Węglik spiekany – co to jest?

Spis treści

• Proces produkcji i właściwości
• Zastosowania przemysłowe
• Rodzaje i gatunki

Węglik spiekany to nowoczesny materiał ceramiczny wyróżniający się niezwykłą twardością oraz odpornością na ścieranie. Powstaje w wyniku spiekania proszku węglika wolframu z dodatkiem kobaltu, który pełni rolę spoiwa, w warunkach wysokiej temperatury.

Proces produkcji i właściwości

Produkcja tego tworzywa rozpoczyna się od przygotowania mieszanki proszku węglika wolframu z metalem wiążącym, najczęściej kobaltem. Składniki są dokładnie mieszane w młynie kulowym, a następnie formowane pod ciśnieniem w odpowiednie kształty. Najważniejszym etapem jest spiekanie w temperaturze około 1400-1600 °C w atmosferze wodoru lub w próżni.

Przeczytaj również: Czym jest wypełnienie światłoutwardzalne?

Otrzymany materiał osiąga twardość rzędu 1500-2000 HV, co sprawia, że należy do najtwardszych materiałów stosowanych w technice. Wytrzymałość na ściskanie przekracza 4000 MPa, natomiast gęstość wynosi 14-15 g/cm³. Wyróżnia się także znaczną odpornością na korozję oraz stabilnością chemiczną nawet w podwyższonych temperaturach.

Przeczytaj również: Jak położyć ceramikę na lakierze samochodowym?

Zastosowania przemysłowe

Węglik spiekany znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle, zwłaszcza przy produkcji narzędzi do obróbki skrawaniem. Płytki wykonane z tego materiału montuje się w nożach tokarskich, frezach oraz wiertłach przeznaczonych do obróbki stali, żeliwa czy metali nieżelaznych. Dzięki wyjątkowej twardości narzędzia te zachowują ostrość znacznie dłużej niż tradycyjne wyroby ze stali narzędziowej.

Przeczytaj również: Co to jest materiał ceramiczny?

Branże takie jak górnictwo i budownictwo również szeroko wykorzystują zalety tego materiału. Korony wiertnicze, ostrza maszyn tunelowych czy elementy młotów pneumatycznych zawierają wkładki z węglika spiekanego. W przemyśle wydobywczym stosuje się go także w koronach do głębokich odwiertów.

Do innych zastosowań należą między innymi:

• matryce do ciągnienia drutów i rur
• elementy pomp pracujących w środowisku o dużym stopniu ścieralności
• części maszyn włókienniczych narażone na silne tarcie
• komponenty silników lotniczych

Rodzaje i gatunki

Poszczególne odmiany węglika spiekanego różnią się zawartością kobaltu oraz wielkością ziaren węglika wolframu. Materiały o drobnej strukturze i niewielkiej ilości spoiwa cechują się wyższą twardością, lecz są mniej odporne na uderzenia. Z kolei gatunki o grubszych ziarnach i większej zawartości kobaltu wykazują lepszą odporność na pękanie, ale mają niższą twardość.

Istnieją także specjalne rodzaje wzbogacone o dodatki tytanu, tantalu lub niobu, które poprawiają właściwości użytkowe w określonych zastosowaniach. Węgliki pokryte warstwą azotku tytanu lub tlenku glinu zapewniają jeszcze większą odporność na ścieranie oraz utlenianie w wysokich temperaturach.