Hợp kim Carbide là gì?
Carbide có điểm nóng chảy ở 2870 độ C, điểm sôi ở mức 6000 độ C, hệ số giãn nở nhiệt thấp 5,5 µm. Carbide cực kỳ cứng xếp hạng từ 9-9.5 trên thang đo Mohs, thang đo Vickers 2600, độ bền cắt 274GPA, độ bền kéo 344 theo thang đo MPA. Tốc độ âm thanh 6220 m/s, điện trở suất 0,2 µΩ·m.
Carbide hay còn có tên gọi khác là TCT(tungsten carbide tipped) có thành phần gồm tungsten(<10%) + colbalt(<8%) + FE(sắt >80%).
Tungsten hay wolfram dễ bị thẩm thấu(hòa tan) bởi cobalt và niken nóng chảy. Tuy nhiên Cobalt có nhiệt độ nóng chảy cao nên được ưa chuộm sử dụng trong các ứng dụng chịu nhiệt. Hòa trộn lẫn nhau và tăng tính liên kết phân tử. Đó là lý do hầu hết các mũi khoan đều có Cobalt từ 5-8% sẽ làm tăng chất lượng thép.
Cobalt giúp giảm hàm lượng carbon trong carbide từ đó làm giảm độ giòn và tăng tính dẻo. Điều này có ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất của nguyên liệu sản phẩm.
Ứng dụng thực tiễn của carbide
Làm mũi khoan, lưỡi cắt
Các dụng cụ cắt như mũi khoan, lưỡi cắt bằng carbide có khả năng chống mài mòn rất cao và chịu nhiệt cao hơn các loại thép tốc độ cao HSS tiêu chuẩn. Trong trường hợp mũi khoan HSS bị gãy, có thể dung mũi carbide để loại bỏ chúng.
Carbide được sử dụng để tăng cường cho thép carbon, thép không gỉ. Trong các ứng dụng mà các thép khác sẽ bị mài mòn nhanh chóng. Vì nhiệt độ nóng chảy rất cao nên nó hầu như không bị mềm trong suốt quá trình ma sát giữa kim loại với kim loại.
Carbide thường chỉ được dùng làm lưỡi cắt, do nó có giá nguyên liệu rất cao. Rất ít công cụ làm bằng 100% carbide mà chỉ là phần tiếp xúc quan trọng.
Đạn xuyên giáp
Lần đầu được sử dụng làm đạn 2C trong các phi đội săn xe tăng của không quân Đức ở thế chiến thứ 2. Nhưng do trữ lượng tungsten(wonfram) hạn chế nên sau này ít được sử dụng. Carbide làm đầu đạn giúp tăng tính xâm nhập hiệu quả do độ cứng lớn và mật độ rất cao.
Đạn carbide vonfram có tên gọi là SLAP sử dụng cho súng xuyên giáp hạng nhẹ. Có khả năng xuyên qua bất kể chiếc áo giáp bất kể chất liệu thế nào. Loại súng được sử dụng là M1A1 Abrams có tốc độ bắn cao.
Máy công cụ khác
Carbide được sử dụng rộng rãi trong khai thác mỏ như làm mũi khoan đá đỉnh, búa khoan lỗ, máy cắt trục lăn, máy đục rãnh tường, máy cắt tường, máy doa và máy khoan đường hầm. Nó được gắn và phần đầu nơi tiếp xúc trực tiếp. Nếu mũi khoan carbide bị mài mòn các lõi thép khác cũng nhanh chóng bị mòn đi.
Dụng cụ phẫu thuật
Carbide cũng thường sử dụng chế tạo các dụng cụ phẫu thuật như dao, kéo, dụng cụ nội soi. Chúng có giá thành đắt hơn nhiều cho các yêu cầu cần xử lý tinh tế và độ sắc bén hơn nhiều.
Làm đá quý
Nó thường được sử dụng trong ngành trang sức vì khả năng chống chày xước cao. Ngay cả khi va đập, nó cũng hữu ích để cố định các viên kim cương luôn ở đó. Carbide cứng hơn vàng khoảng 10 lần, độ bóng cao, giá trị cao.
Giá thành của kim loại Carbide
Carbide được tạo nên chủ yếu bởi Tungsten và Cobalt. Cả hai chất này đều ứng dụng mạnh mẽ trong ngành chế tạo siêu hợp kim, vai trò không thể thay thế. Chúng khá hiếm chỉ có trữ lượng nhỏ có thể khai thác, trong khi nhu cầu luôn rất lớn.
- Tungsten: Quặng APT thành phần chứa 85% Tungsten giá 146.000$ cho mỗi tấn. Năm 2018 Tungsten chỉ có giá 30.000$/tấn do nhu cầu nhiều và nguồn cung từ Trung Quốc hạn chế nên giá đã tăng gấp 5.
- Cobalt: nguyên chất 99.8% được giao dịch trên thị trường giá 346.500$/tấn. giá cho mỗi tấn 2018 là 80.000$, hiện đã tăng gấp 5 lần do vai trò quan trọng trong sản xuất thép chất lượng cao.
Carbide thường có thành phần khoảng 10% tungsten, một phần nhỏ 5-8% cobalt nên giá nguyên liệu đầu vào rất cao. Chính vì thế các mũi khoan chỉ có một phần nhỏ ở lưỡi cắt bằng carbide mà thôi. Các mũi khoan carbide có thể giải quyết hầu hết các mũi khoan khác bất kể thành phần.
Bài viết liên quan:
