Węgliki spiekane, materiał, o którym w ostatnich latach jest naprawdę głośno, niedługo będzie obchodził stulecie odkrycia. Patent na tego rodzaju tworzywa został wydany już w 1923 roku, ale trzeba było długo czekać, zanim technologia wytwarzania węglików będzie opłacalna na skalę przemysłową.

Jak powstają węgliki spiekane?

Ogólny pomysł jest prosty: sproszkowany węglik wolframu miesza się z uszlachetniaczami i dodatkami, a następnie spieka w odpowiedniej temperaturze i ciśnieniu oraz w obecności fazy ciekłej, by otrzymać bryłkę o określonym kształcie. Proces jest zaplanowany tak, by gotowy surowiec miał minimalną porowatość, za to wykazywał się olbrzymią twardością, odpornością na ścieranie i dość dużą elastycznością, która chroni przed kruszeniem.

Większość surowców niezbędnych do produkcji węglików spiekanych jest bardzo kosztowna, dlatego, jak informują doradcy serwisu https://weglik.eu/wegliki-spiekane, również w Polsce działa coraz więcej skupów węglików. Dzięki temu można obniżyć koszty produkcji kolejnej partii i odzyskać cenne pierwiastki z technicznie zużytych elementów. Recykling jest wprawdzie trudny pod względem technologicznym i wymaga użycia kosztownych odczynników, ale w ogólnym rozrachunku jest tańszy i bezpieczniejszy dla środowiska niż wydobywanie minerałów z kopalń.

Niuanse technologiczne

Węgliki to zbiorcze określenie sporej grupy produktów różniących się między sobą składem i właściwościami. Za to, jaką charakterystykę będzie miał konkretny spiek, odpowiada kilka podstawowych czynników:

• wielkość drobin węglika wolframu oraz dodatków mineralnych;
• typ dodatków (może to być żelazo, nikiel lub kobalt w zmiennych proporcjach);
• obecność lub brak węglików innych pierwiastków, a więc tytanu i niobu;
• czas, temperatura i ciśnienie przygotowywania spieku.

W zależności od szczególnych parametrów procesu technologicznego poszczególne spieki dość wyraźnie się między sobą różnią. W zdecydowanej większości jednak niewłaściwe byłoby powiedzenie, że na przykład te mniej kruche są gorsze od bardziej kruchych. Takie uproszczenia są nie na miejscu, ponieważ specyfika produktu może być właściwie oceniona jedynie w kontekście konkretnych zastosowań, a tych węgliki mają sporo.

Plusem jest bez wątpienia to, że węgliki są praktycznie niewrażliwe na sposób przechowywania: jeśli nie pękną, to nie zaszkodzi im ani olbrzymia wilgotność, ani wysoka, ani niska temperatura, ani nawet duże jej wahania. Węgliki również nie są zbyt reaktywne chemicznie.

Do czego używa się węglików?

Węgliki spiekane znane są przede wszystkim jako materiał narzędziowy. Wykonuje się z nich końcówki noży do obróbki twardych materiałów, ale także wiertła, tarcze ścierne i inne elementy robocze narzędzi ciernych i skrawających. Poza tym jednak węgliki są bardzo przydatnymi materiałami w przemyśle chemicznym, w laboratoriach analitycznych, a także w nowoczesnej medycynie (na przykład do wyrobu końcówek wierteł stomatologicznych i niektórych narzędzi chirurgicznych). Cały czas opracowuje się dla nich także nowe zastosowania, w tym również w budownictwie i przemyśle zbrojeniowym, nadal jednak większość węglików trafia do producentów narzędzi i elektronarzędzi. Ceny materiału są już na tyle niskie, że powoli węgliki stają się dostępne również w segmencie ekonomicznym tej branży, aczkolwiek są to gatunki nieco słabsze od tych, które wykorzystują profesjonaliści.

Ile węglików jest w wiertle?

Węgliki mają tylko jedną – poza ceną – wadę. Nawet te dość elastyczne i tak nadal są materiałami kruchymi. Biorąc pod uwagę sposób ich eksploatacji, stanowi to dość dużą przeszkodę. Jedynym rozwiązaniem, które udało się wdrożyć na większą skalę, jest stosowanie nie tyle wierteł, ile raczej końcówek wierteł z węglika. To samo dotyczy wszystkich innych narzędzi – nie są one wykonywane w całości ze spieków, tylko wykonuje się z tego materiału samą końcówkę roboczą. Nie potrzeba ich więc przesadnie dużo (a w przypadku wierteł stomatologicznych ilości są już naprawdę apteczne), ale w skali globalnej zapotrzebowanie na węglik cały czas rośnie.

Między innymi stąd tak duże parcie na recykling. Nawet jeśli jego koszt były wyższy, to ze względu na bardzo ograniczoną dostępność surowców kopalnych przerabianie nawet najmniejszych ilości węglików jest już dziś koniecznością.