ما هو مسحوق كربيد؟

مساحيق كربيد هي عائلة من المواد ، ولكن عندما يشير الناس عادة إلى "مسحوق كربيد" في سياق صناعي ، فإنهم يتحدثون غالبًا كربيد التنغستن (WC). ومع ذلك ، تشمل الكربيد الهامة الأخرى كربيد السيليكون (SIC) ، كربيد التيتانيوم (TIC) ، كربيد الكروم (CRC) ، كربيد البورون (B4C) ، وحتى أكثر غرابة مثل كربيد التانتالوم (TAC) أو Hafnium Carbide (HFC).

السمة المميزة لهذه المواد هي صلابة شديدة ونقاط ذوبان عالية ومقاومة تآكل ممتازة الذي ينبع من الروابط التساهمية والأيونية القوية داخل هياكلها البلورية. هذه الخصائص تجعلها لا تقدر بثمن في مجموعة متنوعة من التطبيقات عالية الأداء.

دعونا نوضح الاستخدامات الرئيسية:

1. أدوات القطع والآلات (التطبيق المهيمن): هذا هو إلى حد بعيد الاستخدام الأكثر أهمية لمسحوق كربيد التنغستن. عادة ما يتم خلط مسحوق WC مع معدن الموثق ، والأكثر شيوعًا الكوبالت (CO) ، ثم مضغوطًا وتلطيل في درجات حرارة عالية لتشكيل مادة مركبة تُعرف باسم كربيد الأسمنت أو Hardmetal . يعمل الكوبالت بمثابة موثق ، ويحمل حبيبات WC الصلبة معًا وتوفير المتانة.

   • الدوران ، الطحن ، إدراج الحفر: هذه هي نصائح القطع القابلة للاستبدال المستخدمة في المخارط وآلات الطحن والتدريبات لتشكيل المعادن. إنها حاسمة لتصنيع المواد الصلبة والكاشطة مثل الفولاذ والحديد الزهر والفولاذ المقاوم للصدأ والرائع ، والتي من شأنها أن تلبس بسرعة الأدوات الصلب التقليدية عالية السرعة.
   • أدوات كربيد صلبة: تدريبات ، طواحين نهاية ، Reamers ، و Burrs مصنوعة بالكامل من كربيد الأسمنت توفر صلابة فائقة وحياة الأدوات لعمليات الآلات الدقيقة.
   • المناشير وأجهزة التوجيه: تستخدم في الأعمال الخشبية ، وأعمال المعادن ، وقطع مركبات القطع.
   • أدوات التعدين والبناء: تعتمد أجزاء الحفر على الحفر الصخري ، وإدراج طحن الطرق ، وقواطع الآلات المملّة للنفق ، وأدوات الحفر الأساسية ، جميعها على الصلابة الشديدة وارتداء مقاومة كربيدات مزجعة لكسر الصخور الصلبة والتربة الكاشطة.

2. ارتداء الأجزاء: إلى جانب القطع ، تجعل مقاومة ارتداء كربيد مثالية للمكونات التي تخضع للاحتكاك العالي أو التآكل أو التآكل أو التأثير.

   • فوهات: للتفجير الكاشطة ، وقطع المياه ، وتطبيقات الرش حيث ترتدي المعادن التقليدية بسرعة.
   • المضخات والصمامات: البطانات ، الدافع ، والأختام في المضخات التي تتعامل مع الملاذ الكاشط أو السوائل المسببة للتآكل.
   • يموت واللكمات: لختم العمليات والرسم والتكوين حيث تكون هناك حاجة إلى مقاومة عالية التآكل للحفاظ على الدقة جزء على عمليات الإنتاج الطويلة.
   • المحامل والأختام: في البيئات الصعبة للغاية حيث قد تكون التزييت محدودة أو درجات الحرارة متطرفة.
   • وسائل الإعلام الطحن: الكرات أو الأسطوانات المستخدمة في المطاحن لطحن المواد الصلبة.

3. طلاء الرش الحراري (الصلب): مساحيق كربيد تستخدم في كثير من الأحيان لإنشاء الطلاء الواقي على أسطح المكونات. يتم استخدام تقنيات مثل رش وقود الأكسجين عالي السرعة (HVOF) ، أو رش البلازما ، أو حتى الكسوة بالليزر لإيداع طبقة من كربيد (غالبًا ما تكون WC-CO أو CRC أو الخلائط) على الركيزة.

   • تمديد حياة المكون: تعزز هذه الطلاءات بشكل كبير مقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل ، وأحيانًا حتى مقاومة الحرارة لأجزاء في الصناعات مثل الفضاء (معدات الهبوط ، ومكونات المحرك) ، والزيوت والغاز (أدوات الحفر ، ومقاعد الصمام) ، والتصنيع العام.
   • الإصلاح والاستصلاح: يمكن تجديد الأجزاء البالية عن طريق تطبيق الطلاء الجديد كربيد.

4. كاشطات: بسبب صلابة ، وبعض الكربيد ، وخاصة كربيد السيليكون (كذا) و بورون كربيد (B4C) ، هي كاشطات ممتازة.

   • عجلات طحن وأقراص: تستخدم لطحن وقطع المواد الصلبة للغاية.
   • ورق الصنفرة والأحزمة الكاشطة: SIC هي حبة كاشفة شائعة.
   • مركبات اللف والتلميع: تُستخدم مساحيق كربيد الدقيقة لتحقيق تشطيبات ناعمة ودقيقة على الأسطح الصلبة.

5. الدروع والمقذوفات: البورون كربيد (B4C) وإلى حد أقل ، فإن كربيد السيليكون ، من بين أصعب المواد التي من صنع الإنسان وتستخدم في تطبيقات الدروع الخفيفة الخفيفة.

   • درع الجسم: لوحات السيراميك في سترات مضادة للرصاص والعتاد التكتيكي.
   • درع السيارة: للمركبات العسكرية والطائرات.

6. تطبيقات درجات الحرارة العالية والتخصصات:

   • أفران درجات الحرارة العالية: يتم استخدام بعض الكربيد (على سبيل المثال ، SIC) لعناصر الفرن ، والحراريات ، والمعاملة بسبب استقرارها في درجات الحرارة القصوى.
   • التطبيقات النووية: بورون كربيد (B4C) هو امتصاص النيوترون ممتاز ، مما يجعله ذا قيمة لقضبان التحكم والدرع في المفاعلات النووية.
   • الطيران: يعد Tantalum Carbide (TAC) و Hafnium Carbide (HFC) سيراميكًا في درجات الحرارة المرتفعة للغاية مع إمكانية استخدام مكونات المركبات الفائقة الصوتية والفوهات الصاروخية بسبب نقاط الانصهار الشديدة.
   • المحفزات: يتم البحث في بعض كربيد الموليبدينوم (MO2C) ، كبدائل فعالة من حيث التكلفة لمحفزات المعادن الثمينة في التفاعلات الكيميائية المختلفة بسبب هياكلها الإلكترونية المماثلة.

7. منتجات المستهلك:

   • مجوهرات: أصبح Tungsten Carbide شائعًا جدًا للحلقات والساعات بسبب مقاومة الخدش الاستثنائية والمتانة ، مما يجعل من الصعب خدشها أكثر من الذهب أو الفضة.
   • نصائح قلم نقاط الحبر: تُستخدم كرات كربيد صغيرة في أطراف أقلام نقاط الحبر بسبب مقاومة التآكل وقدرتها على نقل الحبر بسلاسة.

باختصار ، تعد مساحيق كربيد ضرورية لأي تطبيق يتطلب مواد يمكنها تحمل التآكل الشديد والتآكل ودرجات الحرارة العالية والضغوط العالية. مزيجهم الفريد من العقارات جعلهم لا غنى عنه عبر الصناعة الثقيلة ، والتصنيع ، والدفاع ، وحتى السلع الاستهلاكية.