Tung (Lourd)/Stène (Pierre)

Carbure de Tungstène
(W) #74 dans le tableau périodique
Tung (Lourd)/Stène (Pierre)
1. Qu'est-ce qu'un métal dur?
Le carbure de tungstène est un composé inorganique, résultant d'une
combinaison de carbone et de tungstène. C'est un matériau réputé très
dense, très résistant et très dur
Le métal dur est parfois familièrement appelé simplement carbure. Sa
définition générale de carbure de tungstène est décrite comme suit:
carbure de tungstène est un composé chimique inorganique qui contient
un nombre égal de tungstène et atomes de carbone. Carbure cémenté est
l'un des matériaux les plus réussies d'ingénierie composites jamais
produites. Combinaison unique de carbure cémenté de résistance, la
dureté et la ténacité satisfait aux applications les plus exigeantes
Il peut être pressé et formé dans des formes de fine poudre grise, qui est
considérée comme sa forme la plus basique. Les applications de carbure
de tungstène sont largement reflétés dans la machinerie industrielle,
porter des outils résistants, des abrasifs.
2. Propriétés générales de métal dur de carbure de
tungstène
Le carbure de tungstène est un matériau très dur, très dense et très
résistant. Il se trouve à 9,0 sur l'échelle de Mohs, ce qui signifie que
presque aucun matériau ne peut le rayer, mis à part certains alliages
particuliers et le diamant. Il possède une très grande résistance aux
pressions , une résistance à l'élongation très faible et une très grande
résistance aux chocs. Chimiquement, il est très peu réactif, il n'est pas
attaqué par les acides ou des bases, exception faite de l'acide nitrique et
l'acide fluorhydrique. Il possède une structure cristalline de type
hexagonal, ce qui le rend très compact, donc très dense.
3. Comment est faite en carbure cémenté?
La poudre de carbure de tungstène est compacté en une forme. Dans un
four de frittage à haute température, la structure de carbure de tungstène
de l'ébauche est façonnée à des températures précises pour des périodes
définies strictement. Au cours de ce traitement thermique, l'ébauche de
carbure de tungstène est soumis à un retrait d'environ 50% en volume.
Les grades de carbures cémentés dans ce groupe contiennent WC et Co
que les principaux éléments, bien que de petits ajouts ou des traces
d'autres éléments sont souvent ajoutés pour optimiser les propriétés. Ces
grades sont classés en fonction de leur teneur en cobalt et la taille des
grains WC.
Le procédé de fabrication commence avec la composition d'un mélange de
poudre de tungstène spécifique de carbure. Ils ont la plus large gamme de
résistance et la ténacité de tous les types de carbure cémenté et ce n'est
en combinaison avec une excellente résistance à l'usure.
Il ya trois phases individuelles qui composent carbure cémenté. En termes
métallurgiques, du carbure de tungstène en phase (WC) est dénommé
une phase, la phase de liant en tant que b-phase, et chacune des autres
ou une combinaison de phases de carbure que l'g phase. Autre que pour
des applications de découpage des métaux, il n'ya pas de classification
internationalement acceptée des carbures cémentés.
4. Frittage
Bien qu'il n'existe pas de définition du frittage faisant l’unanimité, il peut
être décrit comme une consolidation d'un matériau (par exemple une
poudre), obtenue en minimisant l’énergie du système grâce à un apport
d’énergie (thermique, mécanique, avec un laser, ...) mais sans fusion
d’au moins l’un des constituants1.
Nota : ne pas confondre frittage et frettage (assemblage de deux pièces
grâce à un ajustement serré).
Par exemple, la cuisson des poteries est un frittage. Le frittage est une
des meilleures méthodes pour obtenir des céramiques et des prototypes
de pièces mécaniques.
Voici deux définitions plus précises du frittage :
« Le frittage est un processus faisant évoluer par traitement
thermique un système constitué de particules individuelles (ou un
aggloméré poreux), en l’absence de pression externe exercée ou
sous l’effet d’une telle pression, de sorte qu’au moins certaines des
propriétés du système (sinon toutes) soient modifiées dans le sens
d’une réduction de l’énergie libre globale du système. Parallèlement,
cette évolution entraîne une diminution importante (sinon complète)
de la porosité initiale. Enfin, le processus suppose qu’au moins une
phase solide existe constamment pendant tout le traitement
thermique, de façon à conserver une certaine stabilité de forme et
de dimension au système considéré. »
G. Cizeron, Institut de céramique française2
et
« Le frittage est la consolidation par action de la chaleur d’un
agglomérat granulaire plus ou moins compact, avec ou sans fusion
d’un ou de plusieurs de ses constituants ».
définition proposée lors d’une série de conférences prononcées en
1968 à l’Institut de Céramique Française et à l’École Nationale
Supérieure de Céramique Industrielle de Sèvres
À la lecture des différentes définitions, on remarque que deux types de
frittages existent:


le « frittage en phase solide » si tous les constituants restent en
phase solide,
le « frittage en phase liquide » si au moins l’un des constituants est
en phase liquide et l’un au moins reste en phase solide.
5. Les dix minéraux de l'échelle de Mohs
Dureté
Composition
chimique
Minéral
Structure
cristalline
1
Talc, friable sous l'ongle
Mg3Si4O10(OH)2
monoclinique
2
Gypse, rayable avec l'ongle
CaSO4·2H2O
monoclinique
3
Calcite, rayable avec une pièce en
cuivre
CaCO3
rhomboédrique
4
Fluorine, rayable (facilement) avec un
couteau
CaF2
cubique
5
Apatite, rayable au couteau
Ca5(PO4)3(OH-, Cl-,
F-)
hexagonale
6
Orthose, rayable à la lime, par le sable KAlSi3O8
monoclinique
7
Quartz, raye une vitre
SiO2
trigonal
8
Topaze, rayable par le carbure de
tungstène
Al2SiO4(OH-, F-)2
orthorhombique
9
Corindon, rayable au carbure de
silicium
Al2O3
rhomboédrique
10
Diamant, rayable avec un autre
diamant
C
cubique