bedrijfsnieuws over Korroodert wolfraamcarbide?

Als u met wolfraamcarbideproducten werkt, of het nu gaat om slijtvoeringen voor de mijnbouw, afdichtingsringen voor pompen of snijgereedschappen voor metaalbewerking, kunt u ervan uitgaan dat dit ultraharde materiaal immuun is voor corrosie. Maar de werkelijkheid is genuanceerder:de wolfraamcarbidekristallen zelf zijn zeer corrosiebestendig, maar de algehele corrosieweerstand van het materiaal hangt af van het metalen bindmiddel dat deze kristallen bij elkaar houdt (meestal kobalt, soms nikkel) en de omgeving waarin het wordt gebruikt. Onder sommige omstandigheden kan wolfraamcarbide tekenen van corrosie vertonen; in andere kan het jarenlang intact blijven. Dit artikel zal uiteenvallen wanneer wolfraamcarbide corrodeert, waarom dit gebeurt, hoe u vroege tekenen kunt herkennen en bruikbare stappen om dit te voorkomen. Alle inhoud is gebaseerd op echte industriële ervaring, zonder ingewikkeld jargon, maar alleen praktische inzichten die u tijdens uw werk kunt gebruiken.

Om te beantwoorden of wolfraamcarbide corrodeert, moet je beginnen met de structuur ervan. Wolfraamcarbide is een composietmateriaal en slechts één deel ervan loopt risico op corrosie:

• Wolfraamcarbide (WC) kristallen: Dit is de harde, duurzame “ruggengraat” van het materiaal. Ze hebben een uitstekende chemische stabiliteit en zijn bestand tegen de meeste zuren, logen en omgevingsfactoren. Zelfs in neutraal water of milde chemicaliën zullen de kristallen zelf niet corroderen.
• Bindmiddel metaal: Dit is de “lijm” die de WC-kristallen bij elkaar houdt. Het meest voorkomende bindmiddel is kobalt, hoewel nikkel of nikkellegeringen voor gespecialiseerde doeleinden worden gebruikt. Het bindmiddel is de “zwakke schakel” voor corrosie. Wanneer wolfraamcarbide “corrodeert”, is het bijna altijd het bindmiddel dat reageert met stoffen in de omgeving, en niet de WC-kristallen.

Belangrijkste conclusie: Corrosie in wolfraamcarbide is bijna altijd een probleem met het bindmiddel, en geen probleem met de harde WC-kristallen.

Wolfraamcarbide corrodeert zelden in neutrale, milde omgevingen. Maar specifieke omstandigheden kunnen het bindmiddel aantasten, wat kan leiden tot zichtbare schade of prestatieverlies. Hieronder staan ​​de drie meest voorkomende triggers in industriële omgevingen:

Kobalt (het meest gebruikte bindmiddel) is gevoelig voor sterke chemicaliën. Wanneer het in contact komt met geconcentreerde zuren of alkaliën, reageert het en vormt het oplosbare zouten. Deze zouten spoelen weg of laten een poederachtig residu achter, waardoor de binding tussen WC-kristallen na verloop van tijd verzwakt.

• Risicovolle chemicaliën:
  • Sterke zuren: Zoutzuur (HCl), zwavelzuur (H₂SO₄), salpeterzuur (HNO₃) (gebruikelijk bij chemische verwerking, metaalbeplating en batterijproductie).
  • Sterke alkaliën: natriumhydroxide (NaOH), kaliumhydroxide (KOH) (gebruikt bij de papierproductie, de productie van wasmiddelen en het reinigen van metaal).
• Tekenen van corrosie:
  • Groene of bruine vlekken op het oppervlak (van kobaltzouten).
  • Poederachtige schilfering (geërodeerd bindmiddel valt eraf).
  • Verminderde hardheid (het materiaal voelt "zachter" aan als het licht wordt geschraapt).
• Industrieel voorbeeld: Een chemische fabriek gebruikte afdichtringen van wolfraamcarbide op kobaltbasis in een zwavelzuurtransportpomp. Na slechts 2 maanden ontwikkelden de ringen groene vlekken en begonnen ze te lekken. Laboratoriumtests toonden aan dat het kobaltbindmiddel in het zuur was opgelost, waardoor gaten tussen de WC-kristallen ontstonden.

Zeewater of elke oplossing met een hoog chloridegehalte (zoals zout water dat wordt gebruikt in koelsystemen of gechloreerd afvalwater) is een andere belangrijke oorzaak van corrosie, vooral voor op kobalt gebaseerde bindmiddelen. Chloride-ionen reageren met kobalt en vormen kobaltchloride, een verbinding die na verloop van tijd afbreekt en de structuur van het materiaal verzwakt.

• Omgevingen met een hoog risico:
  • Maritieme uitrusting: zeewaterpompen, schroefassen, offshore boorcomponenten.
  • Gechloreerde watersystemen: zwembadfilters, afvalwaterzuiveringsinstallaties (waar chloor wordt gebruikt voor desinfectie).
  • Omgevingen voor ontdooien: Wegenonderhoudsapparatuur (blootgesteld aan zout dat wordt gebruikt voor het smelten van sneeuw).
• Tekenen van corrosie:
  • Witte, poederachtige afzettingen op het oppervlak (kobaltchloride).
  • Doffe, grijze verkleuring (verlies van de metaalachtige glans van de map).
  • Kleine scheurtjes (door WC-kristallen die loskomen als het bindmiddel erodeert).
• Industrieel voorbeeld: Een kustenergiecentrale gebruikte op kobalt gebaseerde wolfraamcarbide voeringen in zijn zeewaterkoelsysteem. Na 6 maanden begonnen de voeringen te barsten en af ​​te brokkelen. Uit inspecties bleek dat het zeewater het kobaltbindmiddel had aangetast, waardoor de WC-kristallen eraf vielen.

Wanneer de temperatuur boven de 500 °C (932 °F) komt, reageren zelfs stabiele bindmiddelen zoals kobalt of nikkel met zuurstof in de lucht – een proces dat ‘oxidatiecorrosie’ wordt genoemd. Deze reactie vormt een dikke oxidelaag op het oppervlak. Terwijl de oxidelaag afbladdert, wordt vers bindmiddel blootgesteld aan zuurstof, waardoor een cyclus van verdere corrosie ontstaat.

• Toepassingen met een hoog risico:
  • Matrijzen voor hoge temperaturen: kunststof spuitgietmatrijzen, metalen gietmatrijzen.
  • Ovencomponenten: Wolfraamcarbide mondstukken of voeringen in industriële ovens.
  • Motoronderdelen: Componenten die worden blootgesteld aan hoge temperaturen in verbrandingssystemen (bijv. kleppen van dieselmotoren).
• Tekenen van corrosie:
  • Blauwe, bruine of zwarte verkleuring (van metaaloxiden).
  • Afbladderen van het oppervlak (oxidelaag laat los).
  • Snellere slijtage (het materiaal verliest zijn slijtvastheid naarmate het bindmiddel erodeert).
• Industrieel voorbeeld: Een gieterij gebruikte op kobalt gebaseerde wolfraamcarbide mondstukken in zijn metaalsmeltoven. Na 3 weken werden de spuitmonden zwart en begonnen gesmolten metaal te lekken. Door de hoge hitte was het kobaltbindmiddel geoxideerd, waardoor de structuur van het mondstuk was afgebroken.

In de meeste industriële omgevingen blijft wolfraamcarbide corrosievrij. Hier zijn twee veelvoorkomende situaties met een laag risico:

1. Neutrale, droge omgevingen: Bij kamertemperatuur, droge omstandigheden (bijv. houtbewerkingsgereedschap, metalen stempels) of bij blootstelling aan zuiver, neutraal water (bijv. zoetwaterpompen zonder chemicaliën), reageren kobaltgebaseerde bindmiddelen niet met lucht of water. Deze onderdelen kunnen jaren meegaan zonder corrosie.
2. Nikkel- of nikkellegeringen bindmiddelen: Als wolfraamcarbide nikkel (in plaats van kobalt) als bindmiddel gebruikt, verbetert de corrosieweerstand dramatisch. Nikkel vormt een stabiele oxidelaag op het oppervlak die verdere reacties blokkeert, waardoor het ideaal is voor zeewater, zure omgevingen of omgevingen met hoge temperaturen.

Voorbeeld: Een afvalwaterzuiveringsinstallatie schakelde over van op kobalt gebaseerde naar op nikkel gebaseerde afdichtringen van wolfraamcarbide. De levensduur van de afdichtingsring nam toe van 3 maanden naar 18 maanden, zonder tekenen van corrosie.

Door vroegtijdig corrosie op te sporen, kunnen uitval van apparatuur en kostbare stilstand worden voorkomen. Hier zijn vier eenvoudige signalen waar u op moet letten:

1. Ongebruikelijke verkleuring: Groene, witte, blauwe of zwarte vlekken die niet met een oplosmiddel (zoals aceton) kunnen worden weggeveegd. Dit onderscheidt corrosie van vuil of olie.
2. Poederachtig residu: Een fijn, droog poeder op het oppervlak – dit is een geërodeerd bindmiddel of de reactieproducten ervan.
3. Verminderde prestaties: snellere slijtage (bijvoorbeeld gereedschap dat snel bot wordt), lekkage van afdichtingen of onderdelen die onder spanning licht doorbuigen (verlies aan hardheid).
4. Afbrokkelen of schilferen: Kleine stukjes materiaal vallen eraf – dit gebeurt wanneer het bindmiddel zo geërodeerd is dat het de WC-kristallen niet bij elkaar kan houden.

Corrosie is niet onvermijdelijk. Met de juiste stappen kunt u uw hardmetalen onderdelen beschermen:

De belangrijkste stap is het afstemmen van de binder op de omgeving. Gebruik deze tabel als leidraad voor uw keuze:

Pro-tip: Als u niet zeker bent over uw omgeving, vraag dan uw leverancier om een ​​“corrosietest” uit te voeren op een proefonderdeel. Dit zal bevestigen of het bindmiddel goed past.

Voor zware omstandigheden (bijv. geconcentreerde zuren, hoge temperaturen + chemicaliën) dient u een dunne beschermende coating op het wolfraamcarbideoppervlak aan te brengen. Veel voorkomende opties zijn onder meer:

• Titaannitride (TiN): Bestand tegen oxidatie en milde chemicaliën; vermindert ook de wrijving.
• Verchromen: Blokkeert chloride-ionen, waardoor het ideaal is voor zeewater- of ontdooiomgevingen.
• Diamantachtige koolstof (DLC): Verbetert de chemische bestendigheid en slijtvastheid; werkt goed voor precisieonderdelen zoals afdichtingen.

• Na gebruik reinigen: Veeg de onderdelen af ​​met een neutraal oplosmiddel (aceton of isopropylalcohol) om chemische resten, zout of olie te verwijderen; deze kunnen corrosie versnellen.
• Maandelijkse inspecties: Controleer onderdelen tijdens routineonderhoud op vroege tekenen van corrosie (verkleuring, poeder).
• Driemaandelijkse professionele controles: Laat voor onderdelen met een hoog risico (bijv. afdichtingen voor schepen, ovenmondstukken) een technicus de integriteit van het bindmiddel testen (bijv. hardheidstests) om verborgen corrosie op te sporen.

1. Mythe: “Wolfraamcarbide corrodeert nooit.”
   Feit: Hoewel WC-kristallen corrosiebestendig zijn, kan het bindmiddel (vooral kobalt) corroderen onder zware omstandigheden. Het gebruik van het verkeerde bindmiddel voor uw toepassing leidt tot corrosie.

2. Mythe: “Als wolfraamcarbide corrodeert, moet het onmiddellijk worden vervangen.”
   Feit: Vroege corrosie (bijv. milde verkleuring zonder afbladderen) kan worden verholpen. Maak het onderdeel schoon en breng een beschermende coating aan om verdere schade te voorkomen. Vervang onderdelen alleen als het bindmiddel ernstig is geërodeerd of als er kristallen loskomen.

Wolfraamcarbide corrodeert niet zoals zachte metalen (bijvoorbeeld staal dat gelijkmatig roest), maar het bindmiddel kan onder zware omstandigheden bezwijken. De sleutel tot het voorkomen van corrosie is eenvoudig: kies het juiste bindmiddel voor uw omgeving (kobalt voor milde omstandigheden, nikkel voor zware omstandigheden) en onderhoud de onderdelen regelmatig.

Als u te maken heeft met corrosieproblemen (of het nu gaat om een ​​lekkende afdichtingsring in een chemicaliënpomp of een afgebroken voering in een zeewatersysteem), voel danvrij om contact op te nemen. Wij kunnen u helpen uw omgeving te beoordelen, de juiste wolfraamcarbidekwaliteit aan te bevelen en zelfs monsters te testen om prestaties op de lange termijn te garanderen.