Qu'est-ce que le carbure de tungstène?

Carbure de tungstène (métal dur)

Les carbures cimentés, ou métaux durs comme on les appelle souvent,sont des matériaux obtenus en "cimentant" des grains de monocarbure de tungstène (WC) très durs dans une matrice de liaison d'un alliage de cobalt ou de nickel dur par frittage en phase liquideLes carbures cimentés combinent la dureté et la résistance élevées des carbures métalliques (WC, TiC, TaC) ou des carbonitrides (par exemple TiCN) avec la ténacité et la plasticité d'un liant d'alliage métallique (Co, Ni, Fe),dans lequel les particules dures sont uniformément réparties pour former un composite métalliqueLe carbure de tungstène est le plus métallique des carbures, et de loin la phase dure la plus importante.plus il est dur mais moins il se comporte pendant le chargement; et inversement, des augmentations significatives de la ténacité sont obtenues par une plus grande quantité de liant métallique au détriment de la dureté.

Dans le domaine des matériaux d'ingénierie, les carbures cimentés jouent un rôle crucial car ils combinent une dureté et une résistance élevées avec une bonne ténacité dans une large gamme de propriétés,et constituent ainsi le groupe de matériaux durs le plus polyvalent pour les applications d'ingénierie et d'outillage.

En règle générale, un carbure de tungstène peut avoir une dureté de 1600 HV, alors que l'acier doux serait dans la région de 160 HV, un facteur 10 inférieur.

Bien qu'on l'appelle un métal dur, le carbure de tungstène est en fait un matériau composite avec des particules dures de carbure de tungstène intégrées dans une matrice plus douce de cobalt métallique.

La formule chimique du carbure de tungstène est WC.

Le carbure de tungstène est préparé par réaction de tungstène métallique et de carbone à 1400°C à 2000°C.Parmi les autres méthodes, on peut citer un procédé breveté pour le lit de fluide à basse température qui réagit soit avec du tungstène métallique, soit avec du WO3 bleu avec un mélange de CO/CO2 et d'H2 entre 900 et 1200 °C..

Quelles sont les propriétés du métal dur?

Propriétés mécaniques:

Les propriétés mécaniques reflètent la capacité d'un matériau à résister à une force d'un certain type qui, cependant, lorsqu'elle est appliquée, nécessite une définition plus précise.Pour plus de clarté, il existe différents types de forces auxquelles la résistance s'oppose.Pour les métaux durs, les résistances les plus importantes au sein des propriétés mécaniques sont la résistance à la compression, la traction, l'abrasion, la fatigue et la rupture transversale des bosses.

  Propriétés physiques:

le carbure de tungstène a un point de fusion élevé à 2 870 °C (5 200 °F), un point d'ébullition de 6 000 °C (10 830 °F) sous une pression équivalente à 1 atmosphère standard (100 kPa),une conductivité thermique de 110 W·m−1·K−1, et un coefficient de dilatation thermique de 5,5 μm·m−1·K−1.

Le carbure de tungstène est extrêmement dur, se classant autour de 9 sur l'échelle de Mohs et avec un nombre de Vickers d'environ 2600.d'une épaisseur de l'ordre de 1 mmIl a une résistance à la traction de 344 MPa, une résistance à la compression de 2,7 GPa et un rapport de Poisson de 0.31.

La vitesse d'une onde longitudinale (la vitesse du son) à travers une fine tige de carbure de tungstène est de 6220 m/s.

La faible résistivité électrique du carbure de tungstène d'environ 0,2 μΩ·m est comparable à celle de certains métaux (par exemple le vanadium 0,2 μΩ·m).

L'étude du schéma de phase du système W-C-Co montre que WC et Co forment une eutectique pseudo binaire.Le schéma de phase montre également qu'il existe des carbures η de composition (WLe contrôle de la teneur en carbone dans les métaux durs WC-Co est important en raison de la fragilité de ces phases.

Propriétés chimiques:

Il existe deux composés bien caractérisés du tungstène et du carbone, WC et le semicarbure de tungstène, W 2 C. Les deux composés peuvent être présents dans les revêtements et les proportions peuvent dépendre de la méthode de revêtement.

  À des températures élevées, le WC se décompose en tungstène et en carbone, ce qui peut se produire lors d'une pulvérisation thermique à haute température, par exemple dans les méthodes de carburant à oxygène à haute vitesse (HVOF) et de plasma à haute énergie (HEP).

L'oxydation de WC commence à 500 ‰ 600 ° C. Il est résistant aux acides et n'est attaqué que par des mélanges d'acide fluorhydrique / acide nitrique (HF / HNO3) au-dessus de la température ambiante.Il réagit avec du fluor à température ambiante et du chlore à plus de 400 °C et n'est pas réactif pour sécher le H2 jusqu'à son point de fusion. Le WC en poudre fine s'oxyde facilement dans des solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène.un procédé utilisé pour la récupération de déchets de carbure cimenté.