텅스텐 카바이드의 일반적인 문제 및 원인에 대한 심층 분석

텅스텐 카바이드는 분말 야금을 통해 내화 금속과 결합 금속의 단단한 화합물로 만든 고성능 소재로 높은 경도, 내마모성, 내식성 등 우수한 특성을 자랑합니다. 절삭 공구, 금형, 내마모성 부품 등의 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 생산, 사용 및 가공 중 다양한 요인의 영향으로 인해 텅스텐 카바이드는 종종 몇 가지 문제에 직면합니다. 다음에서는 이러한 일반적인 문제와 그 원인을 자세히 살펴 보겠습니다.

I. 열 안정성 저하

텅스텐 카바이드는 고온에서 산화 및 부식되기 쉽고 열 안정성이 상대적으로 낮아 작동 온도와 적용 환경이 제한됩니다. 고온, 특히 정상 작동 온도 이상에 노출되면 텅스텐 카바이드는 산화 반응에 취약하여 표면에 산화물 층이 형성되어 경도와 내마모성이 감소합니다. 또한 텅스텐 카바이드는 고온에서 열팽창이 일어날 가능성이 높습니다. 열팽창 계수가 다른 재료의 열팽창 계수와 일치하지 않으면 쉽게 균열과 파손으로 이어질 수 있습니다.

당사의 공장 사업: 초경 부품, 금형 부품, 의료용 사출 금형, 정밀 사출 금형, 테플론 PFA 사출 성형, PFA 튜브 피팅. 이메일: [email protected],whatsapp:+8613302615729.

원인 분석

• 머티리얼 구성: 텅스텐 카바이드는 주로 텅스텐 카바이드(WC) 및 티타늄 카바이드(TiC)와 같은 경질 상과 코발트(Co)와 같은 바인더 상으로 구성됩니다. 이러한 구성 요소의 열 안정성은 텅스텐 카바이드의 열 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.
• 생산 프로세스: 소결 온도, 소결 시간 및 소결 분위기와 같은 생산 공정 매개 변수는 텅스텐 카바이드의 열 안정성에 큰 영향을 미칩니다. 소결 온도가 너무 높거나 소결 시간이 너무 길면 텅스텐 카바이드의 입자가 성장하여 열 안정성이 저하 될 수 있습니다.
• 운영 환경: 고온, 고압, 고속과 같은 열악한 환경에서 사용할 경우 텅스텐 카바이드는 열 스트레스에 취약하여 산화, 부식, 열팽창과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

II. 골절에 대한 취약성

텅스텐 카바이드는 경도가 높고 취성이 높아 균열과 골절이 발생하기 쉽습니다. 특히 높은 하중과 고속에서 사용하면 피로 손상을 입기 쉬워 골절로 이어질 수 있습니다. 또한 텅스텐 카바이드의 생산 공정도 파단 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 재료의 기공과 내포물은 모두 파단 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

원인 분석

• 재료 특성: 텅스텐 카바이드 자체는 경도가 높고 취성이 높은 특성을 가지고 있어 외부 충격이나 진동이 가해지면 파손되기 쉽습니다.
• 생산 프로세스: 텅스텐 카바이드 생산 중에 프레스 파라미터가 부적절하거나 소결로 파라미터가 적합하지 않거나 원료에 너무 많은 가스가 포함되어 있으면 텅스텐 카바이드 내부 또는 표면에 기공이나 내포물과 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 이러한 결함은 텅스텐 카바이드의 강도와 인성을 크게 감소시킬 수 있습니다.
• 작동 조건: 높은 하중과 고속과 같은 가혹한 조건에서 텅스텐 카바이드를 사용할 때 높은 경도와 취성으로 인해 피로 손상 및 후속 골절이 발생하기 쉽습니다. 또한 충격이나 진동을 받으면 파손되기 쉽습니다.

III. 높은 처리 난이도

가공하기 어려운 소재인 텅스텐 카바이드는 주로 다음과 같은 측면에서 상당한 가공 문제를 야기합니다.

• 높은 경도: 텅스텐 카바이드의 경도는 일반 강철보다 훨씬 높습니다. 따라서 가공 시 고경도 절삭 공구 또는 연삭 공구를 사용해야 하며, 높은 연삭력과 높은 연삭 열을 발생시키는 경향이 있습니다.
• 높은 취성: 텅스텐 카바이드의 높은 취성으로 인해 가공 중 균열 및 파손이 발생하기 쉬워 가공 정확도 및 표면 품질에 영향을 미칩니다.
• 유사한 탄성 한계 및 강도: 텅스텐 카바이드의 탄성 한계와 강도는 매우 가깝기 때문에 가공 중 재료 변형 및 응력 분포를 제어하기가 어렵습니다.

원인 분석

• 재료 특성: 텅스텐 카바이드의 높은 경도와 취성은 가공 난이도가 높은 주된 이유입니다. 또한 텅스텐 카바이드의 열전도율이 낮기 때문에 가공 중에 발생하는 열이 빠르게 소멸되기 어려워 가공 난이도가 더욱 악화됩니다.
• 처리 기술: 현재 텅스텐 카바이드의 가공 기술은 아직 성숙하고 완벽하지 않습니다. 전통적인 연삭 가공 방법은 특정 가공 요구를 어느 정도 충족시킬 수 있지만 낮은 연삭 효율과 높은 비용과 같은 문제가 있습니다. 또한 초음파 및 전해 가공과 같은 특수 가공 기술은 텅스텐 카바이드의 일부 가공 문제를 어느 정도 해결할 수 있지만 낮은 가공 효율과 높은 비용으로 어려움을 겪고 있습니다.

IV. 결론

요약하면 텅스텐 카바이드는 생산, 사용 및 가공 중에 열 안정성 저하, 파손 취약성, 높은 가공 난이도와 같은 문제에 자주 직면합니다. 이러한 문제의 원인은 주로 재료 특성, 생산 공정 및 작동 조건과 같은 요인에 있습니다. 이러한 문제를 해결하려면 재료 구성, 생산 공정 및 작동 조건과 같은 측면에서 시작하여 텅스텐 카바이드의 생산 및 사용 기술을 지속적으로 최적화하고 개선해야합니다. 동시에 텅스텐 카바이드에 대한 연구 개발 노력을 강화하여 기술의 지속적인 혁신과 개발을 촉진해야합니다.