Grâce aux progrès constants de la science des matériaux, le développement et l'application de carbures de tungstène spéciaux résistants à la corrosion élargiront encore le champ d'application des lames en carbure de tungstène. L'ajout d'éléments d'alliage, l'optimisation des traitements thermiques et l'amélioration des techniques de traitement de surface permettront aux futures lames en carbure de tungstène de conserver d'excellentes performances dans un plus large éventail d'environnements corrosifs, offrant ainsi des solutions de production plus fiables et efficaces pour diverses industries.
1. À propos des lames en carbure de tungstène
Le carbure de tungstène, également appelé carbure cémenté, est un alliage composé principalement de carbure de tungstène, produit par métallurgie des poudres. Il se caractérise par une dureté élevée et une excellente résistance à l'usure, conservant une dureté quasi inchangée même à 500 °C et restant élevée à 1 000 °C. Ces performances exceptionnelles font du carbure de tungstène un matériau de choix pour la fabrication d'outils de coupe haute performance, largement utilisés dans divers secteurs tels que les outils de tour, les fraises, les raboteuses, les forets et les aléseuses.
Les lames modernes en carbure de tungstène sont principalement composées de deux éléments : le carbure de tungstène et le cobalt. La phase dure de carbure de tungstène confère à la lame l'extrême dureté et la résistance à l'usure requises, tandis que la phase liante de cobalt lui apporte une certaine ténacité. Dans une composition typique de lame en carbure de tungstène, le carbure de tungstène et le cobalt représentent 99 % du total, les autres métaux constituant 1 %. Cette microstructure unique confère aux lames en carbure de tungstène une dureté inégalée par l'acier rapide et une résistance à l'usure bien supérieure à celle des aciers à outils ordinaires, leur assurant une place de choix dans le domaine de l'usinage.
Grâce aux progrès de la science des matériaux, la famille des carbures de tungstène a vu se développer diverses nuances spécialisées, notamment des dizaines de séries telles que le carbure de tungstène à haute résistance à l'usure, à haute résistance aux chocs, résistant aux hautes températures, non magnétique et à grains ultrafins. Ces matériaux en carbure de tungstène, aux formulations variées, offrent des solutions optimisées pour différentes applications spécifiques. Par exemple, le carbure de tungstène résistant à la corrosion utilisé en milieu chimique peut être enrichi en éléments d'alliage comme le chrome et le nickel afin d'améliorer encore ses propriétés anticorrosion.
Comparaison des performances des matériaux de lames courants
| Type de matériau | Dureté (HRA) | Résistance à l'usure | Dureté | résistance à la corrosion |
| carbure de tungstène, carbure cémenté | 89-95 | Extrêmement élevé | Moyen | Moyen à bon |
| Acier rapide | 80-85 | Moyen | Bien | Moyen |
| Acier à outils | 70-75 | Moyen | Bien | Moyen |
| Lames en céramique | 92-95 | Extrêmement élevé | Faible | Excellent |
Analyse des performances de résistance à la corrosion des lames en carbure de tungstène
1. Mécanismes et caractéristiques de résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion des lames en carbure de tungstène provient principalement de leur composition chimique et de leur microstructure particulières. Le carbure de tungstène est composé de carbure de tungstène et de cobalt. Le carbure de tungstène possède une stabilité chimique considérable et résiste à l'érosion par divers milieux. La phase liante de cobalt forme également une couche d'oxyde protectrice à température ambiante, ralentissant ainsi le processus de corrosion. En pratique, le carbure de tungstène présente une certaine résistance aux acides, aux bases, à l'eau salée et à d'autres produits chimiques, ce qui lui permet de conserver des performances stables dans divers environnements corrosifs.
Les recherches indiquent que la résistance à la corrosion du carbure de tungstène est excellente dans certains environnements. Par exemple, lors de tests de corrosion en milieu liquide (aluminium), le taux de corrosion moyen du tungstène pur est environ 14 fois inférieur à celui de l'acier H13, ce qui témoigne d'une excellente résistance à la corrosion. Cette performance anticorrosion supérieure fait du carbure de tungstène une alternative intéressante à l'acier traditionnel dans la fonderie et les environnements chimiques à haute température. De même, lors de tests de corrosion d'alliages de tungstène à haute densité, les chercheurs ont constaté que ces matériaux présentent généralement une forte résistance à la corrosion, conservant leur intégrité structurelle après des tests de corrosion par immersion en laboratoire et des tests d'exposition en milieu naturel.
2. Caractéristiques de surface et comportement à la corrosion
La résistance à la corrosion des lames en carbure de tungstène dépend non seulement du matériau lui-même, mais aussi et surtout de son état de surface et du traitement ultérieur. Une surface finement rectifiée et polie peut former une couche protectrice microscopique, bloquant efficacement la pénétration des agents corrosifs. Certaines lames haut de gamme en carbure de tungstène bénéficient également de technologies de revêtement de surface (telles que TiN, TiCN, DLC, etc.), qui améliorent non seulement leurs performances de coupe, mais aussi leur résistance à la corrosion.
Il est important de noter que la résistance à la corrosion du carbure de tungstène n'est pas absolue. Des études montrent qu'en cas d'exposition prolongée aux intempéries, la phase liante des alliages de tungstène présente une certaine tendance à la corrosion, pouvant entraîner une diminution de la plasticité du matériau. Ce phénomène se manifeste également dans le carbure de tungstène conventionnel à phase liante de cobalt. Dans certains environnements corrosifs, tels que l'humidité et les embruns salins, la phase cobalt peut se corroder préférentiellement, affectant ainsi les performances globales de la pale. Par conséquent, le choix de nuances de carbure de tungstène spécialement traitées pour résister à la corrosion est particulièrement important dans les applications présentant des risques élevés de corrosion.
3. Développement et progrès du carbure de tungstène résistant à la corrosion
Pour répondre aux exigences des applications en environnements extrêmes, notamment dans les industries chimiques et maritimes, les spécialistes des matériaux ont mis au point des modèles de carbure de tungstène spécialement conçus pour résister à la corrosion. Ces carbures de tungstène de pointe améliorent considérablement la stabilité chimique du matériau grâce à l'ajout d'éléments d'alliage tels que le chrome, le nickel et le molybdène à la formule traditionnelle. Par exemple, une lame brevetée en fibre chimique moulée, résistante à la corrosion par l'acide sulfurique, réduit efficacement la fragilité du carbure de tungstène grâce à des procédés spécifiques de revenu, de forgeage et de trempe à l'huile par conduction thermique, tout en conférant à la lame une excellente résistance à la corrosion par l'acide sulfurique.
| Type d'environnement | degré de corrosion | Principale forme de corrosion | Performance |
| Environnement atmosphérique ambiant | Très faible | Légère oxydation | Excellent |
| Environnement acide (pH < 4) | Moyen à élevé | Corrosion sélective de la phase liante | Nécessite un niveau spécial |
| Environnement alcalin (pH>9) | Faible à moyen | Corrosion de surface uniforme | Passable à Bon |
| Eau salée/Environnement marin | Moyen | Corrosion par piqûres, corrosion caverneuse | Nécessite des mesures de protection |
| Métal en fusion à haute température | Faible | Réaction interfaciale | Excellent |
III : Comportement à la corrosion des matériaux en carbure de tungstène dans différents environnements
Analyse de l'adéquation environnementale : conditions dans lesquelles les lames en carbure de tungstène excellent
À propos de Huaxin : Fabricant de lames à refendre en carbure de tungstène cémenté
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Date de publication : 11 octobre 2025
