tin tức công ty về Tungsten Carbide có ăn mòn không?

Nếu bạn làm việc với các sản phẩm cacbua vonfram—cho dù đó là lớp lót mòn để khai thác, vòng đệm cho máy bơm hay dụng cụ cắt để gia công kim loại—bạn có thể cho rằng vật liệu siêu cứng này không bị ăn mòn. Nhưng thực tế có nhiều sắc thái hơn:Bản thân các tinh thể cacbua vonfram có khả năng chống ăn mòn cao, nhưng khả năng chống ăn mòn tổng thể của vật liệu phụ thuộc vào chất kết dính kim loại giữ các tinh thể này lại với nhau (thường là coban, đôi khi là niken) và môi trường mà nó được sử dụng.. Trong một số điều kiện, cacbua vonfram có thể có dấu hiệu ăn mòn; ở những người khác, nó có thể vẫn nguyên vẹn trong nhiều năm. Bài viết này sẽ phân tích thời điểm cacbua vonfram ăn mòn, lý do xảy ra, cách phát hiện các dấu hiệu ban đầu và các bước hành động để ngăn chặn hiện tượng đó. Tất cả nội dung đều dựa trên kinh nghiệm thực tế trong ngành, không có thuật ngữ phức tạp—chỉ có những hiểu biết thực tế mà bạn có thể sử dụng trong công việc.

Để trả lời liệu cacbua vonfram có bị ăn mòn hay không, bạn cần bắt đầu với cấu trúc của nó. Cacbua vonfram là vật liệu tổng hợp và chỉ một phần của nó có nguy cơ bị ăn mòn:

• Tinh thể cacbua vonfram (WC): Đây là “xương sống” cứng cáp, bền bỉ của vật liệu. Chúng có độ ổn định hóa học tuyệt vời và chống lại hầu hết các yếu tố axit, kiềm và môi trường. Ngay cả trong nước trung tính hoặc hóa chất nhẹ, bản thân các tinh thể sẽ không bị ăn mòn.
• Chất kết dính kim loại: Đây là “chất keo” giữ các tinh thể WC lại với nhau. Chất kết dính phổ biến nhất là coban, mặc dù niken hoặc hợp kim niken được sử dụng cho các nhu cầu đặc biệt. Chất kết dính là “mắt xích yếu” cho sự ăn mòn—khi cacbua vonfram “ăn mòn”, hầu như luôn là chất kết dính phản ứng với các chất trong môi trường chứ không phải các tinh thể WC.

Bài học rút ra: Ăn mòn cacbua vonfram hầu như luôn là vấn đề về chất kết dính, không phải là vấn đề với tinh thể WC cứng.

Cacbua vonfram hiếm khi bị ăn mòn trong môi trường trung tính, ôn hòa. Tuy nhiên, các điều kiện cụ thể có thể tấn công chất kết dính, dẫn đến hư hỏng rõ ràng hoặc giảm hiệu suất. Dưới đây là ba yếu tố kích hoạt phổ biến nhất trong môi trường công nghiệp:

Cobalt (chất kết dính được sử dụng rộng rãi nhất) rất nhạy cảm với các hóa chất mạnh. Khi tiếp xúc với axit đậm đặc hoặc kiềm, nó phản ứng tạo thành muối hòa tan. Các muối này sẽ bị rửa trôi hoặc để lại cặn bột, làm suy yếu liên kết giữa các tinh thể WC theo thời gian.

• Hóa chất có nguy cơ cao:
  • Axit mạnh: Axit clohydric (HCl), axit sulfuric (H₂SO₄), axit nitric (HNO₃) (thường dùng trong xử lý hóa chất, mạ kim loại, sản xuất pin).
  • Các chất kiềm mạnh: Natri hydroxit (NaOH), kali hydroxit (KOH) (dùng trong sản xuất giấy, sản xuất chất tẩy rửa, làm sạch kim loại).
• Dấu hiệu ăn mòn:
  • Vết bẩn màu xanh lá cây hoặc nâu trên bề mặt (từ muối coban).
  • Bột bong tróc (chất kết dính bị ăn mòn rơi ra).
  • Độ cứng giảm (vật liệu có cảm giác “mềm hơn” khi cạo nhẹ).
• Ví dụ công nghiệp: Một nhà máy hóa chất đã sử dụng các vòng đệm cacbua vonfram gốc coban trong máy bơm chuyển axit sulfuric. Chỉ sau 2 tháng, những chiếc nhẫn này đã phát triển những đốm xanh và bắt đầu rò rỉ. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy chất kết dính coban đã hòa tan trong axit, tạo ra khoảng trống giữa các tinh thể WC.

Nước biển hoặc bất kỳ dung dịch nào có nồng độ clorua cao (như nước mặn được sử dụng trong hệ thống làm mát hoặc nước thải clo hóa) là một tác nhân gây ăn mòn lớn khác—đặc biệt đối với chất kết dính gốc coban. Các ion clorua phản ứng với coban tạo thành coban clorua, một hợp chất bị phân hủy theo thời gian và làm suy yếu cấu trúc của vật liệu.

• Môi trường có nguy cơ cao:
  • Thiết bị hàng hải: Máy bơm nước biển, trục chân vịt, linh kiện khoan ngoài khơi.
  • Hệ thống nước clo: Bộ lọc bể bơi, nhà máy xử lý nước thải (nơi sử dụng clo để khử trùng).
  • Môi trường làm tan băng: Thiết bị bảo trì đường bộ (tiếp xúc với muối dùng để làm tan tuyết).
• Dấu hiệu ăn mòn:
  • Có cặn màu trắng, dạng bột trên bề mặt (coban clorua).
  • Sự đổi màu xám, xỉn màu (mất ánh kim loại của chất kết dính).
  • Các vết nứt nhỏ (do tinh thể WC lỏng ra khi chất kết dính bị ăn mòn).
• Ví dụ công nghiệp: Một nhà máy điện ven biển đã sử dụng lớp lót cacbua vonfram gốc coban trong hệ thống làm mát bằng nước biển của mình. Sau 6 tháng, lớp lót bắt đầu nứt và sứt mẻ. Các cuộc kiểm tra cho thấy nước biển đã ăn mòn chất kết dính coban, khiến các tinh thể WC rơi ra.

Khi nhiệt độ vượt quá 500°C (932°F), ngay cả những chất kết dính ổn định như coban hoặc niken cũng phản ứng với oxy trong không khí—một quá trình được gọi là “ăn mòn oxy hóa”. Phản ứng này tạo thành một lớp oxit dày trên bề mặt. Khi lớp oxit bong ra, nó để oxy tiếp xúc với chất kết dính mới, tạo ra một chu kỳ ăn mòn tiếp theo.

• Ứng dụng có rủi ro cao:
  • Khuôn nhiệt độ cao: Khuôn ép nhựa, khuôn đúc kim loại.
  • Các bộ phận của lò: Vòi phun hoặc lớp lót cacbua vonfram trong lò công nghiệp.
  • Bộ phận động cơ: Các bộ phận tiếp xúc với nhiệt độ cao trong hệ thống đốt (ví dụ: van động cơ diesel).
• Dấu hiệu ăn mòn:
  • Sự đổi màu xanh, nâu hoặc đen (từ oxit kim loại).
  • Bong tróc bề mặt (lớp oxit bong ra).
  • Hao mòn nhanh hơn (vật liệu mất khả năng chống mài mòn khi chất kết dính bị ăn mòn).
• Ví dụ công nghiệp: Một xưởng đúc đã sử dụng vòi phun cacbua vonfram gốc coban trong lò nấu chảy kim loại. Sau 3 tuần, vòi phun chuyển sang màu đen và bắt đầu rò rỉ kim loại nóng chảy. Nhiệt độ cao đã khiến chất kết dính coban bị oxy hóa, phá vỡ cấu trúc của vòi phun.

Trong hầu hết các môi trường công nghiệp, cacbua vonfram không bị ăn mòn. Dưới đây là hai tình huống rủi ro thấp phổ biến:

1. Môi trường trung tính, khô ráo: Ở nhiệt độ phòng, điều kiện khô ráo (ví dụ: dụng cụ chế biến gỗ, khuôn dập kim loại) hoặc khi tiếp xúc với nước tinh khiết, trung tính (ví dụ: máy bơm nước ngọt không có hóa chất), chất kết dính gốc coban không phản ứng với không khí hoặc nước. Những bộ phận này có thể tồn tại trong nhiều năm mà không bị ăn mòn.
2. Chất kết dính niken hoặc hợp kim niken: Nếu cacbua vonfram sử dụng niken (thay vì coban) làm chất kết dính, khả năng chống ăn mòn của nó sẽ cải thiện đáng kể. Niken tạo thành một lớp oxit ổn định trên bề mặt của nó để ngăn chặn các phản ứng tiếp theo—làm cho nó trở nên lý tưởng cho môi trường nước biển, axit hoặc nhiệt độ cao.

Ví dụ: Một nhà máy xử lý nước thải chuyển từ vòng đệm cacbua vonfram gốc coban sang niken. Tuổi thọ của vòng đệm tăng từ 3 tháng lên 18 tháng mà không có dấu hiệu bị ăn mòn.

Phát hiện ăn mòn sớm có thể ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và thời gian ngừng hoạt động tốn kém. Dưới đây là bốn dấu hiệu đơn giản để tìm kiếm:

1. Sự đổi màu bất thường: Các đốm màu xanh lá cây, trắng, xanh lam hoặc đen không thể lau sạch bằng dung môi (như axeton). Điều này phân biệt sự ăn mòn với bụi bẩn hoặc dầu.
2. Dư lượng bột: Bột khô, mịn trên bề mặt—đây là chất kết dính bị ăn mòn hoặc các sản phẩm phản ứng của nó.
3. Giảm hiệu suất: Mài mòn nhanh hơn (ví dụ: dụng cụ bị cùn nhanh), rò rỉ phốt hoặc các bộ phận hơi cong khi bị căng (mất độ cứng).
4. Sứt mẻ hoặc bong tróc: Những mảnh vật liệu nhỏ rơi ra—điều này xảy ra khi chất kết dính bị ăn mòn đến mức không thể giữ các tinh thể WC lại với nhau.

Ăn mòn là không thể tránh khỏi. Với các bước phù hợp, bạn có thể bảo vệ các bộ phận cacbua vonfram của mình:

Bước quan trọng nhất là làm cho chất kết dính phù hợp với môi trường. Sử dụng bảng này để hướng dẫn lựa chọn của bạn:

Mẹo chuyên nghiệp: Nếu bạn không chắc chắn về môi trường của mình, hãy yêu cầu nhà cung cấp tiến hành "thử nghiệm ăn mòn" trên một bộ phận mẫu—điều này sẽ xác nhận xem chất kết dính có phù hợp hay không.

Đối với các điều kiện khắc nghiệt (ví dụ: axit đậm đặc, nhiệt độ cao + hóa chất), hãy thêm một lớp phủ bảo vệ mỏng lên bề mặt cacbua vonfram. Các tùy chọn phổ biến bao gồm:

• Titan nitrua (TiN): Chống lại quá trình oxy hóa và hóa chất nhẹ; cũng làm giảm ma sát.
• Mạ crom: Chặn các ion clorua, lý tưởng cho môi trường nước biển hoặc làm tan băng.
• Carbon giống kim cương (DLC): Tăng cường khả năng kháng hóa chất và chống mài mòn; hoạt động tốt cho các bộ phận chính xác như con dấu.

• Làm sạch sau khi sử dụng: Lau các bộ phận bằng dung môi trung tính (axeton hoặc cồn isopropyl) để loại bỏ cặn hóa chất, muối hoặc dầu—những thứ này có thể tăng tốc độ ăn mòn.
• Kiểm tra hàng tháng: Kiểm tra các bộ phận để phát hiện các dấu hiệu ăn mòn sớm (sự đổi màu, bột) trong quá trình bảo trì định kỳ.
• Kiểm tra chuyên môn hàng quý: Đối với các bộ phận có rủi ro cao (ví dụ: đệm kín hàng hải, vòi phun lò), hãy nhờ kỹ thuật viên kiểm tra tính toàn vẹn của chất kết dính (ví dụ: kiểm tra độ cứng) để phát hiện sự ăn mòn tiềm ẩn.

1. Huyền thoại: “Cacbua vonfram không bao giờ bị ăn mòn.”
   Sự thật: Trong khi tinh thể WC có khả năng chống ăn mòn thì chất kết dính (đặc biệt là coban) có thể bị ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt. Sử dụng sai chất kết dính cho ứng dụng của bạn sẽ dẫn đến ăn mòn.

2. Huyền thoại: “Nếu cacbua vonfram bị ăn mòn thì cần phải thay thế ngay lập tức.”
   Sự thật: Ăn mòn sớm (ví dụ, đổi màu nhẹ và không bong tróc) có thể khắc phục được. Làm sạch bộ phận và phủ một lớp phủ bảo vệ để ngăn chặn thiệt hại thêm. Chỉ thay thế các bộ phận nếu chất kết dính bị ăn mòn nghiêm trọng hoặc các tinh thể rơi ra.

Cacbua vonfram không bị ăn mòn như kim loại mềm (ví dụ: thép bị gỉ đồng đều), nhưng chất kết dính của nó có thể bị hỏng trong điều kiện khắc nghiệt. Chìa khóa để ngăn chặn sự ăn mòn rất đơn giản: chọn chất kết dính phù hợp với môi trường của bạn (coban cho điều kiện ôn hòa, niken cho điều kiện khắc nghiệt) và bảo trì các bộ phận thường xuyên.

Nếu bạn đang xử lý các vấn đề về ăn mòn—cho dù đó là vòng đệm bị rò rỉ trong máy bơm hóa chất hay lớp lót bị sứt mẻ trong hệ thống nước biển—hãy cảm nhậntự do tiếp cận. Chúng tôi có thể giúp đánh giá môi trường của bạn, đề xuất loại cacbua vonfram phù hợp và thậm chí kiểm tra các mẫu để đảm bảo hiệu suất lâu dài.