超硬平板 は、非常に硬いサーメット材料である炭化タングステン製の硬質金属板です。このガイドでは、炭化タングステン平板の特性、製造、等級、サイズ、用途、およびサプライヤーの包括的な概要を説明します。
概要 超硬平板の
タングステンカーバイトフラットプレートは、様々なサイズと厚さで利用可能なタングステンカーバイド材料の平らな部分です。非常に硬く、耐久性、耐熱性に優れ、高い圧縮強度を持つプレートです。
炭化タングステンそのものは、金属タングステンとカーボンを含む複合材料である。一般的にサーメット（セラミック金属材料）と呼ばれています。プレートに使用される最も一般的なタイプは、バインダーとして6%から15%のコバルトを含む炭化タングステンブレンドを含んでいます。
タングステンカーバイドを平板用として価値あるものにしている主な特性には、以下のようなものがある：
- 極めて高い硬度と剛性 - 最も硬い金属のひとつ。
- 優れた耐摩耗性と耐久性
- 高い衝撃強度、曲げ強度、破砕強度
- 高温と熱衝撃に耐える
- 耐食性と耐薬品性
これらの特性により、タングステンカーバイトプレートは、各業界の重要な用途における過酷な条件に耐えることができます。非常に硬いため耐摩耗性に優れ、鋼や他の材料よりも長持ちします。
タングステンカーバイドの平板は、最も一般的に機器のラインや非常に耐久性のある作業面を作成するために使用されます。一般的な例としては
- ボールミル、クラッシャー、遠心分離機、リアクター用ライニング
- ポンプ、バルブ、パイプ、シュート用のハード・サーフェシング
- 機械加工用精密機器ベッド
- 押出、プレス、伸線用金型
- 採掘・掘削工具の部品
タングステンカーバイド技術の絶え間ない革新により、靭性、強度、または特定の使用条件などの要素に最適化されたグレードを作成することができます。
構成 超硬平板の
プレートに使用されるタングステンカーバイドは以下を含む：
- 85%～95%の炭化タングステン（WC）が硬度と耐摩耗性を提供
- 5%～15%のコバルト(Co)は、タングステンカーバイドをまとめる延性のある金属バインダーとして使用。
コバルト含有量は、破壊靭性や耐摩耗性などの特性を決定する。低コバルトWC鋼種は硬度と耐摩耗性が高いが、脆い。高コバルトWC鋼種は靭性が高いが、硬度と耐摩耗性はやや劣る。
プレートに使用される典型的な炭化タングステンのブレンド：
| 構成 | レンジ |
|---|---|
| 炭化タングステン（WC） | 85-95% |
| コバルト（Co）バインダー | 5-15% |
使用されるWCの出発粉末サイズも、達成される材料特性に影響する。WCの粒径が小さいほど、一般的に硬度と耐摩耗性が向上します。
タングステンカーバイトブレンドは、特殊な粉末冶金技術を用いて成形・焼結され、完成したプレート製品になる。
プロパティ 超硬平板の
物理的性質：
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 14.95～15.1 g/cm3 |
| 融点 | 2870°C |
| 弾性係数 | 520～630 GPa |
| ポアソン比 | 0.22から0.24 |
| せん断弾性率 | 262 GPa |
| 電気抵抗率 | 25～35μΩ・cm |
| CTE | ~4.6μm/m・K |
機械的特性 は、コバルト含有量と炭化物粒径によって異なる：
| プロパティ | レンジ |
|---|---|
| 硬度 | 86～93HRA（～2500HV） |
| 圧縮強度 | 1.9～6.8 GPa |
| 横方向の破断強度 | 600～3100 MPa |
| 破壊靭性（K1C） | 7～30 MPa√m |
主な特徴
- 非常に硬く、コバルトが6～10%の場合、最高2500ビッカース。
- ヤング率が高く剛性が高い - たわみが少ない
- 1200℃まで酸化せずに耐える
- 化学的に不活性で耐食性
タングステンカーバイトプレートグレード
炭化タングステンは、硬度、靭性、コバルト含有量などの特性によって分類され、プレート用に多くのグレードが存在します。主なグレードは以下の通り：
1.汎用超硬グレード
- 耐摩耗性と靭性の優れたコンビネーション
- コバルトは6%～16%
- 硬度86HRA前後、850～1000HV
- 一般的な用途 - 摩耗部品と工具
2.強化カーバイドグレード
- ニッケル添加による衝撃強度と曲げ強度の向上
- 84HRA前後の硬度
- 高い信頼性が必要な場合に使用
3.微粒超硬合金グレード
- 1ミクロン以下の超硬パウダーで最高の硬度と摩耗性能を実現
- 硬度90HRA以上；～2500ビッカース
- WCグレードの中で最も高い耐摩耗性
- 脆く、研磨材の成形に使用される。
炭化タングステンプレートの主要グレード比較
| グレード・タイプ | 硬度範囲 | コバルト含有量 | 主な特徴 |
|---|---|---|---|
| 汎用 | 86から88 HRA | 6-10% | オールラウンドな摩耗性能 |
| 強化 | 82から85 HRA | 8-12% Ni添加剤 | 靭性と曲げ強度の向上 |
| マイクログレイン | 93HRAまで | 6-8% | 研磨材の成形に最高の摩耗性能を発揮 |
超硬平板 仕様
タングステンカーバイトフラットプレートは、様々なサイズと寸法公差グレードで在庫品または特注品として提供され、何百ものカーバイト仕様に対応しています。
プレートサイズ
メートル単位とインペリアル単位のサイズがあり、最大2000 x 1000 mmのプレート。標準板厚は2mmから75mmまで。一般的なサイズは以下の通り：
- 50 x 50 mm
- 100 x 100 mm
- 150 x 150 mm
- 200 x 200 mm
- 300 x 300 mm
- 500 x 500 mm
カスタムプレートは、必要な長さ、幅、厚さの組み合わせで製造可能。
寸法公差
通常、±0.02 mmの精密研削から±0.50 mmの寸法公差まで、さまざまな公差等級で供給されます。特殊な公差等級には以下が含まれます：
- グレードG（精度） - ±0.013 mm
- グレードSまたはB - ±0.05 mm
- グレードA - ±0.1 mm
- グレードGP - ±0.50 mm
等級は価格設定に影響し、公差等級が厳しいほど価格は高くなる。寸法公差は、精密機器用途へのプレートの適合性に影響する。
製造工程
炭化タングステン平板は、粉末冶金技術と焼結によって製造される：
ステップ
- 炭化タングステン粉末とコバルトをブレンドする
- コンパウンドを冷間静水圧プレスで「グリーン」プリフォームに成形する。
- 真空雰囲気中、1400℃～1500℃でプリフォームを焼結する。
- 硬度と靭性の最適な組み合わせのために超硬プレートをアニールする。
- プレートを最終寸法に加工し、表面を研磨する
- 定性試験では、硬度、微細構造、寸法、欠陥をチェックする。
- 出荷前の最終目視検査
粉末冶金法は、複雑な炭化タングステンの形状を大量生産することを可能にします。部品ごとに一貫した特性が得られます。
超硬平板 アプリケーションと用途
卓越した硬度、耐摩耗性、耐熱性により、タングステンカーバイトフラットプレートは、以下のような多様な産業用途に使用されています：
磨耗と摩耗の用途：
- 研磨スラリーを移送するポンプ、バルブ、パイプの硬質表面処理
- シュート、ホッパー、スクリューコンベアのライニング
- 粉砕機、粉砕機、遠心分離機、反応器用ライナー
- 圧延機用ローラー
- RVSPツーリング
精密機器：
- 精密研削盤用ベッド
- 三次元測定機用ベース
- 精密機械用スライドウェイ
金属加工：
- 非鉄金属用押出ダイス
- 銅・アルミ線用伸線ダイス
- スタンピング金型
採鉱と掘削
- 削岩機ガイドとアンカー
- ノズルインサート
エレクトロニクス
- PCBドリリングマシン用キャリアプレート
- ウェハコンベア
炭化タングステン板の主な応用分野の比較
| 産業 | 主な用途 | 需要ドライバー |
|---|---|---|
| 鉱業 | 機械ライニング、工具 | 摩耗性能 |
| 金属加工 | 押出金型、スタンピング | 硬度、耐熱性 |
| 食品加工 | ミルライナー、コンベヤー | 耐摩耗性と耐薬品性 |
| 石油・ガス | バルブ、ポンプ | 耐摩耗性と耐腐食性 |
| 航空宇宙 | 研磨ベッド、機械加工 | 寸法精度、表面仕上げ |
サプライヤーと価格
超硬平板は、超硬機械部品に特化した専門業者から購入できます。オンライン小売業者はまた、一般的なプレートサイズを在庫しています。
一般的な価格帯：
US$60～US$250（50x50x10mmプレート）/1枚、グレードと公差により異なる。少量生産の小売価格はより高くなります。
主要グローバル・サプライヤー
| 会社概要 | 本社所在地 |
|---|---|
| チュンコ・マニュファクチャリング | アメリカ |
| 中西部タングステン・サービス | アメリカ |
| フェデラル・カーバイド・カンパニー | アメリカ |
| セラティジット・グループ | ルクセンブルク |
| サンドビック | スウェーデン |
大手メーカーからプレートを購入することで、信頼できる品質基準が保証される。また、精密研削や特注製造など、付加価値の高いサービスを提供しているメーカーもあります。
コストドライバー：
- 公差等級 - 精密研削で価格上昇
- 数量とサイズ - 大量注文は1個あたりの単価が安くなります。
- グレードの選択 - プレミアム・マイクログレイン・グレードは高価格
- 追加加工 - 追加加工はコスト増を意味する
価格最適化のヒント
- 一般的な工具用途では、標準材種が最良の価値を提供します。
- 使用可能な最大サイズを購入すると、1個あたりの価格が安くなる
- 可能であれば、標準的なプレートサイズを使用するように設計を調整する。
- 軽い精密作業であれば、Bグレードの公差で十分な場合が多い。
比較分析
対スティール：
- より高い硬度と耐摩耗性
- より剛性が高く、力を受けても安定している
- より高い使用温度に耐える
- より耐薬品性に優れ、不活性である。
- かなり高価な素材
対タングステン合金板
- 純タングステン板より2倍硬い
- 1200℃を超える高い温度定格
- 優れた摩耗特性
- 微細な公差への加工が容易
- プレートサイズに対して重量が軽い
対炭化ケイ素プレート：
- 非常によく似た硬度と耐薬品性
- 研磨環境における同等の摩耗率
- 衝撃による脆性破壊が少ない
- 高精度の製造が必要
- 炭化ケイ素はより高い温度特性を提供
長所と短所
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 卓越した硬度と剛性 | 高価な素材 |
| 極めて高い耐摩耗性 | 靭性が低く、脆い |
| 高温に耐える | 重比重プレート |
| 化学的に不活性で安定 | 製造と機械加工に挑戦 |
| 荷重下での寸法安定性 | 裸時の耐熱衝撃性が低い |
| 一貫した材料特性 | 使用中のコバルト溶出に敏感 |
理想的：
- 極めて研磨性の高い環境
- 精密機器用ベッド
- 一般的な工具アプリケーション
こんな人にはお勧めできない：
- 高温疲労条件
- 腐食性の高い化学プロセス
- 急激な衝撃荷重を受けやすい用途
よくあるご質問
Q:粉砕機に使用するタングステンカーバイド板の厚さは？
A:粉砕機のライニングの場合、機械のサイズと送り量に基づき、タングステンカーバイトプレートの厚さは18mmから28mmが一般的です。板厚が薄いと摩耗が早くなります。厚すぎるプレートは不経済です。
Q: 超硬フラットは溶接やろう付けできますか？
A: タングステンカーバイド自体は、直接ろう付けや溶接することはできません。多くの場合、鋼板の裏面や他の基材に真空ろう付けして接合します。超硬接合用に調合された特殊な低温ろうを使用する必要があります。
Q: タングステン・カーバイド・プレートは酸の中で使用しても大丈夫ですか？
A: タングステンカーバイド自体は優れた耐食性を持ち、ほとんどの鉱酸からの攻撃は無視できます。しかし、長期間の暴露は、内部構造を弱める優先的なコバルトバインダーの浸出につながる可能性があります。酸に長年さらされると、構造強度の低下が予想されます。
Q: タングステンカーバイド板にクラックが入る原因は何ですか？
A: タングステンカーバイドの内部クラックまたは完全な破壊は、通常、製造時の材料欠陥または使用による機械的損傷によって引き起こされます。欠陥には、焼結時のボイド形成やコバルトプールの形成などがあります。機械的損傷は、比較的低い破壊靭性を超える急激な高荷重によって起こります。加熱時の熱衝撃も、表面割れの原因となることが多い。
Q: タングステンカーバイトフラットは再利用やリサイクルが可能ですか？
A:使用済みの超硬合金は、回収してリサイクルできる可能性があります。グレードごとに選別し、特殊な再プレスおよび再焼結方法を用いて新しいプレートに再生することができます。この再生プロセスにより、高価なタングステンを再利用することができます。しかし、特性はリサイクル・サイクルのたびに劣化します。
