Volframikarbidi on kova materiaali, joka koostuu volframista ja hiilestä. Se tunnetaan erittäin korkeasta kovuudestaan ja kulutuskestävyydestään, ja sitä käytetään laajalti modernissa teollisuudessa. Se valmistetaan yleensä jauhemuodossa sintrausprosessilla erilaisiksi sementoiduiksi kovametallituotteiksi, joita käytetään laajalti leikkaustyökaluissa, muoteissa, poranterissä, kulutusta kestävissä osissa ja sotilasvarusteissa.
Volframikarbidin merkittävin ominaisuus on sen erittäin korkea kovuus, joka on toiseksi timantin jälkeen ja saavuttaa Mohsin kovuuden 9,0-9,5. Tämä antaa sille merkittäviä etuja korkean intensiteetin käsittelyssä, kuten leikkauksessa ja hionnassa. Sen kovuus mahdollistaa sen, että se kestää kitkaa ja kulumista pitkään ja säilyttää vakaan suorituskyvyn erilaisissa ankarissa työympäristöissä.
Kulutuskestävyys volframikarbidi tekee siitä ihanteellisen materiaalivalinnan, varsinkin kun vaaditaan tarkkaa koneistusta ja suurta kulutuskestävyyttä. Olipa kyseessä korkea lämpötila, korkea paine tai pitkäaikainen kosketus kovien materiaalien kanssa, volframikarbidi säilyttää muotonsa ja ominaisuutensa, mikä pidentää huomattavasti laitteiden ja työkalujen käyttöikää.
Kovuuden ja kulutuskestävyyden lisäksi volframikarbidilla on myös erinomainen korkeiden lämpötilojen ja korroosionkestävyys. Volframikarbidi tuskin menettää kovuuttaan jopa 500 °C:n lämpötilassa, mikä tekee siitä tärkeän metallinkäsittelyssä ja korkeissa lämpötiloissa. Lisäksi sen happo- ja alkalikorroosionkestävyys tekee siitä sopivan myös käytettäväksi syövyttävissä ympäristöissä, kuten öljy- ja kemianteollisuudessa.
Volframikarbidin valmistusprosessi on jaettu pääasiassa kahteen vaiheeseen: volframijauheen valmistus ja sintrausprosessi.
Volframikarbidin perusraaka-aine on volframijauhe, jota saadaan yleensä kemiallisen pelkistyksen avulla. Monimutkaisten kemiallisten reaktioiden jälkeen syntyy puhdasta volframijauhetta.
Kun volframijauhe on valmistettu, se sekoitetaan hiilijauheen kanssa ja sintrataan korkeassa lämpötilassa volframikarbidin muodostamiseksi. Sintrausprosessi suoritetaan tavallisesti noin 1600 °C:n lämpötilassa, jolloin volframijauhe voi reagoida hiilen kanssa muodostaen volframikarbidikiteitä. Sintratulla volframikarbidilla on korkea tiheys ja kovuus, ja se voidaan työstää erilaisiin vaadittuihin muotoihin.
Metallinjalostusteollisuudessa käytetyin volframikarbidin käyttökohde on leikkaustyökalujen, kuten sorvaustyökalujen, jyrsinten, poranterien jne. valmistuksessa. Volframikarbidin erittäin korkean kovuuden ja kulutuskestävyyden ansiosta leikkaustyökalut voivat työskennellä korkeissa lämpötiloissa ja korkeissa jännitysolosuhteissa, mikä parantaa merkittävästi käsittelyn tehokkuutta ja tarkkuutta.
Volframikarbidimuotteja käytetään laajalti metallin muovaus-, ruiskuvalu- ja painevaluprosesseissa niiden erinomaisen kovuuden ja kulutuskestävyyden vuoksi. Volframikarbidimuottien käyttöikä on erittäin pitkä, ja ne voivat säilyttää muodon ja suorituskyvyn korkean intensiteetin tuotantoympäristöissä, mikä vähentää huomattavasti muotin vaihto- ja korjaustiheyttä.
Volframikarbidin käyttö öljy- ja kaivoskentillä näkyy pääasiassa poranterien ja kulutusta kestävien osien valmistuksessa. Koska volframikarbidimateriaali voi säilyttää korkean kovuuden äärimmäisissä paine- ja lämpötilaolosuhteissa, volframikarbidiporanterät ovat ihanteellisia kovien kivimuodostelmien ja metallimalmien poraamiseen. Lisäksi volframikarbidia käytetään laajalti myös kulutusta kestävien venttiilien ja pumpun osien valmistukseen laitteiden käyttöiän pidentämiseksi.
Ilmailu- ja sotilasteollisuudessa volframikarbidia käytetään korkeaa lämpötilaa ja painetta kestävien osien valmistukseen. Sitä voidaan käyttää myös panssaria lävistävien taistelukärkien valmistamiseen sotilasammuksia varten, koska se on erittäin kovaa ja voi läpäistä panssarin ja kovat kohteet. Lentokoneiden moottoreissa ja turbiineissa volframikarbidiosia käytetään kestämään äärimmäisiä lämpötiloja ja kitkaa.
Volframikarbidia ei käytetä vain teollisuudessa, vaan sitä käytetään laajasti myös koruteollisuudessa sen kiillon ja kovuuden vuoksi. Yhä useammat kuluttajat suosivat volframikarbidirenkaita, rannerenkaita jne., koska niitä ei ole helppo naarmuttaa, niitä ei ole helppo muuttaa muotoaan ja ne ovat täynnä kiiltoa.
Teollisuuden tarpeiden monipuolistuessa komposiittimateriaaleja ja uusia volframikarbidin seosmateriaaleja kehitetään jatkuvasti parantamaan niiden sitkeyttä ja iskunkestävyyttä. Joissakin käyttöskenaarioissa sitkeyden ja kovuuden tasapaino tulee tulevan kehityksen painopisteeksi.
Valmistusprosessien edistymisen myötä volframikarbidimateriaalien tarkkuuskäsittelytekniikka paranee jatkuvasti, erityisesti mikronitason käsittelyn alalla. Tarkemman ohjauksen ansiosta volframikarbidiosia voidaan käyttää kehittyneemmissä laitteissa, kuten elektronisten komponenttien ja mikromekaanisten järjestelmien tuotannossa.
Ainutlaatuisena kovametallimateriaalina volframikarbidilla on tärkeä asema nykyaikaisessa teollisuudessa erinomaisen kovuutensa, kulutuskestävyytensä ja korkeiden lämpötilojensa ansiosta. Volframikarbidi on osoittanut korvaamattomia etujaan leikkaustyökalujen, muottien valmistuksen, öljyn louhinnan, ilmailu- ja sotilasteollisuuden aloilla. Teknologian kehittymisen ja uusien materiaalien kehityksen myötä volframikarbidilla tulee olemaan tulevaisuudessa laajempi ja syvempää rooli, mikä edistää teollisuuden jatkuvaa kehitystä.
