Productos Químicos
El principal uso de tungsteno (en forma de carburo de tungsteno) es en la fabricación de carburos cementados. Tras el descubrimiento de Scheele de "Tungsteno" en 1781, tomó un adicional de 150 años antes de los esfuerzos de sus sucesores llevaron a la aplicación de carburo de tungsteno en la industria.
Carburos cementados, o metales duros ya que a menudo son llamados, son materiales hechos por los granos "cementación" monocarburo tungsteno muy duro (WC) en una matriz de aglutinante de duro metal de cobalto por sinterización en fase líquida.
La combinación de cobalto WC y metálico como aglutinante es un sistema bien adaptado no sólo con respecto a sus propiedades, sino también a su comportamiento de sinterización.
La alta solubilidad de WC en cobalto a altas temperaturas y una muy buena humectación de WC por el resultado aglutinante de cobalto líquido en una excelente densificación durante la sinterización en fase líquida y en una estructura sin poros. Como resultado de esto, se obtiene un material que combina alta resistencia, tenacidad y alta dureza.
El comienzo de la producción de carburo de tungsteno puede remontarse a la década de 1920, cuando la empresa Bombilla eléctrica alemana Osram, buscó alternativas al dibujo de diamantes costosos troqueles utilizados en la producción de alambre de tungsteno.
Estos intentos condujo a la invención de carburo cementado, que pronto fue producido y comercializado por varias empresas para diversas aplicaciones en las que su alta resistencia al desgaste era particularmente importante. Los primeros grados de carburo de tungsteno y cobalto pronto fueron aplicadas con éxito en el torneado y molienda de hierro fundido y, en la década de 1930, el pionero cimentó carburo compañías lanzaron los primeros grados de acero de molienda que, además de carburo de tungsteno y cobalto, también contienen carburos de titanio y tantalio.
Mediante la adición de carburo de titanio y carburo de tantalio, la resistencia al desgaste de alta temperatura, la dureza en caliente y la estabilidad a la oxidación de los metales duros se han mejorado considerablemente, y los metales duros WC-TiC-(Ta, Nb) C-Co son excelentes herramientas de corte para el mecanizado de acero. En comparación con acero de alta velocidad, la velocidad de corte aumenta de 25 a 50 m / min a 250 m / min para torneado y fresado de acero, que revolucionó la productividad en muchas industrias.
Poco después, la revolución en las herramientas de minería comenzó. Las primeras herramientas de minería con puntas de carburo cementado aumentaron el tiempo de vida de los taladros de roca por un factor de al menos diez en comparación con una herramienta de perforación a base de acero.
En todas estas aplicaciones, se ha producido una expansión continua en el consumo de carburo cementado de un total mundial anual de 10 toneladas en 1930, a 100 toneladas en todo 1935, 1.000 toneladas en la década de 1940, a través de 10.000 toneladas en la década de 1960 y hasta a cerca de 30 000 toneladas en la actualidad.
El desarrollo de herramientas de corte de metal ha sido muy rápido en los últimos cuatro decenios, después de haber sido estimulado en gran medida por la mejora de las técnicas de diseño y fabricación tanto, por ejemplo, la introducción de insertos indexables en la década de 1950 y la invención de los grados recubiertos alrededor de 1970.
El primer recubrimiento fue con una capa delgada (~ 5 m de espesor) de carburo de titanio hecha por un proceso de deposición química de vapor (CVD). Se mejoró la vida útil de las herramientas por un factor de 2 a 5.
Esta técnica ya ha sido mejorada por los revestimientos de múltiples capas, en donde se han añadido capas de alúmina, nitruro de titanio, nitruro de titanio aluminio y otros materiales que se han mejorado aún más los tiempos de vida de 5 a 10 veces.
Sin embargo, de revestimiento y la mejora del diseño son sólo una cara de la moneda. La mejora continua de los productos intermedios y las técnicas de fabricación condujo a un mejor desempeño de los metales duros y abrió nuevos campos de aplicaciones. La introducción de la extracción con disolvente en la química de tungsteno, las nuevas técnicas de reducción de hidrógeno y la carburación mejoró la pureza y la uniformidad de tungsteno y polvo de carburo de tungsteno.
En paralelo, nueva molienda en polvo, secado por pulverización y técnicas de sinterización como resultado propiedades mejoradas de metal duro y el rendimiento. En particular, la mejora continua de la tecnología de sinterización al vacío y, a partir de finales de 1980, la sinterización de presión isostática en caliente (SinterHIP) condujo a los nuevos estándares en la calidad de metal duro.
La historia de la metalurgia de polvo de tungsteno, y especialmente el de la industria de metal duro, se caracteriza por un ensanchamiento de manera constante gama de tamaños de grano disponibles para el procesamiento en la industria, mientras que, al mismo tiempo, la distribución del tamaño de grano para cada grado de polvo de WC se convirtió más y más estrecho.
La razón más importante para este ensanchamiento del espectro de los grados WC disponibles es que, además de las variaciones alcanzados por el contenido de cobalto y carburo de algunos aditivos, las propiedades de los metales duros de WC-Co, tales como dureza, tenacidad, resistencia, módulo de elasticidad, resistencia a la abrasión y la conductividad térmica puede ser ampliamente variada por medio de el tamaño de grano WC. Si bien el espectro de tamaños de grano WC disponibles varió de 2,0 a 5,0 m en los primeros días de la industria de metal duro a mediados de la década de 1920, los tamaños de grano de WC polvos ahora se utiliza en metales duros van desde 0,15 m hasta 50 m, o incluso 150 micras para algunas aplicaciones muy especiales.
Sobre la base de la amplia gama de tamaños de grano ya está disponible, no sólo es muy dura y resistente a la abrasión, pero también muy dura, metales duros pueden ser producidos para amplias aplicaciones en herramientas de alta tecnología, piezas de desgaste y herramientas de minería, así como para muchos sectores de la ingeniería industria.
Se ha producido un rápido desarrollo en herramientas de minería y de corte de piedra, con un mejor rendimiento que ha llevado a la creciente sustitución de las herramientas de acero de herramientas de metal duro, sobre todo en la industria del petróleo. En particular, el uso de metales duros muy grano grueso está creciendo en esta área de aplicación.
Una gran parte del volumen de tungsteno en metal duro es utilizado hoy en día en aplicaciones de piezas de desgaste, donde hay una amplia gama de productos de la muy pequeña (como bolas para bolígrafos) para productos grandes y pesados, tales como golpes, troqueles o rodillos calientes para trenes de laminación de la industria siderúrgica.
La mayoría de estas piezas de desgaste y de las herramientas de minería son de rectas metales duros WC-Co y sin ninguna adición de otros carburos.
Metales duros WC de grano fino y ultrafino se han vuelto más y más importante en la actualidad en el campo de las piezas de desgaste, herramientas para desprendimiento de virutas formación y herramientas de corte para fundición, aleaciones no ferrosas y madera.
Campo de aplicación de la calificación recta carburos cementados
Los primeros metales duros submicrónicas se pusieron en marcha en el mercado a finales de 1970 y, desde ese momento, las microestructuras de estos metales duros se han convertido en cada vez más fina. El principal interés en metales duros con tales tamaños de grano más finos se deriva de la comprensión de que la dureza y el desgaste de aumento de la resistencia a medida que disminuye el tamaño de grano WC.
Una aplicación especial para estos metales duros WC finas o ultrafinas, con la participación de grandes cantidades de metal duro, es en los ejercicios para la perforación de los muy finos agujeros en las placas de circuitos impresos para las industrias de la informática y la electrónica. Para este fin, las nuevas composiciones de carburo cementado, basado en grano extremadamente fino carburo, se han introducido.
Datos básicos para diferentes WC-Co y |
||||||
Grado |
Dureza |
Compresión |
Transverso |
de Young |
Fractura |
La media térmica |
WC-4Co |
2000 |
7100 |
2000 |
665 |
8.5 |
5.0 |
WC-6Co/S* |
1800 |
6000 |
3000 |
630 |
10.8 |
6.2 |
WC-6Co/M** |
1580 |
5400 |
2000 |
630 |
9.6 |
5.5 |
WC-6Co/C*** |
1400 |
5000 |
2500 |
620 |
12.8 |
5.5 |
WC-25Co/M |
780 |
3100 |
2900 |
470 |
14.5 |
7.5 |
WC-6Co-9.5 |
1700 |
5950 |
1750 |
580 |
9.0 |
6.0 |
WC-9Co-31 |
1560 |
4500 |
1700 |
520 |
8.1 |
7.2 |
S* = submicras; M** = fino/medio; C*** = grueso
sales@chinatungsten.com;