Tunelové nudné stroje (TBMS) jsou moderní zázraky inženýrství, vyřezávání podzemních cest pro metro, vodní potrubí a tunely. Tyto kolosální stroje se spoléhají na kritickou, ale často přehlíženou komponentu, aby provedly své neuvěřitelné výkony: Vložky na karbid wolframu . Tyto malé, odolné řezací nástroje jsou pracovními koly řezací hlavy TBM, neúnavně odšourají na skálu a půdu, aby vytvořily stabilní tunel.
Karbid wolframu, sloučenina wolframu a uhlíku, se slaví pro svou extrémní tvrdost a odpor k opotřebení. Na stupnici Hardness Mohs se řadí na vyšší než 8, takže je na druhém místě pouze na Diamond. Tato jedinečná kombinace vlastností, spolu s jeho vysokou lomovou houževnatostí, z ní činí ideální materiál pro náročné podmínky tunelu nudné. Vložky jsou obvykle kompozitním materiálem, s zrny karbidu wolframu drženého pohromadě kovovým pořadačem, nejčastěji kobalt . Procento kobaltu (obvykle v rozmezí od 6% do 15%) může být upraveno tak, aby vyvážila tvrdost a houževnatost, v závislosti na geologických útvarech, s nimiž se TBM setká.
Primární funkce Vložky karbidu wolframu pro stroj na tunel je zajistit špičku pro rotující řezací hlavu TBM. Jsou navrženy tak, aby odolaly významným tlakovým silám a abrazivnímu opotřebení, když se rozdrtí a škrábají různými typy hornin a půdy. Vložky jsou často tvarovány jako „tlačítka“ a jsou strategicky umístěny na řezací hlavu, aby se optimalizovala účinnost řezu. Pro specifické aplikace se používají různé tvary a velikosti, včetně:
Produkce těchto vložek je přesný, vícestupňový proces. Začíná to pečlivým výběrem a smícháním vysoce čistého wolframového karbidu a kobaltových prášků. Tyto prášky jsou poté frézovány, vtlačeny do požadovaného tvaru a nakonec slinné (zahřívané na vysokou teplotu pod bodem tání), aby se vytvořila pevná, odolná vložka. Tento proces, také známý jako výroba karabidu, má za následek nástroj s výjimečnými výkonovými charakteristikami. Vzhledem k intenzivnímu opotřebení, které zažívají, musí být tyto vložky pravidelně kontrolovány a vyměněny. Jejich vyměnitelná povaha je klíčovou výhodou, protože umožňuje nákladově efektivní údržbu a minimální prostoje pro TBM.