会社のニュース 純粋 タングメン と タングメン カーバイド の 違い

タングステン関連の工業材料分野では、純タングステンとタングステンカーバイドという2つの概念が混同されがちです。どちらもタングステンを含んでいますが、その性質、性能、用途は大きく異なります。調達、製造、材料選定の際にこれらの2つの材料に出会った場合、次のように疑問に思うかもしれません。何が違うのか？どちらが自分のニーズに適しているのか？純タングステンは、融点が高く、比較的柔らかい金属ですが、極度の熱に強いです。一方、タングステンカーバイドは、タングステンカーバイド結晶と金属バインダー（コバルトなど）で構成された複合材料であり、非常に高い硬度と優れた耐摩耗性を提供します。この記事では、組成、性能、用途の観点から、この2つの主な違いを解説し、実際の産業例を用いてそれぞれの利点と限界を説明します。これにより、それらを迅速に区別し、適切な選択を行うのに役立ちます。

基本的に、純タングステンとタングステンカーバイドは、全く異なる材料カテゴリーに属しています。その組成と構造の違いが、直接的に性能を決定します。

• 純タングステン（W）:「タングステンカーバイドは純タングステンに炭素を加えたもので、基本的に同じです。」
  タングステンカーバイド（WC）:

• タングステン粉末と炭素粉末を高温で反応させて生成されたタングステンカーバイド結晶を、金属バインダー（最も一般的なのはコバルトで、組成の5〜10％を占めます）と焼結プロセスで組み合わせることによって形成される人工複合材料です。純粋な金属ではなく、「セラミック粒子+金属」の複合材料であり、タングステンカーバイド結晶が硬度を提供し、バインダーが靭性を提供します。「タングステンカーバイドは純タングステンに炭素を加えたもので、基本的に同じです。」
  性能の違いは、この2つを区別する最も重要な点であり、その用途を決定する重要な要素です。以下は、産業界で最も関連性の高い指標の比較です。

純タングステン

純タングステンの主な利点である「極度の耐熱性+金属特性」は、超高温に耐える必要があるシナリオに最適です。

真空炉の加熱エレメントや熱電対保護管など、2000〜3000℃で連続的に動作できます。

• フィラメントと電極:従来の白熱電球やX線管のフィラメント（耐熱性と導電性）、TIG溶接の電極（耐熱性と安定したアーク性能）。
• カウンターウェイト:その高密度を利用して、レーシングカーや航空機のバランスウェイト（例：ヘリコプターのローターカウンターウェイト）に使用されます。
• 原子力産業部品:放射線遮蔽材（高密度ブロック放射線）および原子炉のターゲット材。
• 3.2 タングステンカーバイドの代表的な用途タングステンカーバイドの主な利点である「極度の硬度+耐摩耗性」は、摩擦、切削、または研削に耐える必要があるシナリオに最適です。

ドリルビット、旋盤工具、フライス盤インサートなど、鋼やアルミニウム合金などの金属を機械加工できます。その耐用年数は、鋼工具の10〜20倍です。

• 耐摩耗性部品:鉱業用の破砕機歯板（鉱石の研削に耐える）、コンクリートポンプの送液管（セメントの摩耗に耐える）、ベアリングボール（摩擦損失を低減）。
• 精密部品:時計ケース（傷つきにくい）、金型（例：硬い材料のスタンピング用）、シールリング（高圧下での耐摩耗性）。
• 軍事製品:装甲貫通弾コア（高硬度で装甲を貫通）および銃身ライナー（推進剤ガスによる浸食に耐える）。
• 4. 長所と短所の比較：各材料をいつ選択（または回避）するか「より良い」材料はなく、「より適切な」材料があるだけです。その限界を理解することは、コストのかかる選択ミスを避けるのに役立ちます。

長所:

• 短所:「タングステンカーバイドは純タングステンに炭素を加えたもので、基本的に同じです。」

  • 短所:
  • 硬度が低い（モース7.5）ため、耐摩耗性が低く、切削や高摩擦のシナリオでは使用できません（すぐに摩耗します）。
  • 高密度（19.3 g/cm³）で、タングステンカーバイドよりも重く、機器の負荷を増加させます（航空宇宙部品には不向き）。

• 誤解:「タングステンカーバイドは純タングステンに炭素を加えたもので、基本的に同じです。」

  • 長所:
  • 非常に高い硬度（モース8.5〜9）と純タングステンの5〜10倍の耐摩耗性があり、高頻度の摩擦または切削シナリオに適しています。
  • 純タングステンよりも密度が低い（14〜15 g/cm³）ため、重量に敏感なシナリオ（例：ハンドヘルドツール）で有利です。

• 短所:「タングステンカーバイドは純タングステンに炭素を加えたもので、基本的に同じです。」

  • 中程度の靭性（バインダーに依存）。コバルト含有量が低いタングステンカーバイドは脆く、激しい衝撃（例：工具の落下）で割れる可能性があります。
  • 非常に高い被削性の難しさ—研削にはダイヤモンド工具が必要であり、従来の金属加工方法（例：旋盤加工）で成形できません。
  • 5. よくある誤解：2つの材料に関する誤解を明確にする

• 誤解:「タングステンカーバイドは純タングステンに炭素を加えたもので、基本的に同じです。」

  • 事実:
  • これらは全く異なります。純タングステンは単一の金属ですが、タングステンカーバイドは「タングステンカーバイド結晶+金属バインダー」の複合材料です。その構造と性能（例：硬度、靭性、被削性）は大きく異なります。
  • 誤解:

1. 選択の基本原則は次のとおりです:純度が性能の優位性に等しいわけではありません。純タングステンの「純度」は金属の純度を指しますが、産業シナリオでは、材料が用途のニーズに合っているかどうかが優先されます。たとえば、切削工具には高い硬度が必要なため、タングステンカーバイドの方が純タングステンよりもはるかに優れています。高温炉部品には3000℃の熱に対する耐性が必要なため、純タングステンが唯一の選択肢です。
   作業に特別なシナリオ（例：中程度の耐摩耗性と中高温耐性の両方が必要な場合）が含まれている場合は、お気軽にお問い合わせください—特定のパラメータ（温度、摩擦頻度、衝撃強度など）に基づいて、より正確な材料の推奨事項を提供できます。「タングステンカーバイドは耐熱性があるので、フィラメントの純タングステンを置き換えることができます。」

2. 選択の基本原則は次のとおりです:できません。フィラメントは2500℃以上での長期的な動作を必要としますが、タングステンカーバイドは800℃以上で硬度が低下し、1000℃以上で酸化および分解する可能性があります—フィラメントの高温環境に耐えることができません。
   作業に特別なシナリオ（例：中程度の耐摩耗性と中高温耐性の両方が必要な場合）が含まれている場合は、お気軽にお問い合わせください—特定のパラメータ（温度、摩擦頻度、衝撃強度など）に基づいて、より正確な材料の推奨事項を提供できます。どちらもタングステンを含んでいますが、純タングステンとタングステンカーバイドは根本的に異なる材料です。純タングステンは、電気伝導性または延性を必要とする超高温シナリオに適した耐熱金属です。タングステンカーバイドは、耐摩耗性、切削、または摩擦集約型のシナリオに適した高硬度複合材料です。

3. 選択の基本原則は次のとおりです:〜3000℃の超高温または金属の延性に対する耐性が必要ですか？純タングステンを選択してください。切削または摩擦シナリオで高い硬度と耐摩耗性が必要ですか？タングステンカーバイドを選択してください。
   作業に特別なシナリオ（例：中程度の耐摩耗性と中高温耐性の両方が必要な場合）が含まれている場合は、お気軽にお問い合わせください—特定のパラメータ（温度、摩擦頻度、衝撃強度など）に基づいて、より正確な材料の推奨事項を提供できます。