炭化タングステン製ウェアプレート は、要求の厳しい産業環境で、摩耗、付着、浸食、衝撃に耐えるために使用されるヘビーデューティーコンポーネントです。金属マトリックスで結合されたタングステンカーバイド粒子で作られたこれらの硬化プレートは、重要な高摩耗アプリケーションのための標準的な鋼と比較して優れた耐久性を提供します。
タングステンカーバイドは、ダイヤモンドに近い硬度を持ち、表面は研磨されているため、他の材料よりも粒子の衝突をよくそらすことができます。これにより、鉱業、鉱物加工、セメント、製鉄、製紙などにおいて、シュート、ホッパー、サイクロン、スクリーン、セパレーター、シュートライン、トラックの荷台などの機器を保護することができます。
このガイドでは、炭化タングステン摩耗プレートのグレード、製造方法、特性、設計上の考慮点、世界のサプライヤー、用途、FAQなどを包括的に紹介しています。
炭化タングステン摩耗プレート組成物
炭化タングステン製ウェアプレート は、明確な構成要素を持つ複合構造を特徴としている：
| コンポーネント | 役割 |
|---|---|
| 炭化タングステン粒子 | 耐摩耗性に優れた硬度を提供 |
| コバルト／ニッケルバインダー | 炭化タングステン粒子を結合させる |
| タンタル、チタン、ニオブなどの添加物 | 強度、耐破壊性の向上 |
| 鋼または合金基板 | 板厚を増すためのバッキングサポート層 |
主な耐摩耗性は硬質タングステンカーバイドに由来し、バインダーとバッキングは機械的支持を与えます。炭化物の粒度、バインダーの割合、合金元素を変えることで、特殊な摩耗プレートの配合ができます。
一般的な炭化タングステン摩耗プレートの規格では、炭化タングステンの含有量に対して使用されるコバルトバインダーの量を参照して、10/15/20%コバルトのような組成を表示します。コバルトが高いほど靭性は向上しますが、硬度は低下します。
炭化タングステン摩耗プレートの特性
複合構造により、タングステンカーバイド摩耗プレートの物理的、機械的、性能的特性が調整されます：
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 13.6～15.1 g/cm3 |
| 硬度 | 最大92HRA（86HR45N） |
| 圧縮強度 | 最大8650MPa |
| 曲げ強度 | 最大2410 MPa |
| 最高使用温度 | 500℃まで |
| 熱伝導率 | 60-100 W/m°K |
超高硬度と強度の特性は、合金鋼の300-400 BHNと比較して、炭化タングステンに卓越した耐摩耗性を与えます。熱安定性と相まって、これは粒子、気泡、流体の流れなどを介して表面を攻撃する高応力環境での生存を可能にします。
炭窒化チタン＋ニッケルの特殊な「サーメット」組成物は、鉱石、砂、ダーティフィードなどの極度の耐摩耗性のために、92HRAに近いピーク硬度も提供します。
炭化タングステン摩耗プレート製造
炭化タングステンの摩耗プレートの製造には、主に2つの技術が利用されています：
焼結板とプレス板
炭化タングステン粉末とバインダーは、高温高圧下で400mm x 400mmサイズ、厚さ30mmまでのプレートに圧縮される。複数の打ち抜き板を鋼鉄にろう付けし、厚みを増すこともできる。これらは均一な特性を持ち、プレス金型によって複雑な形状を作ることができる。しかし、サイズによって材料の用途が制限される。
典型的な焼結炭化タングステンの摩耗の版の特徴
- 機械的性能を最適化する一貫した微細構造
- 単層で仕上がり板厚30mmまで
- プレス金型による精密形状が可能
- 一般的なコバルトまたはニッケル・バインダーで利用可能
溶融プレートと重ね合わせプレート
フレーム溶射、溶接またはレーザークラッディングプロセスにより、粉砕された炭化タングステン粒子が鋼鉄基板上で融合され、大型の一体型ウェアプレートが製造されます。これらは、1500 x 6000 mmのような大きな寸法に達することができますが、オーバーレイ技術に基づく方向性のある硬度変化があり、これを管理する必要があります。
代表的な溶融炭化タングステンプレートの特徴
- 9平方メートルまでのフィールドを持つシングルピース
- 厚板オプション 40, 50, 60 mm
- 原材料投入コストの低減
- プレートによる特性の違い
重ね合わせた単一ピースの摩耗部品は製作の手間を省き、プレスおよび焼結した多層複合材は最適化された性能を提供します。
応用例 炭化タングステン摩耗プレート
クラス最高の耐侵食性、耐腐食性、耐摩耗性を備えたタングステンカーバイドウェアプレートは、鉱業、鉱物処理、火力発電、セメント、その他のマテリアルハンドリング分野の重要な機器を保護します：
| 産業 | 一般的な摩耗の問題 | ウェアプレートの用途 |
|---|---|---|
| 鉱業 | 鉄、銅、金、銀などの鉱石からの衝撃と摩耗 | シュート、ホッパー、スクリーン、サイクロン、分級機ライニング |
| 鉱物処理 | 鉱石からの侵食、腐食、排ガス | パイプエルボ、バルブ、セパレーターライニング |
| セメント | 石灰石、石炭、添加物による衝撃、摩耗 | クラシファイヤーコーン、セパレーターブレード保護 |
| 製鉄 | 焼結体、コークス、鉱物負荷による摩耗 | ホッパー、シュート、スクリーンデッキ、ダクト |
| 発電所 | フライアッシュによる浸食、スートブロワーレーン | 粉砕機スロートセグメント、空気予熱器部品 |
炭化タングステンとバインダーの組成を調整することで、これらの犠牲摩耗部品は、さまざまな温度帯で50m/sを超える粒子速度に耐え、数百万ドル相当の資産を保護します。
超硬プレートの規格と仕様
産業炭化タングステンの摩耗の版の指定は物理的な、機械および構成特性をカバーする：
| パラメータ | 代表的な仕様 |
|---|---|
| タングステンカーバイド含有量 | 70～97%重量 |
| バインダー・メタル | コバルト／ニッケルの種類と割合 |
| 超硬合金の粒度 | 摩耗環境に応じたマイクロメーター |
| 硬度 | ロックウェル / ビッカース値 |
| プレート寸法 | 長さ×幅×厚さ mm |
| 構成グレード | ISO 13384 / 23344、米国LanCarb規格 |
物理的なサイジングのほか、硬度、粒度、化学組成などの特性は、目標とする摩耗環境に基づいて指定されます。また、鉱石、クリンカー、石炭などに見られるユニークな粒子タイプに対応したカスタム配合も可能です。
業界標準は炭化タングステンの摩耗の版を修飾するのを助ける：
- ISO 23344は、鉱業、鉱物処理、鉄鋼、溶射の各市場における炭化タングステンの等級を規定しています。
- ASTM B777には、コバルト、ニッケル、特殊バインダーを含む50以上の炭化タングステン等級があります。
- 米国LanCarbコンソーシアム、超耐摩耗性炭化タングステン組成物を定義
主要メーカーは、MB60、デュリットCB500、パーマボンドTC420のような独自のプレート製品ファミリーもリストアップしており、バインダーの種類、粒度構造、カスタム添加剤を示している。
超硬摩耗部品の設計要因
炭化タングステンの摩耗プレートのエンジニアリングのためのアプリケーションベースの考慮事項は、次のとおりです：
| パラメータ | デザインの選択と提言 |
|---|---|
| 表面硬度 | - 粒子の種類に基づく硬度86～92 HRA - 細粒研磨材送り用の高い硬度 |
| 超硬合金の粒度 | - 粒径2～8μmの微小侵食性粒子 - より大きな12～30μmの粒子が衝撃と粗い磨耗に対応 |
| バインダー比率 | - 靭性向上のための高ニッケルまたはコバルトバインダー - 摩耗性能を最大化する低バインダー |
| プレート寸法 | - 継ぎ目を最小限にするため、プレートを幅広に - 固定しやすい最適な長さ |
| 板厚と固定方法 | - 厚いプレートで交換回数が少ない - 亀裂を防ぐため、応力緩和マウントを固定する。 |
鉱石の硬度、粒子形状、供給速度、温度、およびその他の仕様に合わせてカスタマイズされた摩耗プレートの特性により、通常の鋼よりも300-500%の耐用年数の向上が可能です。
炭化タングステン摩耗部品のグローバルサプライヤー
国際的なタングステンカーバイド摩耗製品ベンダーは、以下のとおりです：
| 会社概要 | 本社 | 製品紹介 |
|---|---|---|
| ケナメタル | アメリカ | カスタム炭化タングステン摩耗プレート、タイル、レンガ |
| エレメント・シックス | アイルランド | 研磨スラリー用タングステンカーバイトグレード |
| サンドビック | スウェーデン | セラミック・タングステン・カーバイド・ライニングおよびタイル |
| メタロゲニア | スペイン | タングステンカーバイトプレートが鋼鉄に溶着 |
| 中国金属 | 中国 | プレス炭化タングステン摩耗プレートブランク |
| プランゼー | オーストリア | 純タングステンカーバイドとニッケルのバインダープレート |
リオ・ティントやBHPのような世界的な鉱業会社は、鉱物を扱う現場での摩耗保護にこれらのメーカーを頼りにしている。インド、中国、中東のような市場の地域プレーヤーは、国際ブランドのサプライヤーを補完している。
完成した摩耗部品のほかに、炭化タングステン製品の専門会社は、カスタマイズされた摩耗ソリューションのためのプラテンや加工ワークショップに半完成プレスプレートブランク、独自のバインダーと穀物ミックスを供給しています。
よくあるご質問
炭化タングステンの摩耗の版の異なったタイプは利用できる何をか。
- 主な製品カテゴリーは、均一な硬度を持つ多層プレス板と、方向性を持つ鋼上の溶融オーバーレイである。これらの中で、炭化物のサイズ、コバルト/ニッケルのパーセンテージ等によって組成が調整されます。
タングステンカーバイドのウェアプレート・パネルを装置に固定できる溶接工程は？
- 特殊ニッケル合金はんだ、PTAハードフェーシング、電子ビーム溶接により、高振動に耐える固定を保証します。交換を容易にするため、機械的なボルト締めが好ましい。
摩耗保護にタングステンカーバイドとセラミックスのどちらを選ぶか？
- タングステンカーバイドは、高応力摩耗が支配的な環境での耐破壊性に優れています。テクニカルセラミックスは、耐熱性を必要とする中程度の侵食や腐食の用途に適しています。
ウェア・プレートのオーバーレイに使用するバッキング・プレートの厚さは？
- クレーン、掘削機、軽量構造物の場合、支持脚のない平らな堆積物には8～12mmの鋼材で十分です。シュート、ホッパー、衝撃を受けるシュートには、20～25mmのリブ付き鋼材の方が荷重に耐えられる。
炭化タングステン摩耗製品の寿命は何で決まるのか？
- ライフサイクルコストには、必要な板厚を決定する摩耗率が含まれる。これは粒子の種類、速度、送り速度、角度によって異なる。また、点検やボルトの締め付けなどのメンテナンススケジュールも耐久性に影響する。
タングステンカーバイドの磨耗部品は、どのように修理されるのですか？
- 軽微な侵食は、メタル肉盛と機械加工で修復できる。厚い部分の磨耗は、新しいオーバーレイ蒸着で寸法を更新する。完全に摩耗した部品は、新しいプレス板パネルと交換する必要があります。
