Węgliki spiekane – czym są i jakie mają zastosowanie?

Spis treści

• Charakterystyka i właściwości węglików spiekanych
• Zastosowania przemysłowe
• Rodzaje i gatunki

Węgliki spiekane to nowoczesny materiał ceramiczny, który powstaje w wyniku spiekania węglika wolframu z dodatkiem kobaltu pełniącego rolę spoiwa. Cechuje się on niezwykłą twardością oraz wysoką odpornością na ścieranie, dzięki czemu znajduje zastosowanie w wielu sektorach przemysłu.

Charakterystyka i właściwości węglików spiekanych

Proces produkcji węglików spiekanych polega na prasowaniu i spiekaniu mieszaniny proszku węglika wolframu z metalicznym kobaltem w podwyższonej temperaturze. W efekcie powstaje materiał o strukturze złożonej z twardych ziaren węglika wolframu, które są połączone elastyczną fazą kobaltową.

Przeczytaj również: Czym jest wypełnienie światłoutwardzalne?

Do najważniejszych cech tego tworzywa należą bardzo wysoka twardość, osiągająca wartości rzędu 1500-1800 HV, znakomita odporność na ścieranie oraz utrzymywanie właściwości mechanicznych nawet przy podwyższonych temperaturach. Gęstość węglików spiekanych mieści się w przedziale od 11 do 15 g/cm³, co jest rezultatem dużej zawartości wolframu.

Przeczytaj również: Jak położyć ceramikę na lakierze samochodowym?

Skład chemiczny można dostosowywać poprzez zmianę proporcji węglika wolframu do kobaltu. Typowe ilości kobaltu wynoszą od 3% do 25%, przy czym większa zawartość spoiwa poprawia odporność na uderzenia, lecz nieco obniża twardość materiału.

Przeczytaj również: Co to jest materiał ceramiczny?

Zastosowania przemysłowe

Węgliki spiekane wykorzystywane są powszechnie w obróbce skrawaniem jako surowiec do produkcji ostrzy narzędzi tokarskich, frezarskich oraz wiertarskich. Płytki wykonane z tego materiału umożliwiają prowadzenie obróbki z dużą prędkością, zapewniając jednocześnie długą żywotność narzędzi.

W branży wydobywczej materiał ten stosuje się do produkcji koron wiertniczych, ostrzy maszyn górniczych oraz elementów odpornych na ścieranie w urządzeniach transportowych. Wyjątkowa twardość sprawia, że części te zachowują swoje właściwości nawet podczas pracy w bardzo trudnych warunkach eksploatacyjnych.

W metalurgii węgliki spiekane służą do wyrobu matryc do ciągnienia drutów, stempli i matryc do tłoczenia metali oraz dysz przeznaczonych do natryskiwania cieplnego. Materiał ten znajduje również zastosowanie przy produkcji części pomp, zaworów oraz innych elementów narażonych na intensywne zużycie mechaniczne.

Rodzaje i gatunki

Podział węglików spiekanych opiera się na zawartości kobaltu oraz wielkości ziaren węglika wolframu. Odmiany drobnoziarniste wyróżniają się większą twardością i są przeznaczone do precyzyjnej obróbki wykańczającej. Z kolei gatunki gruboziarniste charakteryzują się lepszą odpornością na pękanie i sprawdzają się podczas obróbki zgrubnej.

Niektóre rodzaje węglików wzbogaca się o dodatki innych związków, takich jak węglik tytanu czy tantalu, co pozwala na uzyskanie pożądanych właściwości dla określonych zastosowań. Powłoki z azotku tytanu lub innych substancji ceramicznych dodatkowo zwiększają trwałość i efektywność narzędzi.

• węgliki o niskiej zawartości kobaltu (3-6%) – najwyższa twardość
• węgliki o średniej zawartości kobaltu (8-12%) – szerokie możliwości wykorzystania
• węgliki o wysokiej zawartości kobaltu (15-25%) – podwyższona odporność na uderzenia