MIM-Teile aus Wolframcarbid

Produktbeschreibung

Wolframcarbid ist eine Verbindung aus Wolfram und Kohlenstoff, die Molekularformel ist WC und das Molekulargewicht beträgt 195,85. Es ist ein schwarzer sechseckiger Kristall mit metallischem Glanz, seine Härte ähnelt der von Diamant und ist ein guter Leiter für Strom und Wärme. Wolframcarbid ist unlöslich in Wasser, Salzsäure und Schwefelsäure und leicht löslich in der Mischsäure aus Salpetersäure-Flusssäure. Reines Wolframkarbid ist spröde, und wenn eine kleine Menge Titan, Kobalt und andere Metalle hinzugefügt werden, kann die Sprödigkeit verringert werden. Wolframkarbid, das als Stahlschneidewerkzeuge verwendet wird, wird oft mit Titankarbid, Tantalkarbid oder deren Mischungen versetzt, um die Klopffestigkeit zu verbessern. Wolframkarbid ist chemisch stabil. Wolframcarbidpulver wird in Hartmetall-Produktionsmaterialien verwendet.

Eine kurze Geschichte

Seit 1893 haben deutsche Wissenschaftler Wolframtrioxid und Kohlenstoff verwendet, um in einem Elektroofen zusammen auf eine hohe Temperatur zu erhitzen, um Wolframcarbid herzustellen, und versuchten, seinen hohen Schmelzpunkt, seine hohe Härte und andere Eigenschaften zu nutzen, um Drahtziehwerkzeuge usw. herzustellen. um Diamantmaterialien zu ersetzen. . Aufgrund der hohen Sprödigkeit, der leichten Rissbildung und der geringen Zähigkeit von Wolframcarbid wurde es jedoch nicht in der Industrie angewendet. In den 1920er Jahren fand der deutsche Wissenschaftler Karl Schröter heraus, dass sich reines Wolframcarbid nicht an die intensiven Spannungsänderungen anpassen konnte, die während des Ziehvorgangs entstanden. Nur durch Zugabe von Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt zu WC kann der Rohling hergestellt werden, ohne die Härte zu verringern. Hat eine gewisse Zähigkeit. Schröter schlug erstmals 1923 das Verfahren der Pulvermetallurgie vor, d.h. das Mischen von Wolframcarbid mit einer kleinen Menge Metalle der Eisengruppe (Eisen, Nickel, Kobalt), dann Pressen und Sintern in Wasserstoff bei einer Temperatur von mehr als 1300 Grad C, um Härte zu erzeugen Patent für Legierungen.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Es ist ein schwarzer sechseckiger Kristall. Löslich in Mischsäure aus Salpetersäure und Flusssäure und Königswasser, unlöslich in Wasser.

Cchemische Eigenschaften

Molekülstruktur von Wolframcarbid

Die aktive Oxidation beginnt bei über 500 Grad in der Luft und die Antioxidationsfähigkeit ist schwach.

Starke Säurebeständigkeit.

Chemische Reaktionsformel: W plus C=WC Hinweis: Reaktion bei 1150 Grad .

Es interagiert nicht mit Chlor unter 400 Grad; es kann bei Raumtemperatur heftig mit Fluor reagieren; es wird beim Erhitzen an der Luft zu Wolframoxid oxidiert.

Rechendaten

1. Referenzwert für die Berechnung des hydrophoben Parameters (XlogP): Keine

2. Anzahl der Wasserstoffbrückendonoren: 0

3. Anzahl der Wasserstoffbindungsakzeptoren: 1

4. Anzahl drehbarer chemischer Bindungen: 0

5. Anzahl der Tautomere: keine

6. Polare Oberfläche topologischer Moleküle: 0

7. Anzahl schwerer Atome: 2

8. Oberflächenladung: 0

9. Komplexität: 10

10. Anzahl der Isotopenatome: 0

11. Bestimmen Sie die Anzahl der atomaren Stereozentren: 0

12. Unbestimmte Anzahl atomarer Stereozentren: 0

13. Bestimmen Sie die Anzahl der Stereozentren chemischer Bindungen: 0

14. Unbestimmte Anzahl von Stereozentren für chemische Bindungen: 0

15. Anzahl der kovalenten Bindungseinheiten: 1

Produktionsmethode

Unter Verwendung von metallischem Wolfram und Kohlenstoff als Rohmaterialien Wolframpulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 3-5 μm und Ruß in der gleichen Menge mit einer Kugelmühle trocken mischen. Oder in einem Induktionsofen auf 1400-1700 Grad erhitzen, vorzugsweise auf 1550-1650 Grad geregelt. Im Wasserstoffstrom entsteht zunächst W2C, das bei hoher Temperatur weiter zu WC reagiert. Oder zuerst Wolframhexacarbonyl bei 650-1000 Grad in einer CO-Atmosphäre thermisch zersetzen, um Wolframpulver zu erhalten, und dann mit Kohlenmonoxid bei 1150 Grad reagieren, um WC zu erhalten. W2C kann bei einer höheren Temperatur als dieser Temperatur erzeugt werden.

Chemische Reaktionsformel:

Wolframpulver (durchschnittliche Teilchengröße 3-5 μm) wird durch Hydrierungsreduktion von Wolframtrioxid WO3 erhalten. Stellen Sie dann eine Mischung aus Wolframpulver und Ruß in einem äquimolaren Verhältnis her (trockenes Mischen mit einer Kugelmühle für etwa 10 Stunden) und setzen Sie es unter einen Druck von etwa 1 t/cm2. Legen Sie den druckgeformten Block in eine Graphitscheibe oder einen Tiegel und erhitzen Sie ihn auf 1400-1700 Grad (vorzugsweise 1550-1650 Grad) in einem Wasserstoffstrom (unter Verwendung von reinem Wasserstoff mit einem Taupunkt von -35 Grad ) in einem Graphit-Widerstandsofen oder Induktionsofen. Grad ), wodurch es aufgekohlt wird, wird WC erzeugt. Die Reaktion beginnt um die Wolframpartikel herum, weil W2C im Anfangsstadium der Reaktion erzeugt wird und aufgrund unvollständiger Reaktion (hauptsächlich weil die Reaktionstemperatur niedrig ist) neben WC nicht umgesetztes W und Zwischenprodukt W2C zurückbleiben. Daher muss es auf die oben erwähnte hohe Temperatur erhitzt werden. Die maximale Temperatur sollte entsprechend der Partikelgröße des Rohmaterials Wolfram bestimmt werden. Für grobe Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 150 μm wird die Reaktion bei einer hohen Temperatur von 1550-1650 Grad durchgeführt.

Chemische Reaktionsformel:

Entsprechend den Anforderungen von Hartmetall an die Korngröße von Wolframcarbid WC wird Wolframcarbid mit unterschiedlichen Korngrößen entsprechend den unterschiedlichen Verwendungen von Hartmetall verwendet; Hartmetall-Schneidwerkzeuge, wie z. B. Schneidemaschinenklinge V-CUT-Messer usw., die Endbearbeitungslegierung nimmt ultrafeines Sub-Feinkörniges Wolframkarbid an; mittelkörniges Wolframcarbid wird für die Schruppbearbeitung von Legierungen verwendet; mittelgrobes Wolframcarbid wird als Rohmaterial für Schwerkraftschnitte und Hochleistungsschneidlegierungen verwendet; grobkörniges Wolframkarbid wird für Bergbauwerkzeuge mit hoher Gesteinshärte und großer Stoßbelastung verwendet; kleine Stoßbelastung für Steinschlag Klein, Einsatz von mittelkörnigem Hartmetall als Rohmaterial für verschleißfeste Teile; Wenn Sie die Verschleißfestigkeit, Druckfestigkeit und Oberflächenbeschaffenheit hervorheben, verwenden Sie als Rohmaterial ultrafeines und subfeines Wolframcarbid mit mittlerer Körnung. schlagfeste Werkzeuge verwenden mittelgrobes Wolframcarbid als Ausgangsmaterial.

Der theoretische Kohlenstoffgehalt von Wolframcarbid beträgt 6,128 Prozent (Atomprozent 50). Wenn der Kohlenstoffgehalt von Wolframcarbid größer als der theoretische Kohlenstoffgehalt ist, erscheint freier Kohlenstoff (WC plus C) in Wolframcarbid. Das Vorhandensein von freiem Kohlenstoff macht die umgebende Karbonisierung beim Sintern. Das Wachstum von Wolframkörnern führt zu ungleichmäßigen Körnern von Hartmetall; Wolframcarbid erfordert im Allgemeinen einen hohen kombinierten Kohlenstoff (größer als oder gleich 6,07 Prozent) und freien Kohlenstoff (weniger als oder gleich 0,05 Prozent), und der Gesamtkohlenstoff hängt vom Produktionsprozess und dem Anwendungsbereich von Hartmetall ab.

Unter normalen Umständen wird der Gesamtkohlenstoff von Wolframcarbid zum Vakuumsintern im Paraffinwachsverfahren hauptsächlich durch den kombinierten Sauerstoffgehalt im Brikett vor dem Sintern bestimmt. Ein Teil Sauerstoff erhöht {{0}},75 Teile Kohlenstoff, d. h. den Gesamtkohlenstoff von WC=6,13 Prozent plus Sauerstoffgehalt in Prozent ×0,75 (unter der Annahme, dass der Ofen gesintert wird). neutrale Atmosphäre. Tatsächlich ist der Gesamtkohlenstoff von Wolframcarbid, der in der Aufkohlungsatmosphäre der meisten Vakuumöfen verwendet wird, geringer als der berechnete Wert). Die

Der Gesamtkohlenstoffgehalt von Wolframcarbid in China wird grob in drei Arten unterteilt. Der Gesamtkohlenstoffgehalt von Wolframcarbid für das Vakuumsintern im Paraffinverfahren beträgt etwa 6,18 ± 0,0 3 Prozent (der freie Kohlenstoff nimmt zu). Der Gesamtkohlenstoffgehalt von Wolframcarbid für das Wasserstoffsintern im Paraffinverfahren beträgt 6,13 ± 0,03. Prozent Gesamtkohlenstoff von Wolframcarbid zum Wasserstoffsintern im Kautschukprozess=5.90±0,03 Prozent Die obigen Prozesse sind manchmal verschachtelt, daher sollte die Bestimmung des Gesamtkohlenstoffs von Wolframcarbid auf bestimmten Bedingungen basieren.

Bei Legierungen mit unterschiedlichen Anwendungsbereichen, unterschiedlichen Kobaltgehalten und unterschiedlichen Korngrößen können einige kleine Anpassungen am verwendeten WC-Gesamtkohlenstoff vorgenommen werden. Legierungen mit niedrigem Kobaltgehalt können Wolframcarbid mit hohem Gesamtkohlenstoffgehalt verwenden, und Legierungen mit hohem Kobaltgehalt können Wolframcarbid mit niedrigem Gesamtkohlenstoffgehalt verwenden. Kurz gesagt, die spezifischen Verwendungsanforderungen von Hartmetall stellen unterschiedliche Anforderungen an die Partikelgröße von Wolframkarbid.

Anwendungsfeld

Es wird häufig als Hochgeschwindigkeits-Schneiddrehwerkzeuge, Ofenbaumaterialien, Strahltriebwerkskomponenten, Cermet-Materialien, Widerstandsheizelemente usw. verwendet.

Verwendet bei der Herstellung von Schneidwerkzeugen, verschleißfesten Teilen, Schmelztiegeln für Metalle wie Kupfer, Kobalt und Wismut und verschleißfesten Halbleiterfilmen.

Es wird als superharter Schneidstoff und verschleißfestes Material verwendet. Es kann mit vielen Karbiden feste Lösungen bilden. WC-TiC-Co-Sintercarbid-Schneidwerkzeuge sind weit verbreitet. Es kann auch als Modifikationsadditiv für ternäre NbC-C- und TaC-C-Karbide verwendet werden, die nicht nur die Sintertemperatur senken, sondern auch eine hervorragende Leistung aufrechterhalten und als Materialien für die Luft- und Raumfahrt verwendet werden können.

Wolframcarbid (WC)-Pulver wird unter Verwendung von Wolframanhydrid (WO3) und Graphit bei einer hohen Temperatur von 1400-1600 Grad in einer reduzierenden Atmosphäre synthetisiert. Dichte keramische Produkte können durch Heißpresssintern oder heißisostatisches Presssintern erhalten werden.

Vorsichtsmaßnahmen

Hartmetall-Spray gewellt

Gesundheitsgefährdung: Wolframstaub kann Peribronchitis, Peribronchiolitis, obliterative Bronchiolitis und atrophisches Emphysem verursachen. Wolframcarbid verursacht eine proliferative Reaktion und fortschreitende Verhärtung der Lymphgewebezellen der Lunge. Die Gefäßwände werden verdickt und homogenisiert. Menschen, die bei der Arbeit Wolframcarbidstaub ausgesetzt sind, haben Magen-Darm-Störungen, Nierenreizungen und katarrhalische Entzündungen in den oberen Atemwegen. Die maximal zulässige Konzentration von Wolframcarbid beträgt 6 mg/m3. Die maximal zulässige Konzentration in den Vereinigten Staaten beträgt 1 mg/m3 für lösliche Wolframverbindungen (berechnet als Wolfram) und 5 mg/m3 für unlösliche Wolframverbindungen (berechnet als Wolfram).

Sicherheitsschutz: Verwenden Sie Gasmasken, staubdichte Kleidung, Handschuhe und Brillen, die den Anforderungen entsprechen. Das Austreten von Staub muss in allen Phasen der Produktion verhindert werden. Die Arbeitnehmer müssen sich einer körperlichen Untersuchung vor der Einstellung unterziehen, die regelmäßig einmal jährlich durchgeführt wird. Wenn offensichtliche Symptome in den oberen Atemwegen auftreten, ist es notwendig, die Arbeit vorübergehend zu verlagern und sich vom Kontakt mit Wolfram zu lösen. Wenn Lungensklerose oder externe Atmungsstörungen auftreten, sollten sie von der Arbeit verlegt werden.

Lagerung und Transport

Lagerung: Es sollte in einem kühlen und trockenen Lagerhaus gelagert werden, und der Verpackungsbehälter sollte während des Transports in gutem Zustand sein und vor Regen und Sonneneinstrahlung geschützt sein.

Verpackung, Lagerung und Transport: Das Produkt ist in einem Eisenfass (Kunststofffass) verpackt, das mit einem Polyethylen-Plastikbeutel ausgekleidet ist, und das Nettogewicht jedes Beutels darf 50 kg nicht überschreiten. Auf dem Umverpackungsfass sollten Worte wie „feuchtigkeitsfest“ und „nach oben“ stehen. Das Produkt sollte in einem kühlen und trockenen Lager gelagert werden. Beim Transport ist darauf zu achten, dass der Verpackungsbehälter intakt und vor Regen und Sonnenlicht geschützt ist.

Verwandte Eigenschaften

Molybdän-Kupfer-Legierung kombiniert die Vorteile von Kupfer und Molybdän, hohe Festigkeit, hohes spezifisches Gewicht, hohe Temperaturbeständigkeit, Lichtbogenablationsbeständigkeit, gute elektrische Leitfähigkeit und Heizleistung sowie gute Verarbeitungsleistung. Verwendung von hochwertigem Molybdänpulver und sauerstofffreiem Kupferpulver, Verwendung von isostatischem Pressen (Hochtemperatur-Sinter-Kupfer-Infiltration), um Produktreinheit und genaue Proportionierung, feine Struktur und hervorragende Leistung zu gewährleisten. Gute Lichtbogenunterbrechungsleistung, gute elektrische Leitfähigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, geringe Wärmeausdehnung.

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