Jakie są właściwości węglika wolframu?

Węglik wolframu to związek dwóch pierwiastków: węgla i wolframu. Jego skład chemiczny oraz ulepszone parametry fizyczne powstałe w wyniku procesów wytwarzania sprawiają, że osiąga doskonałe własności mechaniczne i jest zaliczany do grupy materiałów supertwardych. Jakie właściwości ma węglik wolframu i jak jego cechy charakterystyczne wpływają na możliwości użytkowania w branży przemysłowej?

Jakie właściwości ma węglik wolframu?

Węglik wolframu powstaje w wyniku połączenia pierwiastków węgla i wolframu przy udziale bardzo wysokiej temperatury wynoszącej 1400-2000 °C. Gotowy materiał przyjmuje wówczas postać proszku, który można poddawać dalszym procesom chemicznym i fizycznym, jak na przykład prasowanie pozwalające na zmianę geometrii produktu. Taki sposób produkcji sprawia, że węglik wolframu jest niezwykle wytrzymały.

Twardość węglika wolframu

Węglik wolframu jest jednym z najtwardszych materiałów. Jego twardość wynosi odpowiednio:

• 2600 HV,
• 45-60 HRC,
• 9/10 w skali Mohsa.

Tak wysoka twardość sprawia, że węglik wolframu doskonale sprawdza się do produkcji powłok na narzędzia skrawające. Wykorzystuje się go m.in. do produkcji węglików spiekanych, którymi pokrywa się powierzchnię frezów czy wierteł. Wzmocnione narzędzia mogą skutecznie pracować z trudnymi w obróbce metalami takimi jak stale nierdzewne.

Gęstość węglika wolframu

Gęstość węglika wolframu wynosi 15,5 g/cm3. Taka struktura znacznie zwiększa wytrzymałość materiału i wpływa na lepszą przewodność cieplną. W przypadku stosowania węglika do powłok narzędzi skrawających przewodność cieplna powoduje konieczność stosowania dodatkowego chłodziwa. Jednocześnie można jednak mieć pewność, że ostrze nie ulegnie uszkodzeniu pod wpływem wysokiej temperatury osiąganej w trakcie procesu. Odpowiedzialna za to jest kolejna własność węglika wolframu, czyli temperatura topnienia.

Temperatura topnienia i wrzenia węglika wolframu

Wolfram jest pierwiastkiem o najwyższej temperaturze topnienia spośród wszystkich metali. Wartość ta wynosi 2870°C. Wartość wrzenia węglika wolframu wynosi natomiast 6000°C. Taka temperatura jest nieosiągalna dla większości procesów produkcyjnych, a z pewnością nie dla obróbki skrawaniem, do której najczęściej wykorzystuje się ostrza wykonane z węglika wolframu. Nawet wspomniana przed chwilą dobra przewodność cieplna nie jest zagrożeniem przy tak wysokiej temperaturze, ponieważ w przypadku toczenia czy frezowania nie jest możliwe stopienie narzędzia. Nawet przy temperaturze maksymalnej procesu wynoszącej kilkaset stopni Celsjusza powłoki z węglika wolframu zachowują pełnię własności mechanicznych. Materiał nie odkształca się i nie zmienia swojej struktury.

Moduł Younga – wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie węglika wolframu

Kolejnym istotnym parametrem węglika wolframu jest jego wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie, bezpośrednio odpowiedzialna za wytrzymałość materiału w trakcie jego stosowania. Moduł Younga wynosi w tym przypadku 530-700 GPa. Oznacza to, że węglik wolframu poddany naprężeniom o wskazanej wartości nie dozna trwałego odkształcenia. Dlatego właśnie podczas obróbki skrawaniem ostrza z powłoką z węglika wolframu mogą pracować z niezwykle twardymi materiałami, nie ulegając przy tym zniszczeniu. Struktura i właściwości powłoki zostają zachowane. Gwarantuje to wysokiej jakości obróbkę przez cały czas użytkowania narzędzia, a także długą żywotność ostrza.

Dodatkowe parametry węglika wolframu związane z wytrzymałością:

• maksymalna wytrzymałość na rozciąganie: 344 MPa,
• maksymalna wytrzymałość na ściskanie: 2,7 GPa,
• moduł sprężystości objętościowej: 655 GPa,
• moduł ścinania: 274 GPa.

Właściwości chemiczne węglika wolframu

Podczas analizy właściwości węglika wolframu warto również zwrócić uwagę na jego własności chemiczne. Materiał zaczyna utleniać się, czyli ulegać rozkładowi, w temperaturze wynoszącej około 500-600 °C. Jest też odporny na kwasy z kilkoma wyjątkami. Ewentualna reakcja następuje w bardzo wysokiej temperaturze. Dlatego węglik wolframu może być z powodzeniem stosowany w obróbce różnych materiałów przy udziale cieczy obróbczych o różnych składach i pracować w wymagającym środowisku.

Właściwości węglika wolframu – podsumowanie

Węglik wolframu to bez wątpienia jeden z najważniejszych materiałów stosowanych w branży przemysłowej. Poddawanie go kolejnym procesom fizykochemicznym pozwala osiągać pożądane właściwości. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat, sprawdź nasz artykuł Zastosowanie węglika wolframu - sprawdź, gdzie go znajdziesz? Znajdziesz tam szereg informacji dotyczących zastosowania tego super twardego materiału.

Jeśli natomiast jesteś w posiadaniu zużytych narzędzi skrawających i zastanawiasz się, w jaki sposób je zutylizować, oferujemy rozwiązanie Twojego problemu. Nasz skup węglika spiekanego chętnie przyjmie dowolne ilości starych frezów, płytek, wierteł i tym podobnych. W celu uzyskania szczegółowych informacji zapraszamy do kontaktu z naszymi specjalistami.