¿Para qué se usa el polvo de carburo?

Los polvos de carburo son una familia de materiales, pero cuyo las personas generalmente se refieren al "polvo de carburo" en un contexto industrial, a menudo hablan de Carburo de tungsteno (WC). Sin embargo, otros carburos impotantes incluyen carburo de silicio (SIC), carburo de titanio (TIC), carburo de cromo (CRC), carburo de boro (B4C) e incluso más exóticos como el carburo tantalum (TAC) o el carburo de hafnium (HFC).

La característica definitoria de estos materiales es su Dureza extrema, altos puntos de fusión y excelente resistencia al desgaste , que proviene de los fuertes enlaces covalentes e iónicos dentro de sus estructuras cristalinas. Estas propiedades las hacen invaluables en una amplia gama de aplicaciones de alto rendimiento.

Elabremos los usos clave:

1. Herramientas de corte y mecanizado (la aplicación dominante): Este es, con mucho, el uso más significativo del polvo de carburo de tungsteno. El polvo de WC se mezcla típicamente con una carpeta de metal, más comúnmente Cobalt (CO) , y luego compactado y sinterizado a altas temperaturas para formar un material compuesto conocido como carburo cementado or hardmetal . El cobalto actúa como una carpeta, manteniendo los granos WC unidos y proporcionando dureza.

   • Giro, fresado, insertos de perforación: Estas son las puntas de corte reemplazables utilizadas en tornos, frescas y taladros para dar forma a los metales. Son cruciales para mecanizar materiales duros y abrasivos como el acero, el hierro fundido, el acero inoxidable y las superaquileras, lo que desgastaría rápidamente herramientas de acero de alta velocidad convencionales.
   • Herramientas de carburo sólido: Los ejercicios, las fábricas finales, los escaras y las rebabas hechas completamente de carburo cementado ofrecen rigidez superior y vida útil de herramientas para operaciones de mecanizado precisas.
   • Sierras y enrutadores: Utilizado en carpintería, metalurgia y para cortar compuestos.
   • Herramientas de minería y construcción: Los brocas de perforación para la perforación de rocas, los insertos de molienda de carreteras, los cortadores de máquinas de perforación de túneles y las herramientas de perforación de cimientos dependen de la resistencia extrema y la resistencia al desgaste de los carburos cementados para romper la roca dura y el suelo abrasivo.

2. Usar piezas: Más allá del corte, la resistencia al desgaste del carburo lo hace ideal para componentes sometidos a alta fricción, abrasión, erosión o impacto.

   • Boquillas: Para la explosión abrasiva, el corte de agua y las aplicaciones de pulverización donde los metales convencionales se desgastarían rápidamente.
   • Bombas y válvulas: Lineros, impulsores y sellos en bombas que manejan lloses abrasivos o fluidos corrosivos.
   • Muere y golpes: Para estampar, dibujar y formar operaciones donde se necesita una alta resistencia al desgaste para mantener la precisión de la parte durante largas ejecuciones de producción.
   • Rodamientos y sellos: En entornos altamente exigentes donde la lubricación puede ser limitada o las temperaturas son extremas.
   • Medios de molienda: Bolas o cilindros utilizados en molinos para moler materiales duros.

3. Recubrimientos de pulverización térmica (referente duro): Polvos de carburo se usan con frecuencia para crear recubrimientos protectores en las superficies de los componentes. Las técnicas como la pulverización de combustible de oxígeno de alta velocidad (HVOF), pulverización de plasma o incluso revestimiento láser se utilizan para depositar una capa de carburo (a menudo WC-Co, CRC o mezclas) en un sustrato.

   • Extender la vida útil del componente: Estos recubrimientos mejoran significativamente la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y, a veces, incluso la resistencia al calor para piezas en industrias como aeroespacial (tren de aterrizaje, componentes del motor), aceite y gas (herramientas de perforación, asientos de válvulas) y fabricación general.
   • Reparación y recuperación: Las piezas desgastadas se pueden renovar aplicando nuevos recubrimientos de carburo.

4. Abrasivos: Debido a su dureza, algunos carburos, especialmente carburo de silicio (sic) and carburo de boro (B4C) , son excelentes abrasivos.

   • Molilla de ruedas y discos: Utilizado para moler y cortar materiales extremadamente duros.
   • Papel de lija y cinturones abrasivos: SIC es un grano abrasivo común.
   • Compuestos de lapiendo y pulido: Los polvos finos de carburo se utilizan para lograr acabados muy suaves y precisos en superficies duras.

5. Armadura y balística: carburo de boro (B4C) y, en menor medida, el carburo de silicio se encuentran entre los materiales hechos por el hombre más duros y se utilizan en aplicaciones de armadura cerámica livianas.

   • Armadura del cuerpo: Placas de cerámica en chalecos balas y equipo táctico.
   • Armadura del vehículo: Para vehículos militares y aviones.

6. Aplicaciones de alta temperatura y especialidades:

   • Hornos de alta temperatura: Algunos carburos (por ejemplo, SIC) se utilizan para elementos de horno, refractarios y crisoles debido a su estabilidad a temperaturas extremas.
   • Aplicaciones nucleares: Carburo de boro (B4C) es un excelente absorbedor de neutrones, lo que lo hace valioso para las varillas de control y el blindaje en reactores nucleares.
   • Aeroespacial: El carburo de tantalum (TAC) y el carburo de Hafnium (HFC) son cerámicas ultra alta temperatura con potencial para su uso en componentes hipersónicos y boquillas de cohetes debido a sus puntos de fusión extremos.
   • Catalizadores: Algunos carburos, particularmente el carburo de molibdeno (MO2C), se están investigando como alternativas rentables a los catalizadores de metales preciosos en varias reacciones químicas debido a sus estructuras electrónicas similares.

7. Productos de consumo:

   • Joyas: El carburo de tungsteno se ha vuelto muy popular para los anillos y los relojes debido a su excepcional resistencia a los arañazos y durabilidad, lo que hace que sea mucho más difícil de rascar que el oro o la plata.
   • Consejos de bolígrafo de bolígrafo: Se utilizan pequeñas bolas de carburo para las puntas de bolígrafos debido a su resistencia al desgaste y su capacidad para transferir tinta suavemente.

En resumen, los polvos de carburo son esenciales para cualquier aplicación que requiera materiales que puedan soportar un desgaste extremo, abrasión, altas temperaturas y altos tensiones. Su combinación única de propiedades los ha hecho indispensable en la industria pesada, la fabricación, la defensa e incluso los bienes de consumo.