteno WC, el carburo de tungsteno con diferentes tamaños de grano se usa de acuerdo con los diferentes usos del carburo cementado; herramientas de corte de carburo cementado, como cuchillos V-CUT de hoja de máquina de corte, etc., la aleación de acabado adopta carburo de tungsteno de grano subfino ultrafino; el carburo de tungsteno de grano medio se utiliza para aleaciones de desbaste; el carburo de tungsteno medio-grueso se utiliza como materia prima para corte por gravedad y aleaciones de corte pesado; el carburo de tungsteno de grano grueso se utiliza para herramientas de minería con alta dureza de roca y gran carga de impacto; pequeña carga de impacto para impacto de roca Pequeño, utiliza carburo de tungsteno de grano medio como materia prima para piezas resistentes al desgaste; al enfatizar su resistencia al desgaste, resistencia a la compresión y acabado superficial, use carburo de tungsteno de grano medio ultrafino y subfino como materia prima; Las herramientas resistentes a los impactos utilizan carburo de tungsteno de espesor medio como materia prima.

El contenido de carbono teórico del carburo de tungsteno es 6,128 por ciento (50 por ciento atómico). Cuando el contenido de carbono del carburo de tungsteno es mayor que el contenido de carbono teórico, aparece carbono libre (WC más C) en el carburo de tungsteno. La presencia de carbono libre provoca la carbonización circundante durante la sinterización. El crecimiento de los granos de tungsteno conduce a granos irregulares de carburo cementado; El carburo de tungsteno generalmente requiere un alto contenido de carbono combinado (mayor o igual al 6,07 por ciento) y carbono libre (menor o igual al 0,05 por ciento), y el carbono total depende del proceso de producción y el alcance del uso del carburo cementado.

En circunstancias normales, el carbono total del carburo de tungsteno para la sinterización al vacío en el proceso de cera de parafina está determinado principalmente por el contenido de oxígeno combinado en la briqueta antes de la sinterización. Una parte de oxígeno aumentará {{0}}.75 partes de carbono, es decir, el carbono total de WC=6.13 por ciento más el porcentaje de contenido de oxígeno × 0.75 (suponiendo que el horno de sinterización es un atmósfera neutral De hecho, el carbono total del carburo de tungsteno utilizado en la atmósfera de cementación de la mayoría de los hornos de vacío es menor que el valor calculado). el

El contenido total de carbono del carburo de tungsteno en China se divide aproximadamente en tres tipos. El contenido total de carbono del carburo de tungsteno para la sinterización al vacío en el proceso de parafina es de aproximadamente 6,18±0.03 por ciento (el carbono libre aumentará). El contenido total de carbono del carburo de tungsteno para la sinterización de hidrógeno en el proceso de parafina es 6,13±0,03. porcentaje de carbono total del carburo de tungsteno para la sinterización de hidrógeno en el proceso del caucho=5.90±0.03 por ciento Los procesos anteriores a veces se intercalan, por lo que la determinación del carbono total del carburo de tungsteno debe basarse en condiciones específicas.

Se pueden hacer algunos pequeños ajustes al carbono total de WC utilizado en aleaciones con diferentes rangos de aplicación, diferentes contenidos de cobalto y diferentes tamaños de grano. Las aleaciones con bajo contenido de cobalto pueden usar carburo de tungsteno con alto contenido de carbono total, y las aleaciones con alto contenido de cobalto pueden usar carburo de tungsteno con bajo contenido de carbono total. En resumen, los requisitos de uso específicos del carburo cementado tienen diferentes requisitos para el tamaño de partícula del carburo de tungsteno.

Campo de aplicación

Es ampliamente utilizado como herramientas de torneado de corte de alta velocidad, materiales estructurales de hornos, componentes de motores a reacción, materiales cermet, elementos de calentamiento por resistencia, etc.

Se utiliza en la fabricación de herramientas de corte, piezas resistentes al desgaste, crisoles de fusión para metales como cobre, cobalto y bismuto, y películas semiconductoras resistentes al desgaste.

Se utiliza como material de herramienta superduro y material resistente al desgaste. Puede formar soluciones sólidas con muchos carburos. Las herramientas de corte de carburo cementado WC-TiC-Co se han utilizado ampliamente. También se puede usar como un aditivo de modificación para los carburos ternarios NbC-C y TaC-C, que no solo pueden reducir la temperatura de sinterización, sino que también mantienen un rendimiento excelente y se pueden usar como materiales aeroespaciales.

El polvo de carburo de tungsteno (WC) se sintetiza utilizando anhídrido de tungsteno (WO3) y grafito a una temperatura alta de 1400-1600 grados en una atmósfera reductora. Los productos cerámicos densos se pueden obtener mediante sinterización por prensado en caliente o sinterización por prensado isostático en caliente.

Precauciones

Aerosol de carburo de tungsteno corrugado

Peligro para la salud: El polvo de tungsteno puede causar peribronquitis, peribronquiolitis, bronquiolitis obliterante y enfisema atrófico. El carburo de tungsteno provoca una respuesta proliferativa y un endurecimiento progresivo de las células del tejido linfoide del pulmón. Las paredes de los vasos se espesan y homogeneizan. Las personas que están expuestas al polvo de carburo de tungsteno en el trabajo tienen disfunción gastrointestinal, irritación renal e inflamación catarral en el tracto respiratorio superior. La concentración máxima permitida de carburo de tungsteno es de 6 mg/m3. La concentración máxima permitida en los Estados Unidos es de 1 mg/m3 para compuestos de tungsteno solubles (calculados como tungsteno) y de 5 mg/m3 para compuestos de tungsteno insolubles (calculados como tungsteno).

Protección de seguridad: use máscaras de gas, ropa a prueba de polvo, guantes y anteojos que cumplan con los requisitos. Se debe evitar la fuga de polvo en todas las etapas de la producción. Los trabajadores deben someterse a un examen físico previo al empleo, que se realiza regularmente una vez al año. Cuando aparecen síntomas evidentes en el tracto respiratorio superior, es necesario transferir temporalmente el trabajo y alejarse del contacto con el tungsteno. Cuando se presenta esclerosis pulmonar o disfunción respiratoria externa, deben ser trasladados del trabajo.

Almacenamiento y Transporte

Almacenamiento: Debe almacenarse en un almacén fresco y seco, y el contenedor de embalaje debe estar en buenas condiciones durante el transporte, y debe protegerse de la lluvia y la exposición al sol.

Empaque, almacenamiento y transporte: El producto se empaca en un tambor de hierro (tambor de plástico) forrado con una bolsa de plástico de polietileno, y el peso neto de cada bolsa no debe exceder los 50 kg. Debe haber palabras como "a prueba de humedad" y "hacia arriba" en el barril del embalaje exterior. El producto debe almacenarse en un almacén fresco y seco. Durante el transporte, se debe tener cuidado para asegurarse de que el contenedor de embalaje esté intacto y protegido de la lluvia y la luz solar.

Propiedades relacionadas

La aleación de molibdeno-cobre combina las ventajas del cobre y el molibdeno, alta resistencia, alta gravedad específica, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la ablación por arco, buena conductividad eléctrica y rendimiento de calentamiento, y buen rendimiento de procesamiento. Usando polvo de molibdeno de alta calidad y polvo de cobre libre de oxígeno, usando prensado isostático (infiltración de cobre sinterizado a alta temperatura), para garantizar la pureza del producto y la dosificación precisa, estructura fina, excelente rendimiento. Buen rendimiento de ruptura de arco, buena conductividad eléctrica, buena conductividad térmica, pequeña expansión térmica.

Proceso de moldeo por inyección de metal

Sistemas de Detección