notizie sull'azienda Quale è più adatto alle condizioni di lavoro ad alta temperatura: carburo cementato o ceramica?

In scenari industriali ad alta temperatura (come la fusione dei metalli, i componenti dei motori aerei e gli stampi ad alta temperatura),Il nucleo della selezione dei materiali risiede nella "resistenza alle alte temperature + adattamento alle esigenze delle condizioni di lavoroIl carburo cementato e la ceramica sono i due materiali resistenti alle alte temperature più comunemente utilizzati, ma i loro scenari vantaggiosi sono nettamente diversi.Carburo cementato (carburo di tungsteno + cobalto) eccelle in ambienti ad alta temperatura con carichi e vibrazioni, grazie alle sue proprietà equilibrate di "resistenza alle alte temperature + resistenza agli urti".si distingue per il suo "massimo limite di resistenza alle temperature + forte resistenza all'ossidazione," che lo rende adatto a scenari statici ad alta temperatura senza impatto.Non esiste un "migliore" assoluto tra i due; la chiave dipende da fattori quali l'intervallo di temperatura in condizioni di lavoro specifiche, la presenza di impatto/carico,e il tipo di mezzo corrosivoQuesto articolo analizzerà i confini applicabili dei due dal punto di vista tridimensionalee raccomandazioni di scenari tipici per aiutarvi a selezionare con precisione il materiale adatto ad alte temperature.

1. In primo luogo, chiarire: Proprietà di base ad alta temperatura del carburo cementato e della ceramica

Per determinare quale sia più adatto alle condizioni di lavoro ad alta temperatura, occorre innanzitutto comprendere le loro "prestazioni intrinseche" ad alte temperature.I loro principi di resistenza alle alte temperature e le loro carenze differiscono significativamente., determinando direttamente i loro scenari applicabili.

1.1 Proprietà ad alta temperatura del carburo cementato (carburo di tungsteno + cobalto): bilanciamento della resistenza alla temperatura e della durezza

La resistenza alle alte temperature del carburo cementato deriva dalla stabilità intrinseca del carburo di tungsteno (WC) e dall'effetto di legame e tampone del cobalto (Co).Il suo principale vantaggio alle alte temperature è "non fragile e resistente al carico":

• Intervallo di resistenza alla temperatura: la temperatura di funzionamento continua è di 600 ≈ 800 °C e può resistere a 1000 °C per brevi periodi (oltre 800 °C, il cobalto si ammorbidisce leggermente ma non scorre completamente,ancora in grado di legare i grani di carburo di tungsteno).
• Durezza ad alta temperatura: a 800°C il tasso di ritenzione della durezza è ≥ 90% (HRA 80°85), molto superiore a quello dell'acciaio ordinario (tasso di ritenzione della durezza inferiore al 50% a 500°C),con una lunghezza massima di 20 mm o più, ma non superiore a 20 mm.
• Resistenza agli urti: La resistenza del cobalto funziona ancora ad alte temperature, in grado di tamponare vibrazioni e impatti (ad esempio,le trivelle in ambienti minerari ad alta temperatura non si spaccano come le ceramiche quando si trovano in contatto con roccia dura).
• Carenze: L'uso prolungato a temperature superiori a 800°C provoca una lenta ossidazione della superficie (formando WO3) e un leggero calo della resistenza complessiva a causa dell'ammollimento del cobalto.che lo rendono inadatto a condizioni di lavoro di lunga durata superiori a 1000°C.

1.2 Proprietà della ceramica ad alte temperature: resistenza alle alte temperature ma grande fragilità

Le ceramiche resistenti alle alte temperature comunemente utilizzate nell'industria sono principalmente le ceramiche di allumina e le ceramiche di nitruro di silicio.La loro resistenza alle alte temperature proviene da "alto punto di fusione + struttura cristallina stabile," con il vantaggio principale di "resistenza alle alte temperature e non ossidazione", ma anche i loro difetti sono evidenti:

• Intervallo di resistenza alla temperatura: la temperatura di funzionamento continua è di 1000-1400°C (il punto di fusione della ceramica allumina è di 2054°C e quello della ceramica al nitruro di silicio è di 1900°C), molto superiore a quello della carburo cementato.
• Durezza ad alta temperatura: a 1000°C, il tasso di ritenzione della durezza è ≥95% (HRA 85­90), e non si verifica quasi alcuna ossidazione (le ceramiche stesse sono ossidi/nitruri e non reagiscono con l'aria ad alte temperature).
• Resistenza agli urti: è fragile a temperatura ambiente, e la fragilità diventa più evidente a temperature elevate (soprattutto al di sopra di 1000°C).I piccoli urti (come le vibrazioni dell'apparecchiatura e la collisione del materiale) possono causare crepe o frammentazioni.
• Carenze: non sopporta urti e carichi alternativi ed è difficile da lavorare (a differenza del carburo cementato, che può essere fresato e perforato; la ceramica può essere formata solo mediante sinterizzazione),rendendo difficile il controllo della precisione.

2. Confronto degli indicatori chiave: Carburo cementato contro ceramica

Per vedere più intuitivamente le differenze,si confrontano i due da "6 indicatori chiave più interessati alle condizioni di lavoro ad alta temperatura" (dati basati su carburo cementato YG8 comunemente utilizzato industrialmente e ceramica al 95% di allumina):

3. Raccomandazioni basate su scenari: scegliere correttamente per evitare errori in condizioni di lavoro ad alta temperatura

Comprendere le differenze di prestazione,Il passo successivo è quello di "riconciliare gli scenari con i materiali", selezionando il materiale più adatto in base alle "temperatura + impatto + esigenze funzionali" delle specifiche condizioni di lavoro.:

3.1 Scenario 1: Temperatura elevata senza impatto, cuscinetto/isolamento sotto pressione statica

adatti a scenari statici con "temperatura elevata, nessuna vibrazione e nessuna collisione", quali:

• Inserti per forni ad alta temperatura (1000-1200°C, devono sopportare solo alte temperature e leggera erosione del materiale, senza impatto);
• parti isolanti ad alta temperatura per semiconduttori (1100°C, necessità di resistenza e isolamento ad alta temperatura, nessun impatto di carico);
• tubi di protezione da termocoppia ad alta temperatura (1200°C, inseriti in metallo fuso, esposti solo ad alte temperature e corrosione, senza vibrazioni);
• Motivo: i vantaggi della ceramica in termini di limite di resistenza ad alte temperature e resistenza all'ossidazione possono essere pienamente sfruttati e non è necessario preoccuparsi di problemi di impatto, consentendo un funzionamento stabile a lungo termine.

3.2 Scenario 2: Temperatura elevata con impatto e carico (taglio/perforazione/portamento a pressione) Scegliere il carburo cementato

adatti a scenari dinamici con "temperatura di 600 ∼ 800 °C, vibrazioni o carico", quali:

• Strumenti di taglio a alta temperatura (700-800°C, devono resistere a forze di urto e attrito durante il taglio, gli strumenti in ceramica sono soggetti a frantumi);
• per perforazioni per ambienti minerari ad alta temperatura (600-700 °C, è necessaria resistenza agli urti quando si forano in roccia dura, le perforazioni in ceramica si crepperanno dopo 1 a 2 urti);
• Stampi per fusioni in stampo ad alta temperatura per leghe di alluminio (400 ∼ 500 °C, devono resistere alla pressione di stampo e all'impatto del flusso di metallo, gli stampi in ceramica sono soggetti a rotture);
• Motivo: le proprietà equilibrate di "durezza ad alta temperatura + resistenza agli urti" del carburo cementato permettono di evitare il guasto dovuto all'urto durante il carico,mentre la fragilità della ceramica è un "fallimento fatale" in tali scenari.

3.3 Scenario 3: Alta temperatura + mezzo corrosivo Scegliere il materiale basato sul tipo medio

• Se il mezzo è acido/alcalico forte (come acido solforico diluito ad alta temperatura, soluzione di idrossido di sodio):Scegliere la ceramica (la ceramica ha una forte inerzia chimica e non reagisce con acido/alcali, mentre il cobalto nel carburo cementato è facilmente eroso dall'acido);
• Se il mezzo è un metallo fuso (come una lega di alluminio, una lega di zinco): scegliere il carburo cementato (la ceramica è propensa a reagire con il metallo fuso, causando spazzature superficiali,mentre il carburo cementato ha una buona compatibilità con la maggior parte dei metalli fusi);
• Se il mezzo è l'aria ad alta temperatura/gas di combustione: entrambe sono accettabili (la ceramica non ha ossidazione e il carburo cementato ha ossidazione lenta sotto 800°C,la cui resistenza all'ossidazione può essere migliorata con un rivestimento superficiale come il TiN).

3.4 Scenario 4: Temperatura elevata + esigenze di lavorazione di alta precisione

Adatti a condizioni di lavoro ad alta temperatura in cui "le parti hanno strutture complesse e requisiti di alta precisione", come ad esempio:

• ingranaggi di precisione ad alta temperatura per motori aerei (600-700°C, devono essere fresati i profili dentali e la ceramica non può lavorare superfici dentali ad alta precisione);
• "Termorometro" (T) o "Termorometro" (T) o "Termorometro" (T) o "Termorometro" (T)
• Motivo: il carburo cementato può ottenere un'elevata precisione (tolleranza ≤ 0,005 mm) attraverso processi quali la fresatura e la macinazione, mentre la ceramica può essere formata solo mediante sinterizzazione dello stampo,che rende difficile il controllo della precisione (la tolleranza è di solito ≥ 0.05 mm), che non possono soddisfare i requisiti dei componenti di precisione.

4. Comuni idee sbagliate: non lasciatevi ingannare dalla "resistenza alle alte temperature"  La scelta corretta è la chiave

Nella selezione dei materiali, molte persone hanno l'idea sbagliata che "la ceramica è resistente alle alte temperature, quindi la ceramica dovrebbe essere scelta per tutte le condizioni di lavoro ad alte temperature," che porta a guasti dell' attrezzatura o spreco di costiLe seguenti sono due idee sbagliate comuni che devono essere corrette:

Mito 1: "Se la temperatura supera i 800°C, si deve scegliere la ceramica"

Fatto: se si verifica un impatto o un carico in condizioni di lavoro ad alta temperatura, anche se la temperatura è di 800°C, la ceramica non è adatta.una fabbrica una volta utilizzato strumenti in ceramica per tagliare l'acciaio inossidabile a 800 ° C, ma gli utensili si sono rotti immediatamente dopo il primo impatto di taglio.anche se la temperatura di funzionamento continua può raggiungere solo 800°C, può ancora funzionare in modo stabile " raffreddando per 10 minuti ogni 2 ore", e la sua durata di vita è più di 5 volte quella degli utensili in ceramica.

Mito n. 2: "Il carburo cementato ha una bassa resistenza alle temperature e è meno resistente della ceramica"

Fatto: In scenari di impatto a 600°C, la durata del carburo cementato è molto migliore di quella della ceramica.la durata media di esercizio delle trappole in carburo cementato in ambienti minerari ad alta temperatura è di 200-300 ore;, mentre quella delle trappole in ceramica è inferiore a 10 ore (principalmente a causa della frammentazione da impatto).che si traduce in una maggiore redditività complessiva.

Conclusione: scegliere il carburo cementato o la ceramica

Quando si selezionano materiali per condizioni di lavoro ad alta temperatura, non è necessario preoccuparsi di "quello più avanzato". È sufficiente chiarire tre fattori fondamentali:

1. Intervallo di temperatura: scegliere la ceramica per temperature superiori a 1000°C senza impatto; scegliere il carburo cementato per temperature di 600~800°C con impatto/carico.
2. Impatto/carico: Se vi sono vibrazioni, collisioni o forze di taglio, è necessario il carburo cementato; se è statico senza impatto, può essere considerata la ceramica.
3. Trattamento/precisione: Se è richiesta fresatura, perforazione o alta precisione (tolleranza ≤ 0,01 mm), si sceglie il carburo cementato; se ha una forma semplice e non presenta requisiti di precisione, si può scegliere la ceramica.

Come professionista nel settore dei carburi di tungsteno, quando si raccomanda il carburo cementato, si dovrebbe concentrarsi sul sottolineare i suoi vantaggi di "resistenza agli urti ad alta temperatura + facile lavorazione," e formulare raccomandazioni accurate per scenari ad alta temperatura con impatto (come il taglio ad alta temperatura e le trappole ad alta temperatura per l'estrazione mineraria)Se le condizioni di lavoro del cliente prevedono un utilizzo a lungo termine al di sopra di 1000°C senza impatto, si può anche obiettivamente raccomandare la ceramica per dimostrare la neutralità professionale.

Vuole che compilino unTavola di confronto per la selezione dei materiali per le condizioni di lavoro ad alta temperatura? Questa tabella contiene i materiali, i modelli e le precauzioni raccomandati per le diverse temperature, i livelli di impatto e i tipi di mezzo,rendendo più facile per voi o per i vostri clienti abbinare rapidamente le condizioni di lavoro ed evitare errori di selezione.