超硬合金のよくある問題と原因を徹底分析

炭化タングステンは、耐火金属と結合材金属の硬質化合物を粉末冶金法で製造した高性能材料で、高硬度、耐摩耗性、耐食性などの優れた特性を有しています。切削工具、金型、耐摩耗部品などの分野で広く使用されている。しかし、製造・使用・加工時の様々な要因の影響により、超硬合金はしばしば問題を起こします。次に、よくあるトラブルとその原因について掘り下げてみます。

I.熱安定性の悪さ

炭化タングステンは高温で酸化・腐食しやすく、熱安定性が比較的悪いため、使用温度や使用環境が制限されます。特に通常の使用温度以上の高温にさらされると、炭化タングステンは酸化反応を起こしやすく、表面に酸化膜が形成され、硬度や耐摩耗性が低下します。また、超硬合金は高温になると熱膨張が起こりやすくなります。熱膨張係数が他の材料と一致しないと、亀裂や破壊につながりやすい。

当社の工場事業：超硬部品、金型部品、医療用射出成形金型、精密射出成形金型、テフロンPFA射出成形、PFAチューブ継手。電子メール：[email protected],whatsapp：+8613302615729。

原因分析

• 素材構成:炭化タングステンは、主に炭化タングステン(WC)や炭化チタン(TiC)などの硬質相と、コバルト(Co)などの結合相から構成されています。これらの成分の熱安定性は、炭化タングステンの熱安定性に直接影響します。
• 生産プロセス:焼結温度、焼結時間、焼結雰囲気などの製造工程パラメータは、炭化タングステンの熱安定性に大きな影響を与えます。焼結温度が高すぎたり、焼結時間が長すぎたりすると、炭化タングステンの結晶粒が成長し、熱安定性が低下します。
• 動作環境:高温、高圧、高速などの過酷な環境で使用される場合、超硬合金は熱応力に弱く、酸化、腐食、熱膨張などの問題が発生します。

II.骨折のしやすさ

超硬合金は硬度が高く、脆性が高いため、亀裂や破壊が生じやすい。特に、高荷重、高速で使用される場合、疲労損傷を受けやすく、破壊につながる可能性があります。さらに、炭化タングステンの製造工程も、その破壊性能に影響を与えることがあります。例えば、材料中の気孔や介在物はすべて破壊性能に影響します。

原因分析

• 素材特性:タングステンカーバイド自体は、硬度が高く、脆いという特性を持っているため、外部からの衝撃や振動を受けると破壊しやすい。
• 生産プロセス:炭化タングステンの製造中に、プレスパラメータが不適切である場合、焼結炉のパラメータが適切でない、または原料が多すぎるガスが含まれている、それはそのような気孔やタングステンカーバイドの内部または表面上の介在物のような欠陥につながる可能性があります。これらの欠陥は、大幅に炭化タングステンの強度と靭性を低下させることができます。
• 動作条件:超硬合金は、硬度が高く脆いため、高荷重や高速回転などの過酷な条件下で使用すると、疲労損傷や破壊が起こりやすくなります。また、衝撃や振動を受けると破壊しやすい。

III.高い処理難易度

難削材であるタングステンカーバイドは、主に次のような点で加工上の大きな課題を抱えている。

• 高硬度:タングステンカーバイドの硬度は、通常の鋼よりもはるかに高い。そのため、加工時には高硬度の切削工具や研削工具を使用する必要があり、研削力や研削熱も高くなりがちです。
• 高い脆さ:超硬合金は脆性が高いため、加工中に割れやクラックが発生しやすく、加工精度や表面品質に影響を与える。
• 同様の弾性限界と強度:タングステンカーバイドの弾性限界と強度は非常に近く、加工中の材料の変形や応力分布の制御が難しい。

原因分析

• 素材特性:タングステンカーバイドは硬度が高く、脆いことが加工難易度の高い主な原因です。また、超硬合金は熱伝導率が悪いため、加工時に発生する熱を素早く逃がすことが難しく、加工の難易度をさらに高めています。
• 加工技術:現在、タングステンカーバイドの加工技術はまだ成熟しておらず、完璧とは言えない。伝統的な研削処理方法は、ある程度特定の処理ニーズを満たすことができますが、彼らはそのような低い研削効率と高いコストなどの問題を抱えている。また、超音波や電解処理などの特殊な加工技術は、ある程度タングステンカーバイドの処理の問題のいくつかを解決することができますが、彼らはまた、低い処理効率と高コストに苦しんでいる。

IV.結論

要約すると、タングステンカーバイドは、製造、使用、加工時に、熱安定性が悪い、割れやすい、加工難易度が高いなどの問題にしばしば遭遇する。これらの問題の原因は、主に材料特性、製造工程、使用条件などにある。これらの問題を解決するためには、材料組成、製造プロセス、使用条件などの側面から出発し、超硬合金の製造技術と使用技術を継続的に最適化・改善する必要があります。同時に、タングステンカーバイドに関する研究開発の取り組みを強化し、継続的な技術革新と技術開発を推進する必要がある。