Легирани материјал направљен од тврдог једињења ватросталног метала и везивног метала поступком металургије праха. Цементирани карбид има низ одличних својстава као што су висока тврдоћа, отпорност на хабање, добра чврстоћа и жилавост, отпорност на топлоту и отпорност на корозију, посебно његова висока тврдоћа и отпорност на хабање, које остају у основи непромењене чак и на температури од 500 °C, а и даље имају високу тврдоћу на 1000 ℃. Карбид се широко користи као алатни материјал, као што су алати за стругање, глодалице, рендисалице, бушилице, алати за бушење итд., за сечење ливеног гвожђа, обојених метала, пластике, хемијских влакана, графита, стакла, камена и обичног челика, а може се користити и за сечење тешко обрадивих материјала као што су челик отпоран на топлоту, нерђајући челик, челик са високим садржајем мангана, алатни челик итд. Брзина сечења нових карбидних алата сада је стотине пута већа од брзине сечења угљеничног челика.
Примена цементираног карбида
(1) Материјал алата
Карбид је највећа количина алатног материјала, који се може користити за израду стругарских алата, глодалица, рендисалица, бушилица итд. Међу њима, волфрам-кобалт карбид је погодан за обраду кратких струготина црних и обојених метала и обраду неметалних материјала, као што су ливено гвожђе, ливени месинг, бакелит итд.; волфрам-титан-кобалт карбид је погодан за дуготрајну обраду црних метала као што је челик. Обрада струготина. Међу сличним легурама, оне са већим садржајем кобалта су погодне за грубу обраду, а оне са мањим садржајем кобалта су погодне за завршну обраду. Цементирани карбиди опште намене имају много дужи век обраде од других цементираних карбида за тешко обрадиве материјале као што је нерђајући челик.
(2) Материјал калупа
Цементирани карбид се углавном користи за алате за хладну обраду као што су алати за хладно цртање, алати за хладно штанцање, алати за хладно екструзију и алати за хладно стубовање.
Од карбидних калупа за хладно савијање захтева се добра ударна жилавост, жилавост на лом, чврстоћа на замор, чврстоћа на савијање и добра отпорност на хабање под условима рада отпорним на хабање, као што су удар или јак удар. Обично се користе легуре средњег и високог садржаја кобалта и средњег и крупног зрна, као што је YG15C.
Генерално говорећи, однос између отпорности на хабање и жилавости цементираног карбида је контрадикторан: повећање отпорности на хабање довешће до смањења жилавости, а повећање жилавости неизбежно ће довести до смањења отпорности на хабање. Стога је при избору врста легура неопходно испунити специфичне захтеве употребе у складу са предметом обраде и условима рада обраде.
Ако је одабрана класа склона превременом пуцању и оштећењима током употребе, треба одабрати класу са већом жилавошћу; ако је одабрана класа склона превременом хабању и оштећењима током употребе, треба одабрати класу са већом тврдоћом и бољом отпорношћу на хабање. Следеће класе: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C С лева на десно, тврдоћа се смањује, отпорност на хабање се смањује, а жилавост се повећава; напротив, важи супротно.
(3) Мерни алати и делови отпорни на хабање
Карбид се користи за површинске интарзије отпорне на хабање и делове мерних алата, прецизне лежајеве брусилица, вођице и вођице безцентричних брусилица, врхове стругова и друге делове отпорне на хабање.
Везивајући метали су углавном метали из групе гвожђа, најчешће кобалт и никл.
Приликом производње цементираног карбида, величина честица одабраног праха сировине је између 1 и 2 микрона, а чистоћа је веома висока. Сировине се дозирају према прописаном односу састава, а алкохол или други медијум се додају за мокро млевење у влажном кугличном млину како би се потпуно помешале и уситниле. Смеса се просејава. Затим се смеша гранулира, пресује и загрева на температуру блиску тачки топљења везивног метала (1300-1500 °C), при чему се очврснута фаза и везивни метал формирају еутектичку легуру. Након хлађења, очврснуте фазе се распоређују у мрежи састављеној од везивног метала и уско су повезане једна са другом, формирајући чврсту целину. Тврдоћа цементираног карбида зависи од садржаја очврснуте фазе и величине зрна, односно што је већи садржај очврснуте фазе и што су зрна ситнија, то је већа тврдоћа. Жилавост цементираног карбида одређује везивни метал. Што је већи садржај везивног метала, већа је чврстоћа на савијање.
Године 1923, Шлертер из Немачке је додао 10% до 20% кобалта у прах волфрам карбида као везиво и изумео нову легуру волфрам карбида и кобалта. Тврдоћа је друга одмах после дијаманта. Први је направио цементирани карбид. Приликом сечења челика алатом направљеним од ове легуре, резна ивица ће се брзо истрошити, па чак и резна ивица ће пуцати. Године 1929, Шварцков у Сједињеним Државама је додао одређену количину једињења карбида волфрам карбида и титанијум карбида у оригинални састав, што је побољшало перформансе алата при резању челика. Ово је још једно достигнуће у историји развоја цементираног карбида.
Цементирани карбид има низ одличних својстава као што су висока тврдоћа, отпорност на хабање, добра чврстоћа и жилавост, отпорност на топлоту и отпорност на корозију, посебно његова висока тврдоћа и отпорност на хабање, које остају практично непромењене чак и на температури од 500 °C, и даље имају високу тврдоћу на 1000 ℃. Карбид се широко користи као алатни материјал, као што су алати за стругање, глодалице, рендисалице, бушилице, алати за бушење итд., за сечење ливеног гвожђа, обојених метала, пластике, хемијских влакана, графита, стакла, камена и обичног челика, а може се користити и за сечење тешко обрадивих материјала као што су челик отпоран на топлоту, нерђајући челик, челик са високим садржајем мангана, алатни челик итд. Брзина сечења нових карбидних алата сада је стотине пута већа од брзине сечења угљеничног челика.
Карбид се такође може користити за израду алата за бушење стена, рударских алата, алата за бушење, мерних алата, делова отпорних на хабање, металних абразива, облога цилиндара, прецизних лежајева, млазница, металних калупа (као што су калупи за извлачење жице, калупи за вијке, калупи за навртке и разни калупи за причвршћиваче, а одличне перформансе цементираног карбида постепено су замениле претходне челичне калупе).
Касније се појавио и пресвучени цементирани карбид. Шведска је 1969. године успешно развила алат пресвучен титанијум карбидом. Основа алата је волфрам-титанијум-кобалт карбид или волфрам-кобалт карбид. Дебљина титанијум карбидног премаза на површини је само неколико микрона, али у поређењу са алатима од легуре исте марке, век трајања је продужен за 3 пута, а брзина сечења је повећана за 25% до 50%. Седамдесетих година прошлог века појавила се четврта генерација пресвучених алата за сечење тешко обрадивих материјала.
Како се синтерује цементирани карбид?
Цементирани карбид је метални материјал направљен прашкастом металургијом карбида и везивних метала једног или више ватросталних метала.
Mглавне земље произвођачи
У свету постоји више од 50 земаља које производе цементирани карбид, са укупном производњом од 27.000-28.000 тона. Главни произвођачи су Сједињене Америчке Државе, Русија, Шведска, Кина, Немачка, Јапан, Велика Британија, Француска итд. Светско тржиште цементираног карбида је у основи засићено, а конкуренција на тржишту је веома жестока. Кинеска индустрија цементираног карбида почела је да се обликује крајем 1950-их. Од 1960-их до 1970-их, кинеска индустрија цементираног карбида се брзо развијала. Почетком 1990-их, укупни производни капацитет Кине цементираног карбида достигао је 6.000 тона, а укупна производња цементираног карбида достигла је 5.000 тона, што је друго место у свету, одмах после Русије и Сједињених Америчких Држава.
WC rezač
①Волфрамов и кобалтов цементирани карбид
Главне компоненте су волфрам карбид (WC) и везиво кобалт (Co).
Његова ознака се састоји од „YG“ („тврдо и кобалтно“ на кинеском пињину) и процента просечног садржаја кобалта.
На пример, YG8 значи просечан WCo=8%, а остатак је волфрам-кобалт карбид волфрам карбида.
ТИЦ ножеви
②Волфрам-титанијум-кобалт карбид
Главне компоненте су волфрамов карбид, титанијум карбид (TiC) и кобалт.
Његова врста се састоји од „YT“ („тврд, титанијум“ два карактера у кинеском префиксу пињин) и просечног садржаја титанијум карбида.
На пример, YT15 значи просечан WTi=15%, а остатак је волфрам карбид и волфрам-титанијум-кобалт карбид са садржајем кобалта.
Алат од волфрама, титанијума и тантала
③Волфрам-титан-тантал (ниобијум) цементирани карбид
Главне компоненте су волфрамов карбид, титанијум карбид, тантал карбид (или ниобијум карбид) и кобалт. Ова врста цементираног карбида се назива и општи цементирани карбид или универзални цементирани карбид.
Његова оцена се састоји од „YW“ (кинески фонетски префикс „hard“ и „wan“) плус редни број, као што је YW1.
Карактеристике перформанси
Карбидни заварени уметци
Висока тврдоћа (86～93HRA, еквивалентно 69～81HRC);
Добра термичка тврдоћа (до 900～1000℃, одржава 60HRC);
Добра отпорност на хабање.
Алати за сечење од карбида су 4 до 7 пута бржи од брзорезног челика, а век трајања алата је 5 до 80 пута дужи. Производња калупа и мерних алата, век трајања алата је 20 до 150 пута дужи од легираног алатног челика. Могу сећи тврде материјале тврдоће око 50HRC.
Међутим, цементирани карбид је крхак и не може се обрађивати машински, а тешко је направити интегралне алате сложених облика. Због тога се често праве сечива различитих облика, која се постављају на тело алата или тело калупа заваривањем, лепљењем, механичким стезањем итд.
Шипка посебног облика
Синтеровање
Синтеровање цементираног карбида је поступак пресовања праха у гредицу, а затим уласка у пећ за синтеровање да би се загрејала на одређену температуру (температура синтеровања), држала одређено време (време задржавања), а затим охладила да би се добио цементирани карбидни материјал са потребним својствима.
Процес синтеровања цементираног карбида може се поделити у четири основне фазе:
1: У фази уклањања средства за обликовање и претходног синтеровања, синтеровано тело се мења на следећи начин:
Уклањањем средства за обликовање, са повећањем температуре у почетној фази синтеровања, средство за обликовање се постепено разлаже или испарава, а синтеровано тело се искључује. Врста, количина и процес синтеровања су различити.
Оксиди на површини праха се редукују. На температури синтеровања, водоник може редуковати оксиде кобалта и волфрама. Ако се средство за обликовање уклони у вакууму и синтерује, реакција угљеник-кисеоник није јака. Контактни напон између честица праха се постепено елиминише, прах метала за везивање почиње да се опоравља и рекристализује, почиње површинска дифузија, а чврстоћа брикетирања се побољшава.
2: Фаза синтеровања чврсте фазе (800℃ – еутектичка температура)
На температури пре појаве течне фазе, поред наставка процеса претходне фазе, реакција чврсте фазе и дифузија се интензивирају, пластични ток се побољшава, а синтеровано тело се значајно скупља.
3: Фаза синтеровања у течној фази (еутектичка температура – температура синтеровања)
Када се течна фаза појави у синтерованом телу, скупљање се брзо завршава, након чега следи кристалографска трансформација да би се формирала основна структура и структура легуре.
4: Фаза хлађења (температура синтеровања – собна температура)
У овој фази, структура и фазни састав легуре се мењају са различитим условима хлађења. Ова карактеристика се може користити за загревање цементираног карбида ради побољшања његових физичких и механичких својстава.
Време објаве: 11. април 2022.
