كيفية اختبار كربيد التنغستن

يُعد كربيد التنغستن من أقوى المواد الصناعية وأكثرها موثوقية. ويُستخدم على نطاق واسع في أدوات القطع، معدات التعدين، أجزاء التآكل، ومكونات الدقة.

ولكن قبل أن تتمكن الشركات من الثقة في هذه الأجزاء في العمليات الحرجة، فإنها تحتاج إلى التأكد من الجودة، صلابة, صلابةوأداء الكربيد. وهنا يأتي دور الاختبار.

يُعدّ فهم كيفية اختبار كربيد التنغستن أمرًا بالغ الأهمية لصانعي القرار. فهو يُساعدهم على تقييم الموردين، وتقليل مخاطر الأعطال المبكرة، واتخاذ قرارات شراء أفضل على المدى الطويل.

تشرح هذه المقالة الطرق الأكثر شيوعًا لاختبار كربيد التنغستن، ولماذا كل اختبار مهم، وما هي النتائج المتوقعة.

لماذا يُعد اختبار كربيد التنغستن أمرًا مهمًا؟

لا يعتمد أداء كربيد التنغستن على تركيبه الكيميائي فحسب، بل يعتمد أيضًا على حجم حبيباته، ومحتوى المادة الرابطة، وكثافته، وعملية التصنيع. حتى العيوب البسيطة قد تؤدي إلى:

الشقوق تحت الضغط.
تآكل أسرع للأداة.
دقة الأبعاد ضعيفة.
تكاليف تشغيلية أعلى.

يضمن الاختبار أن أجزاء الكربيد تلبي معايير الصناعة وتوفر المتانة التي تتوقعها الشركات.

وتساعد الاختبارات الموثوقة أيضًا الشركات المصنعة على ضمان الاتساق عبر الدفعات.

التفتيش البصري والأبعادي

عادةً ما تكون الخطوة الأولى في اختبار قطع الكربيد هي الفحص البسيط. يقوم الفنيون المتخصصون أو الأنظمة الآلية بفحص ما يلي:

عيوب السطح مثل الشقوق أو الرقائق أو المسام.
دقة الأبعاد، يتم قياسها مقابل رسومات CAD أو مواصفات التصميم.
جودة التشطيب، مهمة بشكل خاص في أدوات القطع.

يستخدم الموردون المعاصرون آلات قياس الإحداثيات (CMM) والماسحات الضوئية بالليزر للتأكد من الدقة.

على الرغم من أن هذه الفحوصات أساسية، إلا أنها ضرورية لاكتشاف المشكلات المرئية في وقت مبكر.

اختبار الصلابة

يُعرف كربيد التنغستن بصلابته. ومن أشهر طرق اختباره:

روكويل أ (HRA) – يستخدم بشكل متكرر لكربيد التنغستن، ويعطي قيمًا تتراوح بين 75–94 HRA.
اختبار صلابة فيكرز – يستخدم مسنن الماس لقياس الصلابة عبر نطاق واسع.
اختبار Knoop – للعينات أو الطلاءات الرقيقة جدًا.

الصلابة مهمة لأنها تتعلق بشكل مباشر بـ مقاومة التآكل. إن الصلابة العالية تعني عمرًا أطول في التطبيقات الكاشطة.

لكن، صلابة لا يضمن الأداء وحده؛ إذ يجب أيضًا اختبار المتانة.

اختبار الكثافة والمسامية

يجب أن يتمتع كربيد التنغستن بكثافة عالية وموحدة ليعمل بكفاءة. انخفاض الكثافة أو المسامية الزائدة يُضعفان المادة ويُقللان من عمر الأداة.

يستخدم المصنعون طرقًا مثل:

مبدأ أرخميدس – مقارنة وزن الجزء في الهواء والماء.
الاختبار بالموجات فوق الصوتية - الكشف عن الفراغات الداخلية.
التصوير بالأشعة السينية - تحديد الأورام المخفية المسامية.

تظهر الأجزاء ذات الكثافة الثابتة قوة وموثوقية أفضل في التطبيقات الصعبة.

اختبار قوة الكسر العرضي (TRS)

اختبار قوة الانحناء (TRS) يسمى أيضًا اختبار قوة الانحناء، وهو يقيس مقدار القوة التي يمكن أن يتحملها كربيد التنغستن قبل الانكسار.

يتم وضع عينة كربيد مستطيلة على دعامتين.
يتم الضغط على المركز حتى ينكسر الجزء.
تشير القوة عند الكسر إلى صلابة.

هذا الاختبار مهم لأنه يكشف عن التوازن بين صلابة والمتانة، وهو أمر بالغ الأهمية للصناعات مثل التعدين والنفط والغاز.

تحليل حجم الحبيبات

يعتمد أداء الكربيد بشكل كبير على حجم الحبيبات. الكربيدات الدقيقة مثالية للقطع الدقيق، بينما تُعدّ الحبيبات الخشنة أفضل لمقاومة الصدمات.

يستخدم المصنعون عادةً:

الفحص المجهري لقياس متوسط حجم الحبوب.
برنامج تحليل الصور للحصول على دقة إحصائية.

يساعد تحليل حجم الحبيبات على ضمان تطابق درجة الكربيد مع التطبيق.

اختبار محتوى المجلد

أجزاء الكربيد ليست مصنوعة من كربيد التنغستن النقي، بل تحتوي على مواد رابطة كالكوبالت أو النيكل تُثبّت الحبيبات معًا.

تؤثر نسبة المادة الرابطة على كل من الصلابة والمتانة.

كمية كبيرة من المادة الرابطة = كربيد أكثر ليونة وصلابة.
كمية قليلة جدًا من المادة الرابطة = كربيد أكثر صلابة ولكن أكثر هشاشة.

يضمن اختبار محتوى المادة أن المادة لها التركيب الصحيح للاستخدام المقصود.

اختبار التصاق الطلاء

تُطلى العديد من أجزاء كربيد التنغستن بطبقات من الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) أو الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) أو الماس لتحسين مقاومة التآكل. يجب اختبار التصاق هذه الطلاءات.

تشمل الاختبارات الشائعة ما يلي: