Zlitina, izdelana iz trde spojine ognjevzdržne kovine in veziva s postopkom prašne metalurgije. Cementirani karbid ima vrsto odličnih lastnosti, kot so visoka trdota, odpornost proti obrabi, dobra trdnost in žilavost, toplotna odpornost in odpornost proti koroziji, zlasti visoka trdota in odpornost proti obrabi, ki ostaneta v bistvu nespremenjeni tudi pri temperaturi 500 °C, visoka trdota pa ostaneta še vedno pri 1000 ℃. Karbid se pogosto uporablja kot orodni material, kot so stružna orodja, rezkarji, skobeljniki, svedri, vrtalna orodja itd., za rezanje litega železa, barvnih kovin, plastike, kemičnih vlaken, grafita, stekla, kamna in navadnega jekla, lahko pa se uporablja tudi za rezanje težko obdelovalnih materialov, kot so toplotno odporno jeklo, nerjaveče jeklo, visoko mangansko jeklo, orodno jeklo itd. Rezalna hitrost novih karbidnih orodij je zdaj več stokrat večja od hitrosti ogljikovega jekla.
Uporaba cementiranega karbida
(1) Material orodja
Karbid je največja količina orodnega materiala, ki se lahko uporablja za izdelavo stružnih orodij, rezkarjev, skobeljnikov, svedrov itd. Med njimi je volfram-kobaltov karbid primeren za obdelavo kratkih odrezkov železnih in neželeznih kovin ter obdelavo nekovinskih materialov, kot so lito železo, lita medenina, bakelit itd.; volfram-titan-kobaltov karbid je primeren za dolgotrajno obdelavo železnih kovin, kot je jeklo. Obdelava odrezkov. Med podobnimi zlitinami so tiste z večjo vsebnostjo kobalta primerne za grobo obdelavo, tiste z manjšo vsebnostjo kobalta pa za končno obdelavo. Splošno uporabljeni cementirani karbidi imajo veliko daljšo obstojnost pri obdelavi kot drugi cementirani karbidi za težko obdelovalne materiale, kot je nerjaveče jeklo.
(2) Material za kalup
Cementirani karbid se uporablja predvsem za matrice za hladno obdelavo, kot so matrice za hladno vlečenje, matrice za hladno prebijanje, matrice za hladno ekstrudiranje in matrice za hladno oblikovanje stebrov.
Za hladno rezanje karbidnih matric se zahteva dobra udarna žilavost, žilavost proti zlomu, utrujenostna trdnost, upogibna trdnost in dobra odpornost proti obrabi v obratovalnih pogojih, kot so udarci ali močni udarci. Običajno se uporabljajo srednje in visokozrnate zlitine kobalta ter srednje in grobozrnate zlitine, kot je YG15C.
Na splošno je razmerje med odpornostjo proti obrabi in žilavostjo cementiranega karbida protislovno: povečanje odpornosti proti obrabi vodi do zmanjšanja žilavosti, povečanje žilavosti pa neizogibno vodi do zmanjšanja odpornosti proti obrabi. Zato je pri izbiri vrst zlitin treba upoštevati posebne zahteve glede uporabe glede na predmet obdelave in delovne pogoje obdelave.
Če je izbrana vrsta nagnjena k prezgodnjemu razpokanju in poškodbam med uporabo, je treba izbrati vrsto z večjo žilavostjo; če je izbrana vrsta nagnjena k prezgodnji obrabi in poškodbam med uporabo, je treba izbrati vrsto z večjo trdoto in boljšo odpornostjo proti obrabi. . Naslednje vrste: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Od leve proti desni se trdota zmanjšuje, odpornost proti obrabi se zmanjšuje in žilavost se povečuje; nasprotno, velja obratno.
(3) Merilna orodja in deli, odporni proti obrabi
Karbid se uporablja za obrabno odporne površinske vložke in dele merilnih orodij, precizne ležaje brusilnikov, vodilne plošče in vodilne palice brezcentričnih brusilnikov, vrhove stružnic in druge obrabno odporne dele.
Vezivne kovine so običajno kovine iz skupine železa, pogosto kobalt in nikelj.
Pri izdelavi cementiranega karbida je velikost delcev izbranega surovinskega prahu med 1 in 2 mikrona, čistost pa je zelo visoka. Surovine se seštevajo v skladu s predpisanim razmerjem sestave, nato pa se alkohol ali drug medij doda mokremu mletju v mokrem krogličnem mlinu, da se popolnoma premešajo in zdrobijo. Zmes presejemo. Nato zmes granuliramo, stisnemo in segrejemo na temperaturo blizu tališča vezivne kovine (1300–1500 °C), pri čemer utrjena faza in vezivna kovina tvorita evtektično zlitino. Po ohladitvi se utrjene faze porazdelijo v mreži, sestavljeni iz vezivne kovine, in so tesno povezane med seboj, da tvorijo trdno celoto. Trdota cementiranega karbida je odvisna od vsebnosti utrjene faze in velikosti zrn, kar pomeni, da višja kot je vsebnost utrjene faze in drobnejša kot so zrna, večja je trdota. Žilavost cementiranega karbida je odvisna od vezivne kovine. Višja kot je vsebnost vezivne kovine, večja je upogibna trdnost.
Leta 1923 je Schlerter iz Nemčije dodal 10 % do 20 % kobalta volframovemu karbidnemu prahu kot vezivo in izumil novo zlitino volframovega karbida in kobalta. Po trdoti je druga najbolj trda za diamantom. To je bil prvi cementirani karbid. Pri rezanju jekla z orodjem iz te zlitine se rezalni rob hitro obrabi in celo razpoka. Leta 1929 je Schwarzkov v Združenih državah Amerike prvotni sestavi dodal določeno količino volframovega karbida in titanovega karbida, kar je izboljšalo delovanje orodja pri rezanju jekla. To je še en dosežek v zgodovini razvoja cementiranega karbida.
Cementirani karbid ima vrsto odličnih lastnosti, kot so visoka trdota, odpornost proti obrabi, dobra trdnost in žilavost, toplotna odpornost in odpornost proti koroziji, zlasti visoka trdota in odpornost proti obrabi, ki ostaneta v bistvu nespremenjeni tudi pri temperaturi 500 °C, visoka trdota pa ostaneta še vedno pri 1000 ℃. Karbid se pogosto uporablja kot orodni material, kot so stružna orodja, rezkarji, skobeljniki, svedri, vrtalna orodja itd., za rezanje litega železa, barvnih kovin, plastike, kemičnih vlaken, grafita, stekla, kamna in navadnega jekla, lahko pa se uporablja tudi za rezanje težko obdelovalnih materialov, kot so toplotno odporno jeklo, nerjaveče jeklo, visoko mangansko jeklo, orodno jeklo itd. Rezalna hitrost novih karbidnih orodij je zdaj več stokrat večja od hitrosti ogljikovega jekla.
Karbid se lahko uporablja tudi za izdelavo orodij za vrtanje kamnin, rudarskih orodij, vrtalnih orodij, merilnih orodij, delov, odpornih proti obrabi, kovinskih abrazivov, oblog valjev, preciznih ležajev, šob, kovinskih kalupov (kot so matrice za vlečenje žic, matrice za vijake, matrice za matrice in različni kalupi za pritrdilne elemente, odlična zmogljivost cementiranega karbida pa je postopoma nadomestila prejšnje jeklene kalupe).
Kasneje se je pojavil tudi prevlečen cementiran karbid. Leta 1969 je Švedska uspešno razvila orodje s prevleko iz titanovega karbida. Osnova orodja je volfram-titan-kobaltov karbid ali volfram-kobaltov karbid. Debelina površinske prevleke iz titanovega karbida je le nekaj mikronov, vendar se je v primerjavi z orodji iz iste znamke zlitin življenjska doba podaljšala za 3-krat, hitrost rezanja pa se je povečala za 25 % do 50 %. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja se je pojavila četrta generacija prevlečenih orodij za rezanje težko obdelovalnih materialov.
Kako se sintra cementirani karbid?
Cementni karbid je kovinski material, izdelan s prašno metalurgijo iz karbidov in vezivnih kovin ene ali več ognjevzdržnih kovin.
Mglavne države proizvajalke
Na svetu je več kot 50 držav, ki proizvajajo cementirani karbid, s skupno proizvodnjo 27.000–28.000 ton. Glavni proizvajalci so Združene države Amerike, Rusija, Švedska, Kitajska, Nemčija, Japonska, Združeno kraljestvo, Francija itd. Svetovni trg cementiranega karbida je v osnovi nasičen, konkurenca na trgu pa je zelo ostra. Kitajska industrija cementiranega karbida se je začela oblikovati konec petdesetih let prejšnjega stoletja. Od šestdesetih do sedemdesetih let prejšnjega stoletja se je kitajska industrija cementiranega karbida hitro razvijala. V začetku devetdesetih let prejšnjega stoletja je skupna proizvodna zmogljivost Kitajske cementiranega karbida dosegla 6000 ton, skupna proizvodnja cementiranega karbida pa 5000 ton, kar jo uvršča na tretje mesto na svetu, takoj za Rusijo in Združenimi državami Amerike.
Rezalnik WC-ja
①Volframov in kobaltov cementirani karbid
Glavni sestavini sta volframov karbid (WC) in vezivo kobalt (Co).
Njegova stopnja je sestavljena iz "YG" ("trdo in kobaltovo" v kitajskem pinyinu) in odstotka povprečne vsebnosti kobalta.
Na primer, YG8 pomeni povprečno WCo = 8 %, preostanek pa je volfram-kobaltov karbid volframovega karbida.
TIC noži
②Volfram-titan-kobaltov karbid
Glavne sestavine so volframov karbid, titanov karbid (TiC) in kobalt.
Njegova stopnja je sestavljena iz "YT" ("trdi titan" dva znaka v kitajski predponi pinyin) in povprečne vsebnosti titanovega karbida.
Na primer, YT15 pomeni povprečno WTi = 15 %, preostanek pa je volframov karbid in volfram-titan-kobaltov karbid z vsebnostjo kobalta.
Volframovo titanovo tantalovo orodje
③Volfram-titan-tantal (niobij) cementirani karbid
Glavne sestavine so volframov karbid, titanov karbid, tantalov karbid (ali niobijev karbid) in kobalt. Ta vrsta cementiranega karbida se imenuje tudi splošni cementirani karbid ali univerzalni cementirani karbid.
Njegova ocena je sestavljena iz »YW« (kitajska fonetična predpona »hard« in »wan«) ter zaporedne številke, na primer YW1.
Značilnosti delovanja
Karbidno varjeni vložki
Visoka trdota (86～93HRA, kar ustreza 69～81HRC);
Dobra toplotna trdota (do 900～1000℃, ohranite 60HRC);
Dobra odpornost proti obrabi.
Rezalna orodja iz karbidne trdine so 4- do 7-krat hitrejša od hitroreznega jekla, njihova življenjska doba pa je 5- do 80-krat daljša. Pri izdelavi kalupov in merilnih orodij je njihova življenjska doba 20- do 150-krat daljša od življenjske dobe legiranega orodnega jekla. Z njimi je mogoče rezati trde materiale s trdoto približno 50 HRC.
Vendar pa je cementirani karbid krhek in ga ni mogoče strojno obdelovati, zato je težko izdelati integralna orodja s kompleksnimi oblikami. Zato se pogosto izdelujejo rezila različnih oblik, ki se namestijo na telo orodja ali telo kalupa z varjenjem, lepljenjem, mehanskim vpenjanjem itd.
Posebno oblikovana palica
Sintranje
Sintranje cementiranega karbida je postopek, pri katerem se prah stisne v gredico, nato pa se prašek vnese v peč za sintranje, kjer se segreje na določeno temperaturo (temperatura sintranja), se zadrži določen čas (čas zadrževanja) in nato ohladi, da se dobi cementirani karbidni material z zahtevanimi lastnostmi.
Postopek sintranja cementiranega karbida lahko razdelimo na štiri osnovne faze:
1: V fazi odstranjevanja oblikovalnega sredstva in predhodnega sintranja se sintrano telo spremeni na naslednji način:
Z odstranitvijo kalupnega sredstva se z naraščanjem temperature v začetni fazi sintranja kalupno sredstvo postopoma razgradi ali upari, sintrano telo pa se izloči. Vrsta, količina in postopek sintranja so različni.
Oksidi na površini prahu se reducirajo. Pri temperaturi sintranja lahko vodik reducira kobaltove in volframove okside. Če se oblikovalno sredstvo odstrani v vakuumu in sintra, reakcija ogljik-kisik ni močna. Kontaktna napetost med delci prahu se postopoma odpravi, vezni kovinski prah se začne obnavljati in rekristalizirati, začne se površinska difuzija in izboljša se trdnost briketiranja.
2: Faza sintranja v trdni fazi (800 ℃ – evtektična temperatura)
Pri temperaturi pred pojavom tekoče faze se poleg nadaljevanja procesa prejšnje faze okrepita tudi reakcija v trdni fazi in difuzija, izboljša se plastični tok in sintrano telo se znatno skrči.
3: Faza sintranja v tekoči fazi (evtektična temperatura – temperatura sintranja)
Ko se v sintranem telesu pojavi tekoča faza, se krčenje hitro zaključi, sledi kristalografska transformacija, ki tvori osnovno strukturo in strukturo zlitine.
4: Stopnja hlajenja (temperatura sintranja – sobna temperatura)
Na tej stopnji se struktura in fazna sestava zlitine nekoliko spremenita z različnimi pogoji hlajenja. To lastnost je mogoče uporabiti za segrevanje cementiranega karbida za izboljšanje njegovih fizikalnih in mehanskih lastnosti.
Čas objave: 11. april 2022
