ВОЛЬФРАМА КАРБИДЫ

Содержание
  1. Карбид вольфрама
  2. Свойства
  3. Применение
  4. Сплавы
  5. Карбид вольфрама: как обрабатывается?
  6. Скажу несколько слов о главных свойствах материала:
  7. Особенности обработки карбида вольфрама
  8. Карбид вольфрама: что это, где используется, как обрабатывается?
  9. Свойства карбидов металлов (гафния, хрома, титана, вольфрама и др.)
  10. Карбид гафния GfC
  11. Карбиды хрома
  12. Карбид титана TiC
  13. Карбиды вольфрама W2C и WC
  14. Карбид кальция CaC2
  15. Карбид циркония ZrC
  16. Карбиды ниобия Nb2C и NbC
  17. Карбид вольфрама: физические свойства, токсичность, растворимость
  18. Применение тугоплавкости вольфрама
  19. Карбиды вольфрама
  20. Свойства соединений
  21. Карбид вольфрама по сравнению с вольфрамом
  22. Технологии изготовления
  23. Сплавы на основе карбида вольфрама
  24. Вольфрам и карбид вольфрама: что вы должны знать о них
  25. Что такое вольфрам?
  26. Что такое карбид вольфрама?
  27. Советы при покупке украшений
  28. Украшения из вольфрама: преимущества и недостатки — Jewellery Mag
  29. Свойства карбида вольфрама
  30. Благородный блеск вольфрама
  31. Применение в ювелирном деле

Карбид вольфрама

ВОЛЬФРАМА КАРБИДЫ

Карбиды представляют один из классов углеродных неорганических соединений. Они весьма распространены, а наибольшее применение имеют карбиды тугоплавких металлов, в том числе карбид вольфрама (формула WC либо W2C). Данный материал представлен углеродно-вольфрамовым соединением с массовой долей первого элемента 6,1%.

Карбид вольфрама

Свойства

Рассматриваемое вещество представлено серым порошком в двух кристаллографических вариантах: с кубической (полукарбид) и гексагональной (монокарбид) решетками. Обе модификации встречаются в температурном диапазоне 2525 — 2755°С.

Вторая фаза ввиду отсутствия области гомогенности при отклонении от стехиометрического состава образует графит или переходит в W2C, а при температуре более 2755°С разлагается до углерода и первой фазы.

Последняя отличается обширной областью гомогенности, сокращающейся при снижении температуры.

Монокарбид вольфрама менее тверд в сравнении с полукарбидом, но способен формировать кристаллы. Второй вариант значительно более температуро- и износоустойчив. К тому же он способен к внедрению в твердые растворы.

Карбид вольфрама отличается хрупкостью, но под влиянием нагрузки проявляет пластичность полосами скольжения.

Кристаллы рассматриваемого вещества характеризуются анизотропией твердости от 13 до 22 ГПа на разных кристаллографических плоскостях.

По сравнению со сталями карбид вольфрама прочнее, но более хрупок и менее подвержен обработке.

Монокарбид имеет температуру плавления 2870°C, кипения — 6000°C. Его молярная теплоемкость равна 35,74 Дж/(моль-*К), теплопроводность — 29,33 кДж/моль. Плотность карбида вольфрама данного типа составляет 15,77 г/см3.

Несмотря на то, что температура плавления большая, термостойкость рассматриваемого материала низка. Это обусловлено отсутствием термического расширения ввиду жесткой структуры. При этом карбид вольфрама характеризуется высокой теплопроводностью. С повышением температуры данный параметр у монокарбида возрастает вдвое быстрее, чем у полукарбида.

Кольцо из карбида вольфрама

Рассматриваемые материалы имеют хорошую электропроводность, особенно полукарбид (в 4 раза выше, чем монокарбид).

Удельное электросопротивление возрастает с повышением температуры, но при этом снижается упругость. Это обуславливает обрабатываемость электрофизическими методами.

Так, при введении источника тепла в области обработки возрастает температура, способствуя размеренному разрушению структуры материала.

Твердость определяется температурой формирования карбидов в вольфрамовом порошке и (в меньшей степени) их пористостью.

С ростом температуры увеличивается подвижность атомов составляющих соединения элементов, вследствие чего устраняются дефекты в зернах. Анизотропия параметров карбидов вольфрама меньше, чем для металлов.

К тому же данные материалы отличаются наилучшей для тугоплавких металлов упругостью, которая увеличивается с ростом пористости. Однако пластичность низкая (до 0,015%).

Микроструктура карбида вольфрама

Карбид вольфрама характеризуется стойкостью к многим кислотам, а также их смесям при обычной температуре, но растворим в некоторых кислотах при кипении. Не подвержен растворению в 20% и 10% гидроксиде натрия. Ввиду высокой летучести оксида вольфрама начинает окисляться при 500 — 700°C и завершает окисление при более 800°C.

Наконец, ввиду химической инертности данное соединение нетоксично.

Существует несколько методов получения рассматриваемого соединения.

Первый — углеродное насыщение вольфрама. В результате на поверхности вольфрамовых частиц образуется монокарбид. Из него диффундирует углерод, формируя слой полукарбидного состава.

Для данных работ применяют вольфрамовый порошок и сажу. Данные материалы смешивают в определенном соотношении, наполняют ими, утрамбовывая, емкости и ставят в печь. Во избежание окисления операцию производят в водородной среде, так как в результате взаимодействия данного элемента с углеродом при 1300°С формируется ацетилен.

Рассматриваемая технология предполагает формирование карбида вольфрама преимущественно за счет углерода. Температурный режим определяется гранулометрическим составом порошка.  Так, для мелкозернистого используется температурный интервал 1300 — 1350°С, для крупнозернистого — 1600°С. Длительность выдержки равна 1 — 2 ч.

В завершении получается карбид вольфрама, представленный немного спекшимися блоками.

Вольфрам

Второй вариант — углеродное восстановление вольфрамового оксида с карбидизацией. Данный метод предполагает совмещение карбидизации и восстановления. Процесс идет в среде CO и водорода.

Кроме того, карбид вольфрама получают из газовой фазы путем осаждения. Такое производство предполагает разложение при 1000°С карбонила вольфрама.

Восстановление вольфрамовых соединений с карбидизацией. Данную операцию осуществляют путем нагрева в водородной среде смеси паравольфрамата аммония либо вольфрамового ангидрида и вольфрамовой кислоты при 850 — 1000°С.

Наконец, выращивают кристаллы данного соединения из расплава. При этом используют смесь из Co и 40% монокарбида. Ее расплавляют при 1600°С в тигле из оксида алюминия. После гомогенизации температуру постепенно (1 — 3°С/мин) снижают до 1500°С и выдерживают 12 ч. Далее материал охлаждают и в кипящей соляной кислоте растворяют матрицу.

Кроме того, большие монокристаллы (до 1 см) выращивают по методу Чохральского.

Применение

Благодаря приведенным выше свойствам, существует несколько сфер применения карбида вольфрама.

  1. Его применяют для выпуска деталей большой коррозионной и износоустойчивости и твердости: фрез, абразивных материалов, резцов, сверл, долот и т. д.
  2. Рассматриваемое соединение применяют для наплавки и газотермического напыления с целью повышения износостойкости путем создания твердой поверхности.
  3. Карбид вольфрама служит материалом для часовых браслетов, пулевых и снарядных сердечников, ювелирных изделий и т. д.

Применение карбида вольфрама

Оптимальным температурным режимом для предметов из него считают диапазон 200 — 300°С. Упругость данного материала обеспечивает его применение при знакопеременных нагрузках.

Сплавы

Ввиду плохой обрабатываемости карбид вольфрама применяют не в чистом виде, а создают сплавы с ним. Наиболее распространены твердые варианты с кобальтом. Также встречаются более сложные сплавы, включающие карбид тантала и титана. При этом вольфрам в любом случае преобладает, составляя 70 — 98%.

Ввиду высокой температуры плавления при создании сплавов рассматриваемого материала не используют такие технологии, как легирование, плавление и смешение, так как они нерентабельны. Вместо этого применяется порошковая металлургия.

Принцип данного метода состоит в использовании порошков основного металла и примеси. При этом они значительно отличаются температурой плавления. Их смешивают барабанно-шаровой мельницей и прессуют в близкую к целевой форму.

Ей придают монолитность путем спекания при температуре, меньшей точки плавления основного металла. Далее приведена последовательность выполнения.

Порошок карбида вольфрама измельчают до гранул целевого размера, предварительно увлажнив. Данный параметр определяется назначением материала, так как обуславливает конечные параметры изделий. Далее порошок смешивают со связующим веществом, представленным, например, кобальтом либо прочими металлами, и восковой мягкой смазкой, служащей для скрепления гранул после брикетирования.

После этого порошок сушат в распылительной или вакуумной сушилке, удаляя большую часть влаги. С целью улучшения текучести полученных гранул производят пеллетизацию, придавая им шарообразную форму.

Существует несколько технологий придания порошку формы. Наиболее распространены среди них литье под давлением и прессование. Новейшим методом является 3D-печать. В завершении формирования частицы скреплены связующим восковым веществом.

Далее форму подвергают нагреву. В результате удаляется восковый загуститель, а гранулы тугоплавкого металла скрепляются частицами расплавленного связующего металла после охлаждения.

В рассматриваемом случае тугоплавким металлом является карбид вольфрама.

Параметры конечного материала определяются долей связующего вещества: чем его больше, тем выше износостойкость и прочность, чем меньше — тем больше твердость и хрупкость.

По завершении спекания предмет подвергают конечной обработке в виде шлифовки и т. д. К тому же на изделия из карбида вольфрама нередко наносят дополнительное защитное покрытие.

Вольфрамокобальтовые сплавы характеризуются минимальным напряжением на срез, значительной зависимостью параметров от доли кобальта, плохой обрабатываемостью. Первая особенность обуславливает неуместность таких материалов для применения в условиях сдвиговых деформаций.

Из-за плохой подверженности обработке перед использованием заготовки из них пластифицируют либо спекают. Наличие кобальта повышает эксплуатационные температуры карбидов вольфрама до 700 — 800°С. По данному параметру они превосходят все марки сталей, кроме жаропрочных.

Следует отметить, что, в отличие от чистого карбида вольфрама, его соединения в некоторых соотношениях с кобальтом токсичны.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/karbid-volframa.html

Карбид вольфрама: как обрабатывается?

ВОЛЬФРАМА КАРБИДЫ

Что такое карбид вольфрама и для чего он вообще нужен? Это композит из твердых частиц, которые соединены более мягкими стальными элементами как связующим материалом.  Это твердый сплав, и чаще всего он нужен для мехобработки или ковки других металлов.

Скажу несколько слов о главных свойствах материала:

  • высокая теплопроводность и жесткость;
  • непревзойденна прочность;
  • устойчивость к экстремальным температурам;
  • невосприимчивость ко влиянию окружающей среды, окислению.

По свойствам карбид вольфрама находится на втором месте после алмаза.

Почему умение работать с таким сырьем является довольно востребованным навыком?  Материал становится все более популярным в силу свой потрясающей устойчивости к износу. Его часто используют в качестве покрытий деталей или инструментов для металлообработки. Из сплава делают сердечники для снарядов.

Даже шарики для шариковых ручек бывают из карбида вольфрама.

Особенности обработки карбида вольфрама

Нижеследующие простые рекомендации помогут достичь хорошего качества обработки материала.

  1. Резать листы вольфрама необходимо  в подогретом состоянии (400–500 градусов Цельсия) анодным способом или наждачными кругами.
  2. Не стоит пользоваться высокими скоростями, это ухудшит качество резания.
  3. Во время раскроя следует использовать отрезные шлифовальные круги из карбида кремния.
  4. Ни в коем случае нельзя резать холодный лист ножницами или пилами: из-за этого он покроется трещинами. Вырубка на штампах также отменяется. Подобный метод можно применить только к подогретому листу.
  5. Во время токарной обработки используйте резцы из стали марок Р9Ф5, Р18, Р9К10, Р9К5, ВК8.
  6. При работе на токарном станке нельзя пользоваться СОЖ, так как они могут испортить инструмент.
  7. Высверлить качественное отверстие (не более 2 мм) можно только с помощью эрозии или ультразвука.
  8. Для получения отверстий менее 5 мм в листе или сплошном металле необходимо свети к минимуму выкрашивание инструмента, его растрескивание. Это является веской причиной для подогрева сплава. Оптимальной температурой я считаю 400 градусов Цельсия.

Специальную жидкость можно применять только при шлифовании – это позволит избежать выщелачивания кобальта. Преимущество средства в универсальности. Оно подходит для всех дисков и типов шлифования.

Карбид вольфрама: что это, где используется, как обрабатывается?

Что такое карбид вольфрама и для чего он вообще нужен? Это композит из твердых частиц, которые соединены более мягкими стальными элементами как связующим материалом.  Это твердый сплав, и чаще всего он нужен для мехобработки или ковки других металлов.

Свойства карбидов металлов (гафния, хрома, титана, вольфрама и др.)

ВОЛЬФРАМА КАРБИДЫ

Представлены сведения о химических и физических свойствах карбидов металлов: таких, как гафний, хром, титан, вольфрам и других. Физические свойства карбидов сведены в отдельные таблицы, в которых указана их плотность, твердость, температура плавления и кипения, а также электрические и тепловые свойства.

Карбид гафния GfC

В таблице приведены свойства карбида металла гафния. Карбид гафния представляет собой соединение серого цвета с температурой плавления 3890°С и высокой плотностью, которая при комнатной температуре составляет 12600 кг/м3. Энергия кристаллической решетки GfC равна 117,2·105 кДж/кмоль.

Карбид гафния полностью растворяется в ортофосфорной, азотной и серной кислотах.  При температуре около 2000°С он начинает взаимодействовать с тугоплавкими металлами — такими, как молибден, вольфрам, тантал и ниобий.

Физические свойства карбида гафния GfC
Молекулярная масса190,5
Тип решеткиКубическая
Плотность, кг/м312600
Температура плавления, °С3890±150
Температура кипения, °С4160
Средний ТКЛР в интервале 20-1200°С, α·106, град-16,1
Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град)35,3

Теплопроводность карбида гафния с нулевой пористостью при температуре 300°С равна 9,2 Вт/(м·град). При нагревании коэффициент теплопроводности GfC увеличивается. Удельная теплоемкость карбида гафния относительно невысока и при росте температуры слабо увеличивается.

Удельная теплоемкость и теплопроводность карбида гафния при температуре от 300 до 1200°С 30040060080010001200
Удельная массовая теплоемкость, Дж/(кг·град)251251255268281297
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град)9,21011,713,815,917,2

Карбиды хрома

Таблица содержит физические свойства карбидов хрома различного состава. Соединения с формулой Cr23C6 и Cr3C2 имеют серый цвет; Cr7C3 — серебристый.

Карбиды хрома Cr23C6 и Cr7C3 нерастворимы в царской водке. После длительного нагрева при 730…870°С карбид Cr7C3 превращается в Cr23C6. Карбид Cr3C2 нерастворим в воде. Изделия из него также практически нерастворимы в кислотах, их смесях и растворах щелочей. Однако, он может взаимодействовать с цинком при температуре 940°С. Температура начала окисления Cr3C2 составляет 900…1000°С.

Физические свойства карбидов хрома Cr4C, Cr23C6, Cr7C3, Cr3C2Свойства/карбидCr4CCr23C6Cr7C3Cr3C2
Молекулярная масса2201265400180
Тип решеткиКубическаяКубическаяГексагональнаяРомбическая
Плотность, кг/м3697069206680
Температура плавления, °С152015501700±501890 (разлаг.)
Средний ТКЛР в интервале 20-800°С, α·106, град-110,11010,3
Удельная массовая теплоемкость при 20°С, Дж/(кг·град)493523546
Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град)8420998
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град)18,716,616,2

Карбид титана TiC

Карбид титана TiC представляет собой соединение светло-серого цвета с металлическим блеском. Он химически инертен при комнатной температуре: плохо растворяется в кислотах, их смесях и некоторых щелочах в холодном и нагретом состояниях.

При высоких температурах (выше 2500°С) начинает реагировать с азотом. При взаимодействии с водородом обезуглероживается. Кроме того, окисляется углекислым газом при температурах выше 1200°С. Температура активного окисления карбида титана составляет 1100…1200°С.

Область температурной устойчивости TiC достигает 3140°С, он высокостоек в расплавленных легкоплавких металлах и металлах типа меди, алюминия, латунях, чугунах и сталях. Степень черноты карбида титана равна 0,9 (при длине волны 0,655 мкм).

Физические свойства карбида титана TiC
Молекулярная масса59,9
Тип решеткиКубическая
Плотность, кг/м34930
Температура плавления, °С3147±50
Температура кипения, °С4305
Твердость по шкале Мооса8-9
Средний ТКЛР в интервале 20-2700°С, α·106, град-19,6
Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град)33,7
Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град)842
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град)34…39
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·108, Ом·м60

Карбиды вольфрама W2C и WC

Карбиды вольфрама W2C и WC представляют собой соединения серого цвета. Область температурной устойчивости для W2C составляет до 2750°С; для WC — до 2600°С.

Тонкий порошок WC быстро окисляется на воздухе при 500…520°С. Температура начала окисления грубого порошка WC составляет 595°С.

При 700°С изменение массы карбида вольфрама WC в результате часового окисления составляет 8,3 мг/(см2·ч).

При комнатной температуре порошок карбида вольфрама практически не растворяется в сильных концентрированных кислотах. Однако он почти полностью растворим в кипящих H2SO4 и HNO3. При температуре 940°С WC слабо взаимодействует с расплавом цинка.

Физические свойства карбидов вольфрама W2C, WCСвойства/карбидW2CWC
Молекулярная масса379,7195,9
Тип решеткиГексагональная
Плотность, кг/м317201560
Температура плавления, °С2730±152720
Температура кипения, °С6000
Твердость по шкале Мооса9-109
Средний ТКЛР в интервале 20-2000°С, α·106, град-15,8
Удельная массовая теплоемкость в интервале 0-100°С, Дж/(кг·град)184
Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град)36
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град)29,3197

Карбид кальция CaC2

В таблице приведены физические свойства карбида кальция CaC2. По своим оптическим свойствам химически чистый карбид кальция — большие, почти бесцветные кристаллы с голубоватым оттенком. Технический CaC2 в зависимости от степени чистоты имеет серый, коричнево-желтый или черный цвет.

Предел температурной устойчивости для карбида кальция равен 2300°С. При температуре 20°С он полностью растворяется в воде (с выделением ацетилена) и концентрированной соляной кислоте.

Физические свойства карбида кальция CaC2
Молекулярная масса64,1
Тип решеткиТетрагональная, кубическая
Плотность, кг/м32100
Температура плавления, °С2300 (разлаг.)
Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град)960
Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град)61,3

Карбид циркония ZrC

Карбид циркония представляет собой соединение серого цвета с металлическим блеском. Он химически инертен при комнатной температуре: плохо растворяется в концентрированных кислотах, их смесях и некоторых щелочах, как в холодном, так и нагретом состоянии. Карбид циркония нерастворим в воде, однако взаимодействует с азотом с образованием нитридов.

Температура активного окисления ZrC составляет 1100…1200°С, область температурной устойчивости — до 3530°С. Карбид циркония стоек в расплавах меди и медных сплавов, стали, чугуна и легкоплавких металлов.

Физические свойства карбида циркония ZrC
Молекулярная масса103,2
Тип решеткиКубическая
Плотность, кг/м36730
Температура плавления, °С3530
Температура кипения, °С5100
Твердость по шкале Мооса8-9
Средний ТКЛР в интервале 20-1100°С, α·106, град-16,74
Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град)61,1
Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град)456
Коэффициент теплопроводности при 0°С, Вт/(м·град)42
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·108, Ом·м50

Карбиды ниобия Nb2C и NbC

В таблице даны физические свойства карбидов ниобия Nb2C и NbC. Плотный карбид ниобия NbC имеет серовато-коричневый или бледно-лиловый металлический цвет. Порошок NbC имеет фиолетовый оттенок.

Карбиды ниобия при комнатной температуре химически инертны, обладают высокой химической стойкостью к действию кислот и их смесей даже в нагретом состоянии. Однако, они растворимы в смеси плавиковой и азотной кислоты.

При нагревании на воздухе NbC слегка обезуглероживается. До температуры 2500°С он устойчив в атмосфере азота. Температура активного окисления карбида ниобия составляет 900…1000°С. Область температурной устойчивости — до 3890°С. Он стоек в расплавах металлов (Cu, Al), имеет высокую твердость по шкале Мооса.

Физические свойства карбидов ниобия Nb2C и NbCСвойства/карбидNb2CNbC
Молекулярная масса197,8105
Тип решеткиГексагональнаяКубическая
Плотность, кг/м378607560
Температура плавления, °С29273480
Температура кипения, °С4500
Твердость по шкале Мооса9-10
Средний ТКЛР в интервале 20-1100°С, α·106, град-16,5
Удельная массовая теплоемкость при 20°С, Дж/(кг·град)315355
Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град)30,3637,35
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град)19
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·108, Ом·м5546

Источники:

Источник: http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/keramika-i-steklo/svojstva-karbidov-metallov-gafniya-hroma-titana-volframa

Карбид вольфрама: физические свойства, токсичность, растворимость

ВОЛЬФРАМА КАРБИДЫ

Вольфрам – самый тугоплавкий металл

Вольфрам занимает первое место среди тугоплавких металлов. Температура плавления вольфрама достигает 3387ºС. Это дает возможность применять материал в тех случаях, когда условия работы включают повышенную температуру. Благодаря этому свойству вольфрам не начнет переходить в жидкое состояние тогда, когда другие металлы уже расплавятся.

Применение тугоплавкости вольфрама

Это качество металла широко используется для производства:

  • нитей накаливания в приборах освещения;
  • электродов в аргонно-дуговых сварках;
  • элементов нагрева для высокотемпературных вакуумных печей сопротивления;
  • электронно-лучевых трубок в мониторах, осциллографах, на радиолокационных станциях;
  • электронных ламп.

Вакуумные лампы в большинстве отраслей заменены на полупроводники, кроме производства высоковольтного, мощного, высокочастотного оборудования, а также космической техники. Наряду с преимуществами, тугоплавкий металл имеет и недостатки:

  • сложность механической обработки;
  • при температуре воздуха, превышающей 400°С, образуются оксидные пленки, а при наличии в среде серосодержащих веществ — сульфидные пленки;
  • требуются большие контактные давления для создания даже низкого сопротивления на участке электрического контакта.

Для нейтрализации описанных недостатков материал сплавляют с другими металлами, которые улучшают его свойство. Существует несколько таких соединений:

  1. Стеллит. В его состав, кроме вольфрама, входят кобальт и хром. Напылением или наплавлением он наносится на запчасти машин, инструментов, станков для увеличения износостойкости. Стеллит применяют для производства режущих инструментов.
  2. Быстрорежущие и инструментальные стали, из которых изготавливают сверла, фрезы, штампы. Кроме основных составляющих, указанные соединения могут содержать хром, марганец и кремний.
  3. Контактные сплавы. Легирующими металлами в них служат медь и серебро. Высокая электропроводимость этих материалов увеличивает данный показатель соединений, в которые они входят. Контактные сплавы вольфрама — материал, из которого производят выключатели, рубильники, электроды.
  4. Твердые сплавы. Их основой служит карбид вольфрама — соединение тугоплавкого металла с углеродом. Благодаря этим двум компонентам сплав отличается высокими твердостью и температурой плавления, износостойкостью. Перечисленные характеристики имеют значение для рабочих частей инструментов, используемых в бурении и резке. Массовая доля карбида вольфрама в твердом сплаве составляет 85–95%, оставшиеся проценты показывают содержание кобальта.

Карбиды вольфрама

Твердые сплавы рассмотрим более подробно. Тугоплавкий металл может образовывать разные карбиды: полукарбид и монокарбид. Они отличаются способностью растворять в себе тугоплавкие металлы и взаимодействием с разными кислотами.

Вольфрам – металл имеющий разные карбиды

Также монокарбид уступает поликарбиду в устойчивости и твердости.

А к преимуществам монокарбида можно отнести способность к образованию кристаллов в расплавленном вольфраме, что дает возможность использовать его в минералокерамических изделиях.

Полукарбид обладает большей устойчивостью к температурам, легкостью внедрения в твердые растворы монокарбида с другими металлами (феррумом, кобальтом), повышенной износоустойчивостью.

Свойства соединений

Сплавы на основе карбида вольфрама обладают следующими преимуществами:

  • устойчивость к окислению;
  • пластичность, проявляемая под нагрузкой;
  • не вступает в реакцию со многими кислотами;
  • химически малоактивный, поэтому относится к низкотоксичным веществам;
  • отполированный сплав невозможно поцарапать;
  • не бледнеет со временем;
  • тугоплавкость;
  • повышенная твердость, которая не снижается при высоких температурах.

Сплавы соединения металла вольфрама имеют множество преимуществ

Последние два свойства обусловлены сильными связями между атомами в кристаллах, из которых состоит соединение.

Карбид вольфрама по сравнению с вольфрамом

Люди часто используют термины вольфрам и карбид вольфрама взаимозаменяемо. Однако есть различия в свойствах этих двух материалов.

Во-первых, вольфрам легче царапается.

Кольца, изготовленные только из него, не очень устойчивы к царапинам, так что вы не должны ожидать, что они со временем останутся такими же блестящими.

Во-вторых, вольфрамовые ювелирные изделия часто содержит кобальт, в то время как карбид вольфрама, как правило, смешан с никелем. Проблема заключается в том, что, когда кобальт вступает в контакт с кожей, металл может вызвать раздражение.

Кроме того, кобальт может окислиться и заставить ваши драгоценности изменить цвет.

Технологии изготовления

Есть несколько способов получения твердых сплавов: восстановление оксида вольфрама углеродом с дальнейшей карбидизацией; электролиз расплавленных солей; осаждение из газовой фазы; восстановление соединений тугоплавкого металла с дальнейшей карбидизацией; выращивание из расплава монокристаллов карбида вольфрама; насыщение тугоплавкого металла углеродом. Наибольшее распространение получила последняя технология. Твердые сплавы бывают двух видов:

  1. Литые. Их получают с помощью отливки. Для этого применяют вольфрам (в виде порошка); соединения карбида или его смеси с тугоплавким металлом, содержащие низкий процент углерода. Образованный сплав отличается высокой твердостью и износостойкостью. Но для литых соединений характерна хрупкость, поэтому их не везде можно использовать. Основные сферы применения — производство инструментов для бурения и для волочильных станков, на которых производят проволоку.
  2. Спеченные. Они состоят из карбида вольфрама и соединяющего металла, который выполняет связывающую функцию. В роли последнего часто используют кобальтовый, никелевый, молибденовый материалы.

Сплавы на основе карбида вольфрама

Помимо значительной твердости, для указанных соединений характерна хрупкость и плохая обрабатываемость.

В связи с этим чистый карбид вольфрама применяется редко в основном он входит в состав твердых сплавов, в которых еще содержатся кобальт, титан, тантал, но массовая доля карбида при этом остается наибольшей – 70–98%. Технические характеристики твердого сплава, содержащего 98% карбида вольфрама:

  • предел прочности на изгиб — минимум 1 ГПа;
  • модуль Юнга составляет 969 ГПа;
  • предел прочности на сжатие — минимум 9,5 ГПа;
  • плотность достигает 15000–15500 кг/м³;
  • твердость по шкале Роквелла — минимум 90;
  • стойкость к эрозии составляет 0,3–0,8 мкмоль.

Изделия из сплавов карбида вольфрама обладают особой прочностью

Вольфрам и карбид вольфрама: что вы должны знать о них

ВОЛЬФРАМА КАРБИДЫ

Вольфрам и карбид вольфрама становятся все более популярными вариантами украшений, особенно когда дело доходит до колец. Давайте взглянем на характеристики этих двух материалов, и посмотрим, что вы должны знать о них при покупке ювелирных изделий.

Что такое вольфрам?

Это — металл, который очень тверд, и плавится при очень высокой температуре. Он также очень плотный, и драгоценности, сделанные из него, на удивление довольно тяжелые.

Благодаря своей долговечности, он является предпочтительным материалом для покупателей, ищущих изделие, которое прослужит очень долго.

Однако физические свойства, делающие этот металл настолько прочным, также являются причиной, по которой ювелиры находят, что с ним относительно трудно работать.

Что такое карбид вольфрама?

Когда вольфрам смешивается с углеродом, получающийся состав называют карбидом вольфрама. Этот материал является даже более прочным.

Карбид вольфрама, используемый в ювелирном деле, обычно смешивается с небольшим количеством никеля.

Мало того, что он является тверже вольфрама, из него также еще более трудно изготавливать кольца или другие ювелирные изделия.

Давайте посмотрим на наиболее важные характеристики этого материала, о которых вы должны знать при покупке:

Гипоаллергенный: не вызывает аллергические реакции при ношении. Несмотря на то, что он обычно содержит немного никеля, этот металл обычно составляет небольшую часть конечного сплава.

Вот почему вы не должны беспокоиться о раздражение кожи, если у вас аллергия на никель и вы планируете носить ювелирные изделия из карбида вольфрама.

Тем не менее, убедитесь, что продавец гарантирует, что ювелирные изделия, которые он предлагает, являются гипоаллергенными. Разные производители имеют различные стандарты того, что их продукты содержат, поэтому никогда не помешает проверить.

Отсутствие царапин: один из самых больших коммерческих аргументов при продаже карбида вольфрама — то, что он защищен от царапин. Очень трудно сделать вмятину или отметку на вольфрамовом кольце при нормальных обстоятельствах.

Чрезвычайная прочность карбида вольфрама означает, что если у вас есть украшение, изготовленное из этого материала, ему очень долго не потребуется полировка, и оно не потеряет свой блеск с течением времени, в отличие от золота или серебра.

Многие компании, продающие драгоценности из этого сплава, гарантируют, что их продукция не поцарапается, и предлагают заменить ее, если вы заметите какие-либо царапины.

Не может быть изменен: кольца из этого материала не могут быть изменены.

Вот почему вы должны тщательно выбирать свой размер, чтобы убедиться, что кольцо сидит не слишком плотно или слишком свободно.

Если, однако, размер вашего пальца изменился со временем, вы можете обменять свое вольфрамовое кольцо на кольцо другого размера: некоторые производители предлагают такой вариант, так что не забудьте проверить это при покупке.

Люди часто используют термины вольфрам и карбид вольфрама взаимозаменяемо. Однако есть различия в свойствах этих двух материалов.

Во-первых, вольфрам легче царапается.

Кольца, изготовленные только из него, не очень устойчивы к царапинам, так что вы не должны ожидать, что они со временем останутся такими же блестящими.

Во-вторых, вольфрамовые ювелирные изделия часто содержит кобальт, в то время как карбид вольфрама, как правило, смешан с никелем. Проблема заключается в том, что, когда кобальт вступает в контакт с кожей, металл может вызвать раздражение.

Кроме того, кобальт может окислиться и заставить ваши драгоценности изменить цвет.

Советы при покупке украшений

Первое, что вы должны сделать при покупке вольфрамовых ювелирных изделий, это убедиться, что вы знаете, из чего состоит изделие, которое вам предлагают.

Как вы уже видели, эти два материала отличаются по прочности и химическому составу. Если вы ищете долговечность, убедитесь, что ювелирные изделия, которые вы покупаете, сделаны именно из карбида вольфрама.

Вы должны также спросить о всех других металлах, которые содержит определенное вольфрамовое изделие.

Существуют некоторые драгоценности, которые являются более дешевыми, и часто причиной является то, что они содержат кобальт вместо никеля (мы уже говорили, почему кобальт не является предпочтительным).

Даже если драгоценности маркированы как «карбид вольфрама», вы все равно должны это проверить, поскольку некоторые изделия могут быть сделаны с кобальтом: необычно низкая цена — один из признаков того, что это так.

В целом, избегайте покупать вольфрамовые драгоценности, если нет указания, что они содержат. Между прочим, это правило распространяется на любые украшения, которые вы покупаете.

Источник: http://DragMag.ru/chto-vy-dolgny-znat-o-volframe-i-karbide-volframa/

Украшения из вольфрама: преимущества и недостатки — Jewellery Mag

ВОЛЬФРАМА КАРБИДЫ
Металл вольфрам

Вольфрам начал применяться в ювелирном деле совсем недавно, однако успел завоевать публику необычайной прочностью и износостойкостью. Однако так ли «вечен» необычный металл и стоит ли отдавать ему предпочтение перед серебром и золотом? Давайте разбираться.

Реклама — Продолжение ниже

Свойства карбида вольфрама

Металл вольфрам был открыт в 1783 году и применяется в основном в промышленности. Вольфрам необычайно тверд, а плотность его вдвое больше, чем у свинца. В соединении с углеродом металл превращается в карбид вольфрама: материал по твердости сравнимый с алмазом, износостойкий и почти не реагирующий на окисление. По Моосу его твердость достигает 8,5−9 единиц.

Среди прочих металлов, используемых для производства украшений максимально близко к нему расположился тистен — сплав из смеси вольфрама и титана: он может похвастать 7 единицами по Моосу.

В результате именно карбид вольфрама, помимо изготовления режущих деталей и сердечников снарядов, стал использоваться в ювелирном деле.

Реклама — Продолжение нижеКольцо из карбида вольфрама. fantasyjewelrybox.com

Главные причины популярности вольфрама — его долговечность и устойчивость к деформации.

Даже через много лет ношения на изделии не появляется царапин, трещин, украшение сохраняет свою первоначальную форму.

К тому же нельзя забывать о еще одном важном и ценном качестве этого металла — вольфрам крайне редко вызывает аллергию, что позволяет носить его практически всем без исключения.

По биосовместимости его превосходит разве что титан, который многим знаком в первую очередь из медицины, т.к. очень популярен в протезировании. Однако, если обратить внимание, последние годы титан стал невероятен как металл для изготовления драгоценностей.

Необыкновенные цветы в свадебных аксессуарах Юлии Васильевой

К слову еще одним крайне устойчивым к износу материалом для производства украшений является керамика. Довольно много мировых брендов включились в тренд и представили собственные керамические изделия: часы, кольца, подвески и т. д.

Реклама — Продолжение ниже

Благородный блеск вольфрама

Украшения из вольфрама — чаще всего это кольца — пользуются особой популярностью у мужчин. Они прочны, их стальной блеск элегантен и ненавязчив. Кроме того, такие изделия считаются самополирующимися.

В украшениях из вольфрама может использоваться дополнительное покрытие. Так, например, покрытие цирконием придает готовому изделию золотой тон, метод осаждения ионов зачерняет украшение, а серебристый оттенок является естественным для вольфрама. Последний факт позволяет вольфраму составить достойную конкуренцию серебру, платине и белому золоту.

Кольцо из вольфрама. rnbjewellery.net

Женские украшения из вольфрама предпочитают уверенные в себе девушки. Сочетать такое украшение с другими непросто, для этого потребуется недюжинное чувство стиля. Однако кольцо или браслет из вольфрама и не требует соседства — такое украшение само по себе выглядит весомо и завершенно.

Реклама — Продолжение ниже

В вольфрамовые украшения также вставляют различные камни и покрывают гравировкой. Но все это проделывают в производственных условиях. В простой ювелирной мастерской нельзя уменьшить или увеличить кольцо из вольфрама, починить замок на браслете или нанести гравировку. Будучи очень твердым и плотным материалов, вольфрам требует особого оборудования и инструментов.

Применение в ювелирном деле

Часы Solarri из карбида вольфрама

Впервые вольфрам был использован за пределами промышленной и военной деятельности менее десяти лет назад — в браслетах швейцарских часов. Чистый блеск, благородный серебристый оттенок и физические характеристики необычного материала покорили ценителей ювелирных изделий.

На сегодняшний день вольфрам является эффективной альтернативой золоту, серебру и платине, поскольку эти драгоценные металлы гораздо мягче и легко повреждаются в процессе носки украшений из них.

Реклама — Продолжение ниже

Брутальные сверхпрочные украшения из вольфрама сегодня выпускают многие ювелирные марки.

Carraji радует своих поклонников массивными кольцами и браслетами с различными вставками и оригинальной гравировкой.

Марка Spikes предлагает кольца с разноцветным покрытием, среди которых встречаются не только массивные и тяжелые изделия, но и довольно тонкие и изящные, которые легко подойдут и представительницам прекрасного пола.

Кольца Spikes из карбида вольфрама

Демократичная стоимость украшений из вольфрама (от 1500 рублей), их долговечность и стильный дизайн привлекают все больше покупателей. Производители выпускают как «чистые» вольфрамовые изделия, так и комбинированные с золотом и полудрагоценными камнями.

5 мифов о золоте — сказки, придуманные нами

При всех своих бесспорных преимуществах у карбида вольфрама есть лишь один явный недостаток: не подверженный царапинам и потускнению металл может расколоться при сильном ударе о твердую или острую поверхность, поэтому хранить украшения из вольфрама все же следует бережно.

Также владельцу кольца из вольфрама стоит знать, что если вдруг украшение стало так мало, что снять обычными способами (с мылом или обернув палец плотными рядами нитки) его не выходит, помочь в этом случае способны специальные тиски. Кольцо медленно сжимают до тех пор, пока оно не лопнет от давления. Вероятность травмы, несмотря на несколько пугающий процесс, минимальна.

Источник: https://jewellerymag.ru/p/tungsten-carbide-jewellery/

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: