텅스텐 카바이드 공구의 내식성 이해

내식성이란?

내식성은 습기, 산, 알칼리, 염분 또는 기체와 같은 환경과의 상호작용으로 인해 발생하는 화학적 분해를 견뎌낼 수 있는 재료의 능력을 의미합니다. 부식은 일반적으로 산화, 침식, 표면 침식, 그리고 결국 재료 구조의 약화가 발생합니다.

내식성이 높은 재료는 혹독한 화학 물질에 노출되어도 기계적 무결성, 치수 안정성 및 표면 마감을 유지합니다.

내식성이 중요한 이유는 무엇입니까?

많은 산업 분야에서 도구와 구성 요소는 다음과 같은 부식성 환경에서 작동합니다.

해수 또는 해양 조건
산성 또는 알칼리성 공정 유체
고습도 산업 플랜트
석유, 가스, 또는 화학 정제소

부식은 공구의 강도를 약화시키고, 정확도를 떨어뜨리고, 마모를 가속화하며, 심지어 예상치 못한 고장으로 이어져 비용이 많이 드는 가동 중지와 유지 관리로 이어질 수 있습니다.

텅스텐 카바이드와 내식성

텅스텐 카바이드(WC)는 우수한 내마모성을 제공하는 경질 세라믹 화합물입니다. 그러나 초경합금 형태(코발트나 니켈과 같은 금속 바인더와 결합된 WC)로 사용할 경우, 내식성은 바인더 상에 크게 좌우됩니다.

바인더 영향:

코발트 결합 탄화물(WC-Co): 특히 산성 또는 염화물이 풍부한 환경에서 부식되기 쉽습니다.
니켈 결합 카바이드(WC-Ni): 코발트에 비해 내식성이 향상되어 해양이나 화학 물질 노출에 더 적합합니다.

일반적으로 순수한 텅스텐 카바이드 입자는 화학적으로 불활성이지만, 금속 결합제 상은 부식에 취약하여 시간이 지남에 따라 결합제 침출과 입자 분리가 발생할 수 있습니다.

부식이 초경 공구에 미치는 영향

텅스텐 카바이드 공구의 부식은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.

결합제 단계의 손실로 구조가 약화됨
표면 침식 및 침식으로 인해 정밀도가 떨어짐
결정립계 공격으로 인한 미세균열 발생
마모가 가속되고 공구 수명이 짧아짐

이는 슬러리 노즐, 밸브 시트, 유전 부품, 습하거나 산성 환경에서 성형하는 도구 등 화학적 공격과 기계적 응력에 노출되는 도구에서 특히 중요합니다.

텅스텐 카바이드의 내식성 향상

부식 방지 성능을 개선하기 위해 제조업체는 다음을 수행할 수 있습니다.

▸ 부식 방지 바인더를 사용하세요:

화학적으로 공격적인 환경에서는 코발트 대신 니켈이나 Ni 기반 합금을 사용합니다.

▸ 보호 코팅을 적용하세요:

화학적으로 안정된 장벽을 형성하는 TiN, TiCN 또는 CrN 코팅 등이 있습니다.

▸ 부식 방지제를 추가합니다.

저항력을 향상시키기 위해 Cr, Mo, V와 같은 미량 원소를 도입할 수 있습니다.

▸ 카바이드 입자 구조 최적화:

밀도가 높고 균일하다 미세구조 줄이다 다공성 그리고 균열이 시작되는 지점.

높은 내식성이 요구되는 일반적인 응용 분야

향상된 내식성을 갖춘 시멘트 카바이드 공구는 다음과 같은 경우에 필수적입니다.

석유 및 가스 산업 – 밸브 트림, 펌프 슬리브및 흐름 제어 구성 요소
해양 공학 – 수중 절단 도구 및 마모 부품
화학 처리 – 물개산/알칼리에 노출된 다이 및 계량 도구
식품 및 제약 – 부식 안정성이 필요한 위생 등급 도구
펄프 및 제지 – 습기가 많고 화학 물질이 가득한 환경에 노출된 절단날

이러한 응용 분야에서는 내식성이 안전성, 수명 및 정밀성을 보장합니다.

부식 저항성 테스트

부식 성능은 종종 다음을 통해 평가됩니다.

염수 분무(안개) 테스트(ASTM B117)
전기화학 임피던스 분광법(EIS)
산성/알칼리 용액에서의 침지 테스트
최종 사용 환경에서의 현장 노출 시험

이러한 방법은 현실적인 조건에서 특정 카바이드 등급이나 코팅이 얼마나 잘 분해에 저항하는지 정량화하는 데 도움이 됩니다.

결론

부식 저항성은 중요한 성능 요소입니다. 텅스텐 카바이드 도구 혹독한 환경에서 사용됩니다. WC 자체는 매우 안정적이지만, 바인더상이 부식 성능을 결정하는 경우가 많습니다. 엔지니어는 적절한 바인더를 선택하고, 보호 코팅을 적용하고, 미세 구조를 최적화함으로써 초경합금 부품의 내구성과 화학적 안정성을 크게 향상시켜 까다로운 산업 분야에서 가치와 신뢰성을 극대화할 수 있습니다.