Các Loại Tungsten Cho Chi Tiết Gia Công
"Tungsten" trong xưởng gia công gồm năm vật liệu khác nhau. Chúng chung tên và chung hạt nặng, nhưng chất kết dính quyết định mật độ, từ tính và cách chi tiết được cắt gọt. Giá trị dưới đây là số liệu điển hình.
| Loại | Thành phần | Mật độ, g/cm³ | Từ tính | Dùng cho |
|---|---|---|---|---|
| Tungsten nguyên chất | 99,95% W | Khoảng 19,3 | Không nhiễm từ | Vùng nóng lò, nồi nấu, điện cực |
| Hợp kim nặng W-Ni-Fe | 90 đến 97% W, chất kết dính nickel-sắt | 17,0 đến 18,5 | Nhiễm từ nhẹ | Chắn xạ, đối trọng, khối dằn |
| Hợp kim nặng W-Ni-Cu | 90 đến 97% W, chất kết dính nickel-đồng | 17,0 đến 18,0 | Gần như không nhiễm từ | Chi tiết gần MRI, cảm biến, chùm điện tử |
| Tungsten đồng | W70Cu30 đến W90Cu10 | 14,0 đến 17,0 | Không nhiễm từ | Điện cực EDM, tiếp điểm, tản nhiệt |
| Carbide tungsten | Hạt WC trong chất kết dính cobalt | 14,5 đến 15,6 | Nhiễm từ nhẹ | Chi tiết chịu mài mòn, khuôn, dao cắt |
Để so sánh, thép là 7,9 g/cm³ và chì là 11,3 g/cm³. Mỗi loại dẫn tới một datasheet cấp vật liệu đầy đủ.
Tungsten nguyên chất
Tungsten không hợp kim có điểm nóng chảy cao nhất trong các kim loại và giữ được hình dạng trong vùng nóng của lò và hệ chân không. Nó giòn ở nhiệt độ phòng, nên cạnh dễ mẻ và thành mỏng dễ nứt. Chi tiết nhỏ thường được mài hoặc cắt dây EDM. Đọc hướng dẫn chi tiết lò từ tungsten nguyên chất và so sánh với tantalum và molypden.
Hợp kim nặng tungsten
Hợp kim nặng là hạt tungsten được giữ trong chất kết dính nền nickel, 90 đến 97% tungsten theo khối lượng. Chất kết dính giúp vật liệu gia công được thực tế, nên đây là cấp mà đa số xưởng nghĩ tới khi buyer hỏi tungsten gia công. Có hai loại chất kết dính quan trọng:
- W-Ni-Fe có chất kết dính nickel-sắt. Nhiễm từ nhẹ và là cấp mặc định cho chắn xạ và đối trọng.
- W-Ni-Cu có chất kết dính nickel-đồng. Gần như không nhiễm từ, dùng cho chi tiết gần thiết bị MRI hoặc cảm biến. Xem hướng dẫn chi tiết tungsten không nhiễm từ.
Nhà máy luyện cung cấp hợp kim nặng theo ASTM B777, tiêu chuẩn định ra bốn class theo hàm lượng tungsten và mật độ. Xem giải thích các class ASTM B777 và tên thương mại như Densalloy và Anviloy.
Tungsten đồng
Khung xương tungsten xốp được thấm đồng. Nó kết hợp khả năng chống hồ quang và mài mòn của tungsten với độ dẫn của đồng, nên dùng cho điện cực EDM, tiếp điểm điện và tản nhiệt. Nó cắt sạch, gần giống hợp kim đồng cứng. Xem hướng dẫn gia công tungsten đồng.
Carbide tungsten
Carbide tungsten là vật liệu khác với kim loại tungsten. Hạt carbide được thiêu kết trong chất kết dính cobalt thành một cermet rất cứng. Một số buyer gọi nó là "thép tungsten", dễ gây nhầm lẫn trong RFQ. Nó quá cứng để phay sau thiêu kết, nên được mài và cắt dây EDM. Xem gia công carbide so với hợp kim nặng và mài so với gia công carbide.
Dạng phôi tungsten
Loại vật liệu chỉ là một nửa thông số kỹ thuật. Cùng một cấp có thể ở dạng phôi thiêu kết, thanh hoặc tấm rèn, hoặc hình ép gần kích thước cuối, và lựa chọn này ảnh hưởng đến chi phí và thời gian giao hàng. Xem phôi thiêu kết so với phôi rèn, kích thước thanh và tấm tiêu chuẩn và thanh hệ mét so với hệ inch.
Cách chọn loại tungsten
- Khối lượng hoặc chắn xạ tối đa trong không gian nhỏ: hợp kim nặng W-Ni-Fe
- Nhiệt độ làm việc rất cao: tungsten nguyên chất
- Đặc nhưng không nhiễm từ: hợp kim nặng W-Ni-Cu
- Ăn mòn hồ quang hoặc tản nhiệt: tungsten đồng
- Độ cứng và chống mài mòn: carbide tungsten
So sánh đầy đủ nằm trong bài so sánh các cấp tungsten. Về nơi mỗi loại được dùng, xem ứng dụng, và về cách cắt từng loại, xem quy trình gia công.
Câu hỏi thường gặp
Các loại tungsten chính là gì?
Với chi tiết gia công có năm loại: tungsten nguyên chất, hợp kim nặng tungsten W-Ni-Fe, hợp kim nặng tungsten W-Ni-Cu, tungsten đồng và carbide tungsten. Chúng khác nhau về chất kết dính, mật độ, từ tính và cách cắt gọt.
Carbide tungsten có phải là tungsten không?
Không. Carbide tungsten là cermet thiêu kết gồm hạt carbide tungsten trong chất kết dính cobalt. Nó cứng và chống mài mòn nhưng nhẹ hơn tungsten nguyên chất hay hợp kim nặng, và được mài thay vì phay.
Loại nào đặc nhất?
Tungsten nguyên chất, khoảng 19,3 g/cm³, điển hình. Hợp kim nặng theo sau với 17,0 đến 18,5 g/cm³. Tungsten đồng 14,0 đến 17,0 và carbide tungsten 14,5 đến 15,6.
Loại nào không nhiễm từ?
Tungsten nguyên chất, tungsten đồng và hợp kim nặng W-Ni-Cu. Hợp kim nặng W-Ni-Fe tiêu chuẩn và carbide tungsten với chất kết dính cobalt nhiễm từ nhẹ.
Loại tungsten nào dễ gia công nhất?
Hợp kim nặng và tungsten đồng cắt gần giống kim loại thông thường nhất. Tungsten nguyên chất giòn còn carbide cực cứng, nên cả hai cần thận trọng hơn và thường dùng mài hoặc cắt dây EDM.