¿Qué es el carburo de tungsteno?

Carburo de tungsteno (metal duro)

Carburos cementados, o metales duros como a menudo se les llama,son materiales elaborados mediante el cemento de granos de monocarburo de tungsteno (WC) muy duros en una matriz de aglutinante de una aleación de cobalto o níquel resistente mediante sinterización en fase líquidaLos carburos cementados combinan la alta dureza y resistencia de los carburos metálicos (WC, TiC, TaC) o los carbonitritos (por ejemplo, TiCN) con la dureza y plasticidad de un aglutinante de aleaciones metálicas (Co, Ni, Fe),con un contenido de sodio en peso superior o igual a 10%, pero no superior o igual a 50%El carburo de tungsteno es el más metálico de los carburos, y con mucho la fase dura más importante.Cuanto más duro es, pero menos duro se comporta durante la cargaPor el contrario, se consigue un aumento significativo de la dureza con una mayor cantidad de aglutinante metálico a expensas de la dureza.

En el campo de los materiales de ingeniería, los carburos cementados desempeñan un papel crucial, ya que combinan una alta dureza y resistencia con una buena dureza dentro de un amplio rango de propiedades,y constituyen así el grupo de materiales duros más versátil para aplicaciones de ingeniería y herramientas.

Por lo general, un metal duro de carburo de tungsteno puede tener un valor de dureza de 1600 HV, mientras que el acero blando estaría en la región de 160 HV un factor 10 más bajo.

Aunque se llama un metal duro, el carburo de tungsteno es en realidad un material compuesto con partículas duras de carburo de tungsteno incrustadas en una matriz más suave de cobalto metálico.

La fórmula química para el carburo de tungsteno es WC.

El carburo de tungsteno se obtiene por reacción del metal de tungsteno y el carbono a 1400~2000 °C.Otros métodos incluyen un proceso patentado de lecho de fluidos a baja temperatura que reacciona el metal de tungsteno o el WO3 azul con una mezcla de CO/CO2 y H2 entre 900 y 1200 °C.

¿Cuáles son las propiedades del metal duro?

Propiedades mecánicas:

Las propiedades mecánicas reflejan la capacidad de un material para soportar una fuerza de cierto tipo que, sin embargo, cuando se aplica, requiere una definición más precisa.Para mayor claridad hay varios tipos de fuerza a la que se opone la resistenciaPara los metales duros, las resistencias más importantes dentro de las propiedades mecánicas son la resistencia a la compresión, la tracción, la abrasión, la fatiga y la rotura transversal de los golpes.

  Propiedades físicas:

El carburo de tungsteno tiene un punto de fusión elevado a 2,870 °C (5,200 °F), un punto de ebullición de 6,000 °C (10,830 °F) cuando se encuentra bajo una presión equivalente a 1 atmósfera estándar (100 kPa),una conductividad térmica de 110 W·m−1·K−1, y un coeficiente de expansión térmica de 5,5 μm·m−1·K−1.

El carburo de tungsteno es extremadamente duro, con un rango de alrededor de 9 en la escala de Mohs y con un número de Vickers de alrededor de 2600.con un módulo de corte de 274 GPaTiene una resistencia a la tracción máxima de 344 MPa, una resistencia a la compresión máxima de aproximadamente 2,7 GPa y una relación de Poisson de 0.31.

La velocidad de una onda longitudinal (la velocidad del sonido) a través de una barra delgada de carburo de tungsteno es de 6220 m/s.

La baja resistividad eléctrica del carburo de tungsteno de aproximadamente 0,2 μΩ·m es comparable a la de algunos metales (por ejemplo, vanadio 0,2 μΩ·m).

El WC se humedece fácilmente tanto por el níquel fundido como por el cobalto.El diagrama de fase también muestra que hay los llamados η-carburo con composición (WEl control del contenido de carbono en los metales duros WC-Co es importante debido a la fragilidad de estas fases.

Propiedades químicas:

Hay dos compuestos bien caracterizados de tungsteno y carbono, WC y semicarburo de tungsteno, W 2C. Ambos compuestos pueden estar presentes en recubrimientos y las proporciones pueden depender del método de recubrimiento.

  A altas temperaturas, el WC se descompone en tungsteno y carbono y esto puede ocurrir durante la fumigación térmica a altas temperaturas, por ejemplo, en los métodos de combustible de oxígeno de alta velocidad (HVOF) y plasma de alta energía (HEP).

La oxidación de WC comienza a 500-600 °C. Es resistente a los ácidos y sólo es atacada por las mezclas de ácido fluorhídrico/ácido nítrico (HF/HNO3) por encima de la temperatura ambiente.Reacciona con el gas fluoruro a temperatura ambiente y con el cloro por encima de 400 °C (752 °F) y no reacciona para secar el H2 hasta su punto de fusión. La WC en polvo fino se oxida fácilmente en soluciones acuosas de peróxido de hidrógeno. A altas temperaturas y presiones reacciona con el carbonato de sodio acuoso formando tungstato de sodio.un procedimiento utilizado para la recuperación de desechos de carburo cementado.