Karbid wolframu

Karbid wolframu (WC) je bezkyslíkatá keramická látka, vyznačující se vysokou tvrdostí. Skládá se z uhlíku a wolframu a ve strojírenství se často nazývá prostě karbid.

Drobné nástroje ze slinutého karbidu wolframu

Vlastnosti

Karbid wolframu má velmi vysokou hustotu 15,8 g/cm³, dobrou elektrickou vodivost a teplota tání je 2 870 °C. Tvrdost je 8,5–9 Mohsovy stupnice, srovnatelná s korundem. Vzniká jako šedý prášek, který lze lisovat a slinovat, případně s podílem kobaltu a niklu. Slinutý karbid je černošedý a dá se vyleštit do vysokého lesku. Dá se však brousit a leštit jen pomocí nejtvrdších materiálů, jako je karbid křemíku nebo diamant. Vedle karbidu se užívá také semikarbid wolframu (W₂C).

Výroba

Karbid wolframu se připravuje reakcí kovového wolframu s uhlíkem při teplotě 1400 °C až 2000 °C.^[1] Další metody využívají proces s nižší teplotou ve fluidním loži, kdy reaguje buď kovový wolfram nebo WO₃ s plynnou směsí CO/CO₂ a H₂ při teplotách mezi 900 a 1200 °C.^[2]

WC lze také vyrobit reakcí jemně mleté směsi WO₃ a grafitu při teplotách 900 °C až 1000 °C v atmosféře Ar nebo CO.^[3]

Byly zkoumány rovněž metody chemické depozice z plynné fáze:^[1]

• reakce chloridu wolframového s vodíkem (jako redukčním činidlem) a methanem (jako zdrojem uhlíku) při 670 °C (943 K)

WCl₆ + H₂ + CH₄ → WC + 6 HCl

• reakce fluoridu wolframového s vodíkem (jako redukčním činidlem) a methanolem (jako zdrojem uhlíku) při 350 °C (623 K)

WF₆ + 2 H₂ + CH₃OH → WC + 6 HF + H₂O

Užití

Karbid se užívá jako brusivo, ve slinuté formě na výrobu břitů a celých řezných nástrojů. Nástroje s karbidovým břitem vytvářejí lepší povrch, mohou pracovat při vyšších teplotách a dají se jimi obrábět i velmi tvrdé oceli. Větší řezné nástroje (vrtáky, soustružnické nože, frézy a podobně) se vyrábějí z oceli a karbidové destičky se na ně upevňují pájením. Nástroje a destičky ze slinutého karbidu wolframu uvedla na trh po roce 1920 německá firma Krupp pod obchodním názvem WiDia, který se u nás i dnes občas užívá („vidiák“).

Slinutý karbid wolframu se dále používá na hroty protipancéřových projektilů, na výrobu kuliček do psacích per a nově i na výrobu šperků, hlavně pánských snubních prstenů.^[4]