Klasifikacija in delovanje orodnih materialov iz cementiranih karbidnih trdin

1. TrdotaCementirani karbid vsebuje veliko količino trdih karbidov (kot sta WC, TiC), zaradi česar je njegova trdota veliko višja od trdote hitroreznih jekel. Višja kot je trdota cementiranega karbida, boljša je njegova odpornost proti obrabi, ki je običajno veliko višja od trdote hitroreznega jekla.

Višja kot je vsebnost kobaltove vezivne faze, nižja je trdota zlitine.

Ker je TiC trši od WC, imajo zlitine WC-TiC-Co višjo trdoto kot zlitine WC-Co. Večja kot je vsebnost TiC, višja je trdota.

Dodajanje TaC zlitinam WC-Co poveča trdoto za približno 40 do 100 HV; dodajanje NbC pa jo poveča za 70 do 150 HV.

2. Trdnost Upogibna trdnost cementiranega karbida je le približno 1/3 do 1/2 trdnosti hitroreznih jekel.

Višja kot je vsebnost kobalta, večja je trdnost zlitine.

Zlitine, ki vsebujejo TiC, imajo manjšo trdnost kot tiste brez TiC; večja kot je vsebnost TiC, nižja je trdnost.

Dodajanje TaC cementiranemu karbidu WC-TiC-Co poveča njegovo upogibno trdnost in znatno izboljša odpornost rezalnega roba proti krušenju in lomu. Z naraščanjem vsebnosti TaC se izboljša tudi utrujenostna trdnost.

Tlačna trdnost cementiranega karbida je od 30 % do 50 % višja od trdnosti hitroreznega jekla.

3. Žilavost Žilavost cementiranega karbida je veliko nižja od žilavosti hitroreznega jekla.

Zlitine, ki vsebujejo TiC, imajo manjšo žilavost kot tiste, ki jih ne vsebujejo; z naraščanjem vsebnosti TiC se žilavost zmanjšuje.

V zlitinah WC-TiC-Co lahko dodajanje ustrezne količine TaC poveča žilavost za približno 10 %, hkrati pa ohrani odpornost proti toploti in obrabi.

Zaradi nižje žilavosti cementirani karbid ni primeren za pogoje z močnimi udarci ali vibracijami, zlasti pri nizkih hitrostih rezanja, kjer sta oprijem in odkruševanje močnejša.

4. Toplotno-fizikalne lastnosti Toplotna prevodnost cementiranega karbida je približno 2- do 3-krat večja kot pri hitroreznem jeklu.

Ker je toplotna prevodnost TiC nižja od prevodnosti WC, imajo zlitine WC-TiC-Co nižjo toplotno prevodnost kot zlitine WC-Co. Večja kot je vsebnost TiC, slabša je toplotna prevodnost.

5. Toplotna odpornostCementirana karbidna trdina ima veliko večjo toplotno odpornost kot hitrorezno jeklo in lahko reže pri 800 do 1000 °C z dobro odpornostjo na plastično deformacijo pri visokih temperaturah.

Dodatek TiC poveča trdoto pri visokih temperaturah. Ker je temperatura mehčanja TiC višja kot pri WC, se trdota zlitin WC-TiC-Co s temperaturo zmanjšuje počasneje kot pri zlitinah WC-Co. Več TiC in manj kobalta pomenita manjše zmanjšanje.

Dodatek TaC ali NbC (z višjimi temperaturami mehčanja kot TiC) dodatno poveča trdoto in trdnost pri visokih temperaturah.

6. Lastnosti proti oprijemu Temperatura oprijema cementiranega karbida je višja kot pri hitroreznem jeklu, zaradi česar je bolj odporen proti obrabi zaradi oprijema.

Kobaltova temperatura adhezije z jeklom je veliko nižja kot pri WC; z naraščanjem vsebnosti kobalta se temperatura adhezije znižuje.

Temperatura adhezije TiC je višja kot pri WC, zato imajo zlitine WC-TiC-Co višjo temperaturo adhezije (približno 100 °C višjo) kot zlitine WC-Co. TiO2, ki nastane pri visokih temperaturah med rezanjem, zmanjša adhezijo.

TaC in NbC imata višje temperature oprijema kot TiC, kar izboljša lastnosti proti oprijemu. Afiniteta TaC z materiali obdelovancev je le od delčka do nekaj desetin WC-jev.

7. Kemijska stabilnost Odpornost proti obrabi orodij iz cementiranega karbida je tesno povezana z njihovo fizikalno in kemijsko stabilnostjo pri delovnih temperaturah.

Oksidacijska temperatura cementiranega karbida je višja kot pri hitroreznem jeklu.

Oksidacijska temperatura TiC je veliko višja kot pri WC, zato zlitine WC-TiC-Co pri visokih temperaturah pridobijo manjšo oksidacijsko težo kot zlitine WC-Co; več kot je TiC, močnejša je odpornost proti oksidaciji.

Oksidacijska temperatura TaC je prav tako višja kot pri WC, zlitine s TaC in NbC pa imajo izboljšano odpornost na visokotemperaturno oksidacijo. Vendar pa višja vsebnost kobalta olajša oksidacijo.