Обзор карбид вольфрама добыча кнопки
Кнопки для горных работ из карбида вольфрама изготовлены из карбида вольфрама, одного из самых твердых материалов, используемых в промышленности. Это чрезвычайно износостойкие кнопки, устанавливаемые на инструменты для копания в горнодобывающей промышленности, такие как ковшовые экскаваторы, проходческие комбайны, комбайны и шахты непрерывного действия.
Кнопки для горных работ из карбида вольфрама защищают режущие кромки и поверхности этих машин, которые должны выдерживать очень абразивные условия эксплуатации при работе с твердыми породами. Свойства карбида вольфрама делают его идеальным средством для продления срока службы горного оборудования и снижения частоты замены изнашиваемых деталей.
Ключевые детали:
- Изготовлен из карбида вольфрама, содержащего более 90% вольфрама, смешанного с кобальтом в качестве связующего вещества
- Предельная твердость около 90 по шкале Роквелла А
- Прочность на сжатие более 5500 МПа
- Высокая плотность около 15 г/см3
- Очень устойчив к истиранию и эрозии
- Выдерживает сильные удары
- Устойчивость к деформации при высоких температурах
- Используется для облицовки зон повышенного износа на машинах для добычи полезных ископаемых
- Обеспечивает защиту от абразивных камней
- Сокращение времени простоя для технического обслуживания
- Поставляется в различных формах, таких как шестиугольная, круглая, квадратная и т.д.
- Множество вариантов размеров, начиная с 10 мм в поперечнике
- Требуется точное производство
Типы карбида вольфрама горные пуговицы
Существует несколько типов горных пуговиц из карбида вольфрама, которые делятся по свойствам, способу изготовления и применению:
| Тип | Твердость | Размер зерна | Основные свойства | Основные приложения |
|---|---|---|---|---|
| Литые твердосплавные кнопки | 88-90 HRA | Мелкие, неоднородные зерна | Устойчивость к ударам, прочность | Проходческие комбайны, комбайны |
| Кнопки из спеченного карбида | ~92 HRA | Средние, плотно упакованные зерна | Износостойкость | Ковшовые экскаваторы |
| Твердосплавные кнопки PDS | До 96 HRA | Сверхтонкие, однородные зерна | Исключительная стойкость к истиранию | Шахтеры непрерывного действия |
| Твердосплавные кнопки с TiC, TaC, NbC | Выше в зависимости от добавки | Зависит от используемого унитаза | Улучшенные механические характеристики | Высокоабразивные среды |
| Композитные кнопки из твердосплавной керамики | >92 HRA | Ультратонкий унитаз с керамическим покрытием | Высокая вязкость разрушения | Среднее воздействие, высокая степень истирания |
Литые твердосплавные кнопки более жесткие типы, изготовленные путем вплавления частиц карбида вольфрама в расплав на основе кобальта. Они обладают несколько меньшей твердостью, но большей ударной прочностью. Они подходят для горных машин, таких как проходческие комбайны и комбайны.
Кнопки из спеченного карбида создаются из порошков карбида вольфрама, содержащих небольшое количество кобальта или никелевой связки, спрессованных при высокой температуре в плотные пуговицы. Они обладают повышенной твердостью и применяются на экскаваторах с ковшом.
Твердосплавные кнопки PDS Используются очень мелкозернистые порошки карбида вольфрама, полученные с помощью передовых технологий спекания. Их мелкозернистая структура обеспечивает высокую устойчивость к абразивному износу, благодаря чему они дольше служат в шахтах непрерывного действия.
Гранулы с твердыми сплавами Титан, тантал или ниобий в качестве присадок обеспечивают большую вязкость разрушения или прочность, чтобы выдерживать сильные удары при бурении или рытье твердых скальных пород.
Композитные кнопки из твердосплавной керамики Сплав мелкозернистых частиц карбида вольфрама с керамическим соединением типа карбонитрида титана. Они обладают сочетанием таких преимуществ, как высокая твердость керамики и прочность карбида вольфрама.
Свойства карбида вольфрама горные пуговицы
Кнопки для горных работ из карбида вольфрама обладают исключительными физико-механическими свойствами, благодаря которым они широко применяются в землеройном и буровом оборудовании, используемом в горнодобывающем секторе:
| Недвижимость | Значения |
|---|---|
| Химический состав | Унитаз более 90%, Co 6-10% |
| Твердость | 88 - 96 HRA |
| Плотность | 14,95 - 15,10 г/см3 |
| Прочность на сжатие | 5500 - 8000 МПа |
| Прочность на изгиб | 3500 - 5500 МПа |
| Вязкость разрушения | 8 - 15 МПа√м |
| Максимальная температура эксплуатации | 500°C на воздухе |
| Температура плавления | 2870°C |
| Коэффициент теплового расширения | ~5 мкм/м-К |
| Электрическое сопротивление | 25 - 35 мкм-см |
| Коэффициент Пуассона | 0.22 - 0.28 |
| Модуль сдвига | 3,5 - 6,0 ГПа |
| Теплопроводность | 60 - 90 Вт/м-К |
Выдающаяся механическая прочность, высокая плотность, чрезвычайная твердость, впечатляющие тепловые характеристики и электропроводность делают эти кнопки идеальными для выдерживания огромных нагрузок на горное оборудование. Выбранные свойства могут быть дополнительно улучшены с помощью инновационных методов обработки и спекания порошка или добавления специальных карбидов металлов.
Характеристики карбида вольфрама
Карбид вольфрама обладает определенными уникальными характеристиками, которые позволяют ему превосходно работать в горной технике:
Исключительная твердость и устойчивость к истиранию - Обладая твердостью, не уступающей твердости синтетических алмазов и нитрида бора, карбид вольфрама легко выдерживает сильные удары и царапины от буровых коронок и скального материала при выемке грунта. Мелкая, плотная структура зерен карбида вольфрама практически не позволяет твердым частицам проникать сквозь поверхность кнопок, что обеспечивает удивительно высокую износостойкость.
Прочность и выносливость - Карбид вольфрама сочетает в себе впечатляющие показатели прочности, сравнимые с легированными сталями, и разумную вязкость разрушения благодаря кобальтовому связующему, которое предотвращает внезапные хрупкие разрушения за счет механизмов остановки распространения трещин. Это позволяет горным кнопкам выдерживать циклические нагрузки от буровых, рыхлительных и дробильных машин с периодическими пиками высокого напряжения.
Высокая температурная стабильность - Тугоплавкие свойства вольфрама придают соединению значительную твердость в горячем состоянии, позволяя горному оборудованию, подвергающемуся трению и воздействию высоких температур глубоко под землей, сохранять большую часть своей механической прочности. Кнопки из карбида вольфрама превосходят стальные альтернативы, которые резко теряют твердость при температуре выше 350°C.
Устойчивость к коррозии и окислению - Кнопки из карбида вольфрама устойчивы к разрушению под воздействием влаги, кислотных/щелочных растворов, органических химикатов и т.д., что позволяет использовать их вблизи коррозионно-активных руд или минералов. Однако кобальтовая связка может разрушаться в экстремальных условиях, что требует использования альтернативных связующих. Устойчивость к окислению в сухой атмосфере обеспечивает долговечную работу, но в условиях высокой влажности в горнодобывающей промышленности кнопки могут нуждаться в керамическом покрытии.
Устойчивость к тепловому удару - Способность выдерживать многократные циклы или колебания рабочих температур без разрушения делает карбид вольфрама хорошо подходящим для тяжелого оборудования, подверженного таким тепловым нагрузкам, особенно во время процедур старт-стоп под землей. Их более высокая теплопроводность по сравнению с другими твердыми материалами предотвращает локальное образование внутренних тепловых градиентов.
Электрическая/тепловая проводимость - Кнопки из карбида вольфрама относительно хорошо проводят тепло и электричество благодаря металлическим зернам вольфрама. В некоторых областях применения в горнодобывающей промышленности этот атрибут используется не только для повышения износостойкости, например, электроды для электроэрозионной обработки (EDM) или нагревательные элементы для плавильных сосудов. Определенные сорта демонстрируют гораздо более высокую проводимость.
Применение и использование
Карбид вольфрама добыча кнопки Благодаря своим замечательным физическим свойствам они находят широкое применение в процессах добычи минералов и металлов:
| Промышленность | Машины/оборудование | Функция |
|---|---|---|
| Подземная добыча | Проходческие комбайны, ножницы, шахты непрерывного действия | Износостойкие накладки, резцы, буровые пластины |
| Добыча полезных ископаемых на поверхности | Ковшовые экскаваторы, конвейерные системы | Футеровка для рабочих колес, корпусов, конвейерных лент |
| Бурение нефтяных и газовых скважин | Забойные молотки, буровые долота с верхним молотком | Вставки и кнопки на сверлильных поверхностях |
| Обработка минералов | Дробильные машины, пульверизаторы | Наплавка с высокой степенью износа, ударные элементы |
| Сварка и резка | Плазменные горелки, сварочные наконечники | Токоотводы, вставки для отверстий |
| Очистка сточных вод | Рабочие колеса для перекачки шлама | Нанесение слоев на поверхности, обрабатываемые абразивными суспензиями |
Подземная добыча Оборудование позволяет выполнять две основные функции - бурение скважин и туннелей в твердых породах проходческими комбайнами и извлечение открытых пластов полезных ископаемых с помощью комбайнов и шахтеров непрерывного действия. Твердосплавные пластины оснащают режущие, бурильные и дробильные элементы, такие как дисковые фрезы, резцы, барабаны, что значительно повышает долговечность и производительность.
Добыча полезных ископаемых на поверхности Ковшовые экскаваторы позволяют вести недорогую добычу полезных ископаемых открытым способом, однако для работы с рудой и горными породами с высоким коэффициентом трения требуются ковши и корпуса конвейерных шнеков, плакированные карбидом вольфрама. Даже самосвалы, перевозящие заполнители, выигрывают от применения твердосплавных кнопок на разгрузочных поверхностях.
В пределах бурение нефтяных и газовых скважинНевероятно твердый и термостойкий карбид вольфрама способствует экономичному и быстрому прохождению через прочные слои горных пород путем футеровки буровых коронок и деталей скважинных отбойных молотков.
Для обогащение полезных ископаемыхТвердосплавные кнопки помогают рудоразмольным машинам эффективно измельчать большие объемы чрезвычайно абразивных золото- или платиносодержащих отложений. Композитные футеровки из твердосплавной стали минимизируют износ в дробильных установках, работающих с кварцем, силикатами и абразивными медными отложениями.
Тепло- и токопроводящие свойства карбида применяются в сварка для производства долговечных электродов и сопел для плазменной дуги, устойчивых к эрозии расплава и высоким температурам.
Технические характеристики
Кнопки для горных работ из карбида вольфрама доступны в стандартных сортах, но могут быть изготовлены на заказ в соответствии с конкретными потребностями оборудования или условиями эксплуатации. Основные технические характеристики:
Размеры и формы
- Круглые пуговицы диаметром от 10 мм до 100 мм.
- Квадратные пуговицы от 10 мм до 80 мм
- Прямоугольные варианты от 10x20 мм до 50x100 мм
- Возможны шестиугольные, восьмиугольные, трапециевидные формы
- Толщина режущей пластины варьируется от 0,5 мм до 20 мм в зависимости от области применения
- Создание индивидуальных конфигураций в зависимости от геометрии деталей горного оборудования
Механические свойства
- Содержание кобальта от 6% до 30% по весу
- Твердость варьируется от 85 HRA для прочных кнопок до 96 HRA для экстремальной стойкости к истиранию
- Предел прочности при поперечном разрыве от 3000 МПа до более 6000 МПа
- Содержание карбида вольфрама не менее 90% для обеспечения производительности
Стандарты и оценки
- Большинство кнопок изготовлены в соответствии с требованиями ASTM, ISO или собственными спецификациями
- Общие спецификации ASTM - B777 и B779, касающиеся свойств твердых сплавов карбида вольфрама
- Многочисленные запатентованные классы в зависимости от предполагаемой функциональности
Производители и поставщики
Будучи специализированным промышленным продуктом, который находит широкое применение, кнопки для добычи карбида вольфрама требуют передовых методов порошковой металлургии в сочетании с прецизионной механической обработкой для формирования конечных компонентов.
Ведущие мировые производители карбида вольфрама горных кнопок включают:
| Производитель | Штаб-квартира | Градусы продукта |
|---|---|---|
| Sandvik | Швеция | CC650, CC680, CC690, CC695 |
| Kennametal | США | Степень A, B, C, K68 |
| Ceratizit | Люксембург | TAZ8880, TAZ1090 |
| Искар | Израиль | IC807, IC908 |
Поставщики твердосплавных кнопок обычно располагают запасами популярных марок, размеров и предлагают изготовление на заказ в соответствии с требованиями горного оборудования. Крупные проекты могут потребовать прямых поставок от производителей твердого сплава OEM.
Онлайн-дистрибьюторы предоставляют возможность напрямую приобретать в своих магазинах электронной коммерции небольшие партии товаров или образцы для практического применения, прежде чем делать оптовые заказы.
Анализ затрат
Затраты на сырье - Цены на вольфрам нестабильны, поскольку это редкий металл, диктуемый мировым спросом и предложением. Цены варьируются в диапазоне $250-$400 за MTU 88,5% паратунгстата аммония. Градации зависят от других добавок карбида.
Производственные процессы такие как многоступенчатая подготовка порошка, прессование и высокотемпературное спекание, увеличивают стоимость продукции. Дополнительная алмазная шлифовка, лазерная резка повышают стоимость прецизионных компонентов.
Карбид вольфрама добыча кнопки стоимость в среднем от $8 до $40 за кг в зависимости от размера, требуемого сорта, объема заказа и уровня персонализации. Как правило, наиболее экономичными являются крупные партии OEM.
Экономия эксплуатационных расходов Повышенная износостойкость и длительный срок службы компенсируют более высокие первоначальные затраты на приобретение. Рассмотрите совокупную совокупную стоимость владения горным оборудованием.
| Стоимость кнопок из карбида вольфрама | |
|---|---|
| Сырье | $25 - $250 за кг |
| Производство | $15 - $30 за кг |
| Диапазон цен на продукцию | $40 - $300 за кг |
Факторы, определяющие затраты: чистота сырья, размер и способ обработки порошка, требуемый уровень твердости, размер заказа, специальная обработка, например, формовка или нанесение покрытий и т.д. Выбор марки оптимизируется в зависимости от производственных потребностей.
Плюсы и минусы
Преимущества
- Чрезвычайная твердость позволяет избежать преждевременного износа
- Выдерживает высокие ударные нагрузки без разрушения
- Стойкость к истиранию от минеральных руд и посторонних примесей
- Выдерживает воздействие тепла, коррозии, окисления
- Снижение общих эксплуатационных расходов на горное оборудование
- Продлевает срок службы во много раз по сравнению со стальными деталями
Ограничения
- Хрупкий материал, склонный к разрушению при изгибе
- Низкая вязкость разрушения обуславливает необходимость использования ударных креплений
- Сколы на острых режущих кромках при длительном использовании
- Необходимо соблюдать осторожность при пайке и сварке
- Относительно дорогостоящее производство и металлический порошок
- Волатильность поставок вызывает опасения по поводу доступа к вольфраму
Для большинства подземных горных машин пластины из карбида вольфрама обладают значительными эксплуатационными и экономическими преимуществами по сравнению с любыми альтернативами. Достижения в области технологии связующего и наноструктурированных марок предвещают будущие возможности.
Первоначальное повышение цены остается главным недостатком, требующим оптимального размещения вставок, балансирующего между долговечностью и бюджетом. Зависимость от кобальта также подталкивает к разработке бескобальтовых марок. Соглашения об интегрированных цепочках поставок помогают снизить риски, связанные с наличием сырья у основных мировых производителей твердых сплавов.
Вопросы и ответы
Вопрос: Почему стоит выбирать кнопки из карбида вольфрама, а не из других материалов?
О: Горные кнопки из карбида вольфрама превосходят такие альтернативы, как инструментальная сталь, закаленная сталь, плазменные сварные швы с наплавкой карбида хрома (CCO), керамические вставки по двум важнейшим параметрам - экстремальной твердости около 90 HRA, проявляющейся в износостойкости, и повышенной прочности благодаря металлической связке из кобальта, обеспечивающей стойкость к разрушению. Разработка наноструктуры сверхтонкого карбида вольфрама в сочетании с процентным содержанием и свойствами матрицы связующего металла проложила путь к созданию кнопок, сочетающих твердость, приближающуюся к алмазной, и прочность, конкурирующую с легированными сталями.
В: Каковы различные методы производства пуговиц?
A: Литые кнопки карбида вольфрама видят расплавленный кобальт влить уплотненные частицы WC производства слегка пористые кнопки с низкой твердостью, но высокой прочностью. Спеченные кнопки получить порошкообразное сырье сжимается затем термической обработке под вакуумом вызывая уплотнение и твердых связей. Это создает микроструктуру тонкого сорта с твердостью более 92 HRA. Дальнейшая модификация порошка с помощью усовершенствованной распылительной сушки или распыления/гранулирования с последующей оптимизацией жидкой фазы или горячего изостатического прессования повышает износостойкость. Инкапсулированные кнопки заключают весь композит WC-Co в стальное кольцо, улучшая амортизацию. Поверхностная обработка кнопок, например, TiN, TiCN или алмазное покрытие, также добавляет функциональности.
Вопрос: Как выбрать правильный сорт карбида вольфрама кнопки добычи?
О: Оптимизируйте выбор марки, сбалансировав износостойкость, ударную прочность и бюджет для конкретного компонента горной машины, исходя из ожидаемых условий эксплуатации - интенсивности абразивного износа или эрозии, размеров обрабатываемых частиц, ударов, рабочих температур и т. д. Более тонкая микроструктура и высокая твердость обеспечивают больший срок службы, но меньшую прочность и более высокую цену. Для особо абразивных применений потребуются сверхтонкие карбидные кнопки PDS или специализированные комплексные смеси карбидов металлов, содержащие карбиды тантала или ниобия, диспергированные в матрице WC-Co. Основное правило - чем меньше размер зерна карбида, тем выше производительность и цена. Рассмотрите возможность проведения пробных испытаний на месте.
Вопрос: Почему кобальт является универсальным связующим карбидом вольфрама для горных кнопок?
О: Элементарный кобальт, равномерно диспергированный в матрице карбида вольфрама, выступает в качестве клеящего вещества, придающего способность останавливать трещины и поглощать удары хрупким частицам WC. Этот механизм упрочнения кобальтового связующего обеспечивает непревзойденную прочность, твердость и устойчивость к разрушению горных пуговиц из карбида вольфрама, позволяя им выдерживать суровые условия копания, бурения и дробления при высоких нагрузках. Кобальт обладает оптимальными характеристиками плавления, инфильтрации, смачивания и механической совместимости, необходимыми для производства твердых металлов из карбида вольфрама методом порошковой металлургии на основе жидкофазного спекания. Возможность вторичной переработки Co также обеспечивает надежность поставок и экологическую устойчивость.
В: Как заменяются или ремонтируются кнопки из карбида вольфрама?
О: Поврежденные кнопки с износом, трещинами или отсутствующими частями требуют немедленной замены во избежание катастрофического разрушения инструмента. Согласно философии ремонта горных машин, изнашивающиеся компоненты, такие как зубья ковша, режущие коронки, износостойкие накладки, часто заменяются по истечении определенного срока эксплуатации, в то время как критические несущие элементы могут допускать незначительное восстановление, если инженерная целостность остается нетронутой. Снимите изношенные кнопки, очистите монтажные отверстия, обеспечьте соответствие и прочно закрепите новые кнопки с помощью болтов, пайки или других средств. Приспособления для переустановки кнопок способствуют эффективной замене. Ремонт включает в себя ограниченное повторное нанесение сварного шва или алмазного покрытия.
Заключение
Кнопки для горных работ из карбида вольфрама обеспечивают существенное преимущество в производительности и экономии средств в экскаваторной технике, используемой в сложных условиях открытых и подземных горных работ. Металлургические инновации усиливают свойства, наиболее ценимые владельцами активов, - срок службы, механическую прочность и термостойкость, а усовершенствования в области обработки порошка делают экономически целесообразным использование карбидов металлов сверхтонкого или сложного помола, адаптированных к конкретным типам пород или условиям эксплуатации. Оказывая огромное влияние на эффективность работы и сокращение времени простоя, эти вездесущие износостойкие компоненты представляют собой одну из лучших технологических инвестиций в промышленности, что подтверждается их растущим распространением в строительстве, разрушении и других категориях внедорожного оборудования. Гарантированный доступ к сырью и снижение реальных цен, обусловленное инициативами по переработке отходов и интеграцией цепочек поставок с крупными мировыми производителями, расширят сферу применения в общем машиностроении. Появление углеродных композитов, керметов и альтернативных материалов на основе кубического нитрида бора, однако, обещает диверсифицировать ассортимент продукции для нишевых функциональных возможностей в будущем.
