ทังสเตนคาร์ไบด์ความแข็งสูงแค่ไหน? ทำไมจึงเหมาะกับงานอุตสาหกรรมหนัก

เมื่อพูดถึงหนึ่งในโลหะที่มีประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมที่สุด ก็คงหนีไม่พ้นทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีความแข็งอยู่ในระดับสูงมากเมื่อเทียบกับโลหะทั่วไป โดยคุณสมบัติที่มีทำให้ทังสเตนคาร์ไบด์ถูกนำไปใช้กับงานที่ต้องรับการสึกหรอสูง เช่น ดอกสว่าน เครื่องมือตัด แม่พิมพ์ รวมถึงการพ่นเคลือบผิวชิ้นส่วนด้วยเช่นกัน

มาดูกันดีกว่าว่า ทังสเตนคาร์ไบด์มีความแข็งขนาดไหนถึงสามารถนำไปใช้งานอุตสาหกรรมได้หลากหลายรูปแบบ และมีปัจจัยอะไรบ้างที่มีผลต่อความแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์

Key Takeaways

• ทังสเตนคาร์ไบด์ความแข็งอยู่ในระดับสูงมาก จึงเหมาะกับงานที่ต้องรับการเสียดสีและการสึกหรออย่างต่อเนื่อง
• ความแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ขนาดเกรน ปริมาณโคบอลต์ และสภาวะการเผาผนึก
• ทังสเตนคาร์ไบด์ถูกนำไปใช้กับงานเจาะ ตัด กัด งานขึ้นรูปโลหะ และชิ้นส่วนที่ต้องการความทนทานสูง
• การเลือกเกรดทังสเตนคาร์ไบด์ควรดูทั้งความแข็งและความเหนียวให้เหมาะกับลักษณะการใช้งานจริง
• ทังสเตนคาร์ไบด์ยังสามารถใช้พ่นเคลือบผิวชิ้นส่วนเครื่องจักร เพื่อช่วยเพิ่มความทนต่อการสึกหรอและยืดอายุการใช้งาน

สารบัญบทความ

• ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร ทำไมถึงแข็งกว่าทังสเตนบริสุทธิ์?
• ทังสเตนคาร์ไบด์มีความแข็งระดับไหน?
• ปัจจัยอะไรบ้างที่มีผลต่อความแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์?
• จุดเด่นของทังสเตนด้านความแข็ง นำไปใช้งานในอุตสาหกรรมได้อย่างไรบ้าง?
• บริการพ่นเคลือบโลหะด้วยทังสเตนคาร์ไบด์จาก VECO เพิ่มความทนทานให้ชิ้นส่วนเครื่องจักร
• คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร ทำไมถึงแข็งกว่าทังสเตนบริสุทธิ์?

ทังสเตนคาร์ไบด์ (Tungsten Carbide) คือสารประกอบที่เกิดจากทังสเตนและคาร์บอน ผ่านกระบวนการที่ทำให้เกิดโครงสร้างผลึกหนาแน่น จึงมีจุดเด่นด้านความแข็งและความทนต่อการสึกหรอ โดยทังสเตนคาร์ไบด์ความแข็งอยู่ในช่วงประมาณ 1,600-2,000 HV (มาตราความแข็งแบบวิคเตอร์)

เมื่อเทียบกับทังสเตนบริสุทธิ์ที่ยังไม่ได้รวมกับคาร์บอน การเกิดเป็น Tungsten Carbide ทำให้ได้โครงสร้างและคุณสมบัติของวัสดุที่แตกต่างออกไป โดยผสานคุณสมบัติของทังสเตนกับคาร์บอนจนมีความแข็งสูงขึ้น จึงเหมาะกับงานอุตสาหกรรมที่ต้องรับการเสียดสีและการสึกหรอสูงนั่นเอง

ทังสเตนคาร์ไบด์มีความแข็งระดับไหน?

ทังสเตนคาร์ไบด์ความแข็งอยู่ในระดับสูงมาก โดยมีค่าประมาณ 8.5-9.5 บนมาตรา Mohs และประมาณ 1,600-2,000 HV ในหน่วย Vickers ส่วนค่า Rockwell มักอยู่ในช่วงประมาณ 85-95 HRA ทั้งนี้ ตัวเลขอาจแตกต่างกันตามเกรด ส่วนผสม และกระบวนการผลิตของทังสเตนคาร์ไบด์แต่ละชนิด

เปรียบเทียบความแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์กับวัสดุอื่น ๆ

เพื่อให้เห็นระดับความแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์ชัดขึ้น สามารถเปรียบเทียบกับวัสดุที่คุ้นเคยได้ดังนี้

วัสดุ	ค่าความแข็ง	ลักษณะเด่น
เหล็ก	ต่ำกว่าทังสเตนคาร์ไบด์	เหนียวและใช้งานได้หลากหลาย
ไทเทเนียม	ประมาณ 6 Mohs	น้ำหนักเบา แข็งแรง แต่ความแข็งต่ำกว่าคาร์ไบด์
ทังสเตนคาร์ไบด์	ประมาณ 8.5-9.5 Mohs / ราว 1,850 HV	แข็งสูง ทนการสึกหรอ เหมาะกับงานตัดและงานหนัก
เพชร	10 Mohs / ราว 8,450 HV	มีความแข็งสูงสุดในกลุ่มเปรียบเทียบ

จากตารางจะเห็นว่าทังสเตนคาร์ไบดมีคุณสมบัติแข็งกว่าเหล็กและไทเทเนียม โดยมีระดับความแข็งใกล้เคียงเพชรมากที่สุด จึงถูกนำไปใช้กับงานเจาะ ตัด กัด และชิ้นส่วนที่ต้องทนต่อการเสียดสีสูง

หมายเหตุ: ค่า Rockwell และ Vickers ของทังสเตนคาร์ไบด์สามารถเปลี่ยนตามเกรดและองค์ประกอบของวัสดุ จึงควรอ้างอิงค่าจากผู้ผลิตหรือ Datasheet ของเกรดที่ใช้งานจริง ไม่ควรแปลงค่าระหว่าง Mohs, Vickers และ Rockwell แบบตรงตัว

ปัจจัยอะไรบ้างที่มีผลต่อความแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์?

ทังสเตนคาร์ไบด์ความแข็งไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัววัสดุเพียงอย่างเดียว แต่ยังเปลี่ยนตามโครงสร้างและกระบวนการผลิต โดยปัจจัยหลักที่มีผลต่อความแข็ง มีดังนี้

1. ขนาดเกรน 

ขนาดเกรนของเหล็กคาร์ไบด์ มีผลโดยตรงต่อความแข็ง โดยทั่วไปยิ่งเกรนมีขนาดละเอียด ความแข็งและความทนต่อการสึกหรอก็จะยิ่งสูงขึ้น จึงเหมาะกับงานที่ต้องการผิวแข็งและต้องรับแรงเสียดสีมาก

2. ปริมาณโคบอลต์

โคบอลต์ทำหน้าที่เป็นตัวประสานใน Cemented Carbide โดยทั่วไปยิ่งมีโคบอลต์น้อย ความแข็งจะยิ่งสูงขึ้น แต่ความเหนียวจะลดลงและมีแนวโน้มเปราะมากขึ้น จึงต้องเลือกสัดส่วนให้เหมาะกับลักษณะการใช้งาน

3. สภาวะการเผาผนึก (Sintering Conditions)

อุณหภูมิและความดันในกระบวนการ Sintering มีผลต่อความหนาแน่นและโครงสร้างภายในของวัสดุ หากควบคุมได้เหมาะสม จะช่วยให้ทังสเตนคาร์ไบด์คุณสมบัติด้านความแข็งและความทนต่อการสึกหรอเป็นไปตามเกรดที่ต้องการ

จุดเด่นของทังสเตนด้านความแข็ง นำไปใช้งานในอุตสาหกรรมได้อย่างไรบ้าง?

ด้วยทังสเตนคาร์ไบด์ความแข็งที่สูงและทนต่อการสึกหรอได้ดี จึงถูกนำไปประยุกต์ใช้กับงานอุตสาหกรรมที่ต้องรับแรงเสียดสี งานตัดเฉือน และชิ้นส่วนที่ต้องการยืดอายุการใช้งาน โดยมีตัวอย่างการใช้งานหลัก ดังนี้

ใช้ผลิตอุปกรณ์ที่ใช้กับงานเจาะ งานตัด และงานกัด 

ความแข็งของคาร์ไบด์ช่วยให้คมตัดทนต่อการสึกหรอและรักษารูปทรงได้ดี จึงนิยมใช้ทำดอกสว่านทังสเตนคาร์ไบด์ ชุดหัวกรอทังสเตนคาร์ไบด์ รวมถึงเครื่องมือตัดและกัดสำหรับงานที่ต้องเจาะหรือตัดวัสดุแข็งอย่างต่อเนื่อง

ใช้ผลิตอุปกรณ์ช่วยขึ้นรูปโลหะ

ทังสเตนคาร์ไบด์ถูกนำไปใช้กับงานกลึง งานแม่พิมพ์ และอุปกรณ์ช่วยขึ้นรูปโลหะ เพราะความแข็งสูงช่วยลดการสึกของผิวสัมผัส ทำให้ชิ้นส่วนคงรูปและรองรับการใช้งานซ้ำได้ดีขึ้น นอกจากนี้ยังเหมาะกับงานที่ต้องรับแรงกดหรือเสียดสีต่อเนื่อง ช่วยให้เครื่องมือรักษาความแม่นยำของรูปทรงได้นานขึ้น และลดความถี่ในการเปลี่ยนชิ้นส่วนจากการสึกหรอ

ใช้พ่นเคลือบชิ้นส่วนเครื่องจักร

อีกหนึ่งการใช้งานสำคัญของทังสเตนคาร์ไบด์ คือ การนำมาใช้พ่นเคลือบผิวชิ้นส่วนเครื่องจักร เพื่อเพิ่มความแข็งและความทนต่อการสึกหรอของพื้นผิว โดยเฉพาะชิ้นส่วนที่ต้องทำงานภายใต้แรงเสียดสีหรือการใช้งานต่อเนื่อง

โดยที่ VECO มีบริการพ่นเคลือบโลหะด้วยระบบ HVOF และ Wire Arc ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้วัสดุทังสเตนคาร์ไบด์เพื่อฟื้นฟูและเสริมความทนทานให้ผิวชิ้นงาน เหมาะกับงานซ่อมบำรุงเครื่องจักรอุตสาหกรรมที่ต้องการยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนและลดการเปลี่ยนอะไหล่บ่อยครั้ง

บริการพ่นเคลือบโลหะด้วยทังสเตนคาร์ไบด์จาก VECO เพิ่มความทนทานให้ชิ้นส่วนเครื่องจักร

ทังสเตนคาร์ไบด์ความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอ และเหมาะกับงานที่ต้องเจอแรงเสียดสีต่อเนื่อง จึงถูกนำไปใช้ทั้งในเครื่องมือตัด งานขึ้นรูปโลหะ และการพ่นเคลือบชิ้นส่วนเครื่องจักร เพื่อช่วยเพิ่มความทนทานของพื้นผิวและยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วน

VECO ให้บริการพ่นพอกผิวโลหะด้วยเทคโนโลยี HVOF, ระบบ Wire Arc และงาน Surface Engineering สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรอุตสาหกรรม รองรับอุตสาหกรรมได้ทุกประเภท และทุกรูปแบบ ตั้งแต่การผลิต ปกป้องชิ้นงานไปจนถึงการซ่อมแซม ด้วยเหตุผลดังกล่าว VECO จึงได้รับความไว้วางใจจากทุกกลุ่ม ทุกธุรกิจ ทุกระดับ

Venture Engineering คือผู้นำด้านการพ่นพอกผิวโลหะทุกชนิด

ยินดีให้คำปรึกษาฟรี สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

• โทร: 02-987-0370 (อัตโนมัติ)
• โทร: 081-940-2154 (มือถือ), 081-318-5400 (มือถือ)
• LINE: @venture_en
• E-mail: veco@veco.co.th

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ทังสเตนคาร์ไบด์ (Tungsten Carbide) กับคาร์ไบด์ซีเมนต์ (Cemented Carbide) คือสิ่งเดียวกันหรือไม่?

ไม่เหมือนกันทั้งหมด โดยทังสเตนคาร์ไบด์ คือวัสดุคาร์ไบด์ชนิด WC ส่วน Cemented Carbide คือวัสดุผสมที่นำ WC มายึดด้วยตัวประสาน เช่น โคบอลต์ เพื่อเพิ่มความเหนียวและเหมาะกับงานอุตสาหกรรมมากขึ้น

นอกจากดอกสว่านและเม็ดมีด ทังสเตนคาร์ไบด์นำไปทำผลิตภัณฑ์อะไรได้อีกบ้าง?

ทังสเตนคาร์ไบด์ยังใช้ผลิตแม่พิมพ์ เครื่องมือขึ้นรูปโลหะ ชิ้นส่วนทนสึก และใช้เป็นวัสดุพ่นเคลือบผิวเครื่องจักรที่ต้องรับแรงเสียดสีสูง

คุณสมบัติของทังสเตนคาร์ไบด์ด้านความแข็งเอาไปใช้งานกับอุตสาหกรรมไหนได้บ้าง?

เหมาะกับอุตสาหกรรมที่มีงานตัด เจาะ กัด ขึ้นรูปโลหะ และชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ต้องเผชิญการสึกหรอหรือแรงเสียดสีอย่างต่อเนื่อง