Poudre de carbure de tungstène : le héros méconnu de la dureté

Poudre de carbure de tungstène ( $WC$ ) est sans doute la forme de poudre de carbure . Il s'agjet d'une fine poudre grise qui sert de matière première principale à la fabrication du « carbure cémenté », un matériau composite qui a révolutionné l'usinage industriel et la protection contre l'usure. Ce matériau doit sa distinction à une combinaison inégalée d'extrême dureté, de haute résistance et de résistance à l'usure, propriétés directement dérivées du traitement méticuleux de la poudre de base.

Composition et propriétés

Le carbure de tungstène est un composé de tungstène et de carbone, généralement de formule chimique $WC$ . Sa structure cristalline est très stable et rigide, ce qui se traduit par ses propriétés physiques exceptionnelles :

• Dureté Mohs : Environ 9 à 9,5, ce qui le rend comparable au corindon (saphir) et à peine plus doux que le diamant.

• Point de fusion : Extrêmement haut, autour $2,870^{\circ }C$ ( $5,200^{\circ }F$ ).

• Densité : Il est remarquablement dense, près de deux fois celui de l'acier, ce qui contribue à la rigidité et à la résistance à la déformation du matériau.

• Résistance à l'usure : Il présente une résistance exceptionnelle à l’abrasion, à l’érosion et aux chocs thermiques, essentielles pour les applications de coupe à grande vitesse.

La qualité de la pièce cimentée finale est directement proportionnelle à la pureté, à la taille des particules et à la répartition du matériau initial. poudre de carbure de tungstène . Les fabricants contrôlent soigneusement la granulométrie, allant de submicronique (nanograin) à plusieurs microns, pour adapter les propriétés : des grains plus fins donnent généralement une dureté plus élevée mais une ténacité plus faible.

Le voyage vers le carbure cémenté

Poudre de carbure de tungstène est rarement utilisé seul ; son plein potentiel est libéré lorsqu'il est cimenté (ou lié) avec un métal ductile, le plus souvent cobalt ( $Co$ ), quoique parfois nickel ( $Ni$ ) ou du fer ( $Fe$ ). Ce processus est critique :

1. Mélange : Le $WC$ La poudre est intimement mélangée à la poudre de liant au cobalt, ce qui implique souvent un broyage humide pour assurer un mélange homogène.

2. En appuyant sur : Le mixture is pressed into the desired component shape (e.g., a cutting insert or a drill bit blank).

3. Frittage : Le pressed part is heated in a vacuum or inert atmosphere to temperatures above the cobalt's melting point but below the $WC$ 's. Le cobalt fondu pénètre et « cimente » les grains rigides de carbure de tungstène ensemble, créant ainsi une structure de métal dur composite et dense.

Ce matériau final cimenté conserve l'incroyable dureté du poudre de carbure de tungstène tout en obtenant la ténacité et la résistance aux chocs nécessaires grâce à la matrice de cobalt.

Des rôles industriels indispensables

Le carbure cémenté obtenu à partir du poudre de carbure de tungstène est indispensable dans plusieurs industries exigeantes :

• Usinage : Le majority of modern metal-cutting, milling, and turning operations rely on carbure de tungstène plaquettes en raison de leur capacité à maintenir une arête vive et une dureté même aux températures élevées générées lors de la coupe à grande vitesse.

• Pétrole et gaz/mines : Les forets, les outils de fond et les composants pour la fracturation hydraulique sont utilisés poudre de carbure de tungstène composites pour résister aux forces extrêmes d’abrasion et de percussion rencontrées lors du forage de la roche.

• Outillage : Les pièces d'usure telles que les matrices de formage, les poinçons et les moules, qui sont soumises à des contraintes et à des cycles d'usure élevés et répétés, sont généralement fabriquées à partir de carbure de tungstène cémenté pour plus de longévité et de précision.

• Amélioration de la surface : Très bien $WC$ la poudre est également utilisée dans les revêtements par projection thermique pour ajouter une couche de résistance à l’usure aux composants cruciaux du moteur et des machines.

Essentiellement, les performances de pratiquement tous les processus de fabrication modernes qui nécessitent précision, vitesse et endurance reposent en fin de compte sur les propriétés supérieures libérées par poudre de carbure de tungstène .