Un material d'aliatge fet d'un compost dur d'un metall refractari i un metall aglutinant mitjançant un procés de metal·lúrgia en pols. El carbur cimentat té una sèrie d'excel·lents propietats com ara una alta duresa, resistència al desgast, bona resistència i tenacitat, resistència a la calor i resistència a la corrosió, especialment la seva alta duresa i resistència al desgast, que romanen bàsicament sense canvis fins i tot a una temperatura de 500 °C, encara tenen una alta duresa a 1000 ℃. El carbur s'utilitza àmpliament com a material d'eina, com ara eines de tornejat, freses, planadores, trepants, eines de mandrinat, etc., per tallar ferro colat, metalls no ferrosos, plàstics, fibres químiques, grafit, vidre, pedra i acer ordinari, i també es pot utilitzar per tallar materials difícils de mecanitzar com ara acer resistent a la calor, acer inoxidable, acer amb alt contingut de manganès, acer per a eines, etc. La velocitat de tall de les noves eines de carbur és ara centenars de vegades superior a la de l'acer al carboni.
Aplicació del carbur cimentat
(1) Material de l'eina
El carbur és la quantitat més gran de material per a eines, que es pot utilitzar per fabricar eines de tornejat, freses, planadores, trepants, etc. Entre ells, el carbur de tungstè-cobalt és adequat per al processament de ferri curt de metalls ferrosos i no ferrosos i el processament de materials no metàl·lics, com ara ferro colat, llautó fos, baquelita, etc.; el carbur de tungstè-titani-cobalt és adequat per al processament a llarg termini de metalls ferrosos com l'acer. Mecanitzat de ferri. Entre aliatges similars, els que tenen més contingut de cobalt són adequats per al mecanitzat en brut i els que tenen menys contingut de cobalt són adequats per a l'acabat. Els carburs cimentats d'ús general tenen una vida útil de mecanitzat molt més llarga que altres carburs cimentats per a materials difícils de mecanitzar com l'acer inoxidable.
(2) Material del motlle
El carbur cimentat s'utilitza principalment per a matrius de treball en fred, com ara matrius d'estirament en fred, matrius de punxonament en fred, matrius d'extrusió en fred i matrius de moll fred.
Les matrius de revestiment en fred de carbur han de tenir una bona resistència a l'impacte, a la fractura, a la fatiga, a la flexió i a la flexió en condicions de treball resistents al desgast, com ara impactes o impactes forts. Normalment s'utilitzen aliatges de cobalt mitjà i alt i de gra mitjà i gruixut, com ara YG15C.
En general, la relació entre la resistència al desgast i la tenacitat del carbur cimentat és contradictòria: l'augment de la resistència al desgast comportarà una disminució de la tenacitat, i l'augment de la tenacitat comportarà inevitablement una disminució de la resistència al desgast. Per tant, a l'hora de seleccionar els graus d'aliatge, cal complir els requisits d'ús específics segons l'objecte de processament i les condicions de treball del processament.
Si el grau seleccionat és propens a esquerdar-se i patir danys prematurs durant l'ús, s'ha de seleccionar el grau amb una tenacitat més alta; si el grau seleccionat és propens a desgastar-se i patir danys prematurs durant l'ús, s'ha de seleccionar el grau amb una duresa més alta i una millor resistència al desgast. . Els graus següents: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C D'esquerra a dreta, la duresa disminueix, la resistència al desgast disminueix i la tenacitat augmenta; al contrari, passa el contrari.
(3) Eines de mesura i peces resistents al desgast
El carbur s'utilitza per a incrustacions superficials resistents al desgast i peces d'eines de mesura, coixinets de precisió de rectificadores, plaques guia i varetes guia de rectificadores sense centre, parts superiors de torns i altres peces resistents al desgast.
Els metalls aglutinants són generalment metalls del grup del ferro, comunament cobalt i níquel.
Quan es fabrica carbur cimentat, la mida de partícula de la pols de matèria primera seleccionada és d'entre 1 i 2 micres, i la puresa és molt alta. Les matèries primeres es dosifiquen segons la proporció de composició prescrita, i s'afegeix alcohol o altres medis a la mòlta humida en un molí de boles humides per barrejar-les i polvoritzar-les completament. Tamisar la barreja. A continuació, la barreja es granula, es premsa i s'escalfa a una temperatura propera al punt de fusió del metall aglutinant (1300-1500 °C), la fase endurida i el metall aglutinant formaran un aliatge eutèctic. Després del refredament, les fases endurides es distribueixen a la reixeta composta pel metall aglutinant i estan estretament connectades entre si per formar un conjunt sòlid. La duresa del carbur cimentat depèn del contingut de fase endurida i la mida del gra, és a dir, com més alt sigui el contingut de fase endurida i com més fins siguin els grans, més gran serà la duresa. La tenacitat del carbur cimentat està determinada pel metall aglutinant. Com més alt sigui el contingut de metall aglutinant, més alta serà la resistència a la flexió.
El 1923, Schlerter d'Alemanya va afegir entre un 10% i un 20% de cobalt a la pols de carbur de tungstè com a aglutinant i va inventar un nou aliatge de carbur de tungstè i cobalt. La duresa només és superada pel diamant. Va ser el primer carbur cimentat fabricat. En tallar acer amb una eina feta d'aquest aliatge, el tall es desgasta ràpidament i fins i tot el tall s'esquerda. El 1929, Schwarzkov als Estats Units va afegir una certa quantitat de carburs compostos de carbur de tungstè i carbur de titani a la composició original, cosa que va millorar el rendiment de l'eina en el tall d'acer. Aquest és un altre assoliment en la història del desenvolupament del carbur cimentat.
El carbur cimentat té una sèrie d'excel·lents propietats com ara una alta duresa, resistència al desgast, bona resistència i tenacitat, resistència a la calor i resistència a la corrosió, especialment la seva alta duresa i resistència al desgast, que romanen bàsicament sense canvis fins i tot a una temperatura de 500 °C, encara tenen una alta duresa a 1000 ℃. El carbur s'utilitza àmpliament com a material d'eina, com ara eines de tornejat, freses, planadores, trepants, eines de mandrinat, etc., per tallar ferro colat, metalls no ferrosos, plàstics, fibres químiques, grafit, vidre, pedra i acer ordinari, i també es pot utilitzar per tallar materials difícils de mecanitzar com ara acer resistent a la calor, acer inoxidable, acer amb alt contingut de manganès, acer per a eines, etc. La velocitat de tall de les noves eines de carbur ara és centenars de vegades superior a la de l'acer al carboni.
El carbur també es pot utilitzar per fabricar eines de perforació de roca, eines de mineria, eines de perforació, eines de mesura, peces resistents al desgast, abrasius metàl·lics, revestiments de cilindres, coixinets de precisió, broquets, motlles metàl·lics (com ara matrius de trefilatge de filferro, matrius de cargols, matrius de femelles i diversos motlles de fixació, l'excel·lent rendiment del carbur cimentat va substituir gradualment els motlles d'acer anteriors).
Més tard, també va aparèixer el carbur cimentat recobert. El 1969, Suècia va desenvolupar amb èxit una eina recoberta de carbur de titani. La base de l'eina és carbur de tungstè-titani-cobalt o carbur de tungstè-cobalt. El gruix del recobriment de carbur de titani a la superfície és de només uns pocs micres, però en comparació amb la mateixa marca d'eines d'aliatge, la vida útil es triplica i la velocitat de tall augmenta entre un 25% i un 50%. A la dècada de 1970, va aparèixer una quarta generació d'eines recobertes per tallar materials difícils de mecanitzar.
Com es sinteritza el carbur cimentat?
El carbur cimentat és un material metàl·lic fabricat per metal·lúrgia en pols de carburs i metalls aglutinants d'un o més metalls refractaris.
Mprincipals països productors
Hi ha més de 50 països al món que produeixen carbur cimentat, amb una producció total de 27.000-28.000 t. Els principals productors són els Estats Units, Rússia, Suècia, Xina, Alemanya, Japó, Regne Unit, França, etc. El mercat mundial del carbur cimentat està bàsicament saturat, la competència al mercat és molt ferotge. La indústria xinesa del carbur cimentat va començar a prendre forma a finals dels anys cinquanta. Des dels anys seixanta fins als setanta, la indústria xinesa del carbur cimentat es va desenvolupar ràpidament. A principis dels anys noranta, la capacitat de producció total de carbur cimentat de la Xina va arribar a les 6.000 t, i la producció total de carbur cimentat va arribar a les 5.000 t, només superada per Rússia i els Estats Units, i ocupa el tercer lloc a nivell mundial.
Tallador de WC
①Carbur cimentat de tungstè i cobalt
Els components principals són el carbur de tungstè (WC) i l'aglomerant cobalt (Co).
El seu grau es compon de "YG" ("dur i cobalt" en pinyin xinès) i el percentatge de contingut mitjà de cobalt.
Per exemple, YG8 significa que la mitjana de WCo = 8%, i la resta és carbur de tungstè-cobalt de carbur de tungstè.
Ganivets TIC
②Carbur de tungstè-titani-cobalt
Els components principals són el carbur de tungstè, el carbur de titani (TiC) i el cobalt.
El seu grau es compon de "YT" ("dur, titani", dos caràcters del prefix pinyin xinès) i el contingut mitjà de carbur de titani.
Per exemple, YT15 significa una mitjana de WTi = 15%, i la resta és carbur de tungstè i carbur de tungstè-titani-cobalt amb contingut de cobalt.
Eina de tàntal de titani i tungstè
③Carbur cimentat de tungstè-titani-tàntal (niobi)
Els components principals són el carbur de tungstè, el carbur de titani, el carbur de tàntal (o carbur de niobi) i el cobalt. Aquest tipus de carbur cimentat també s'anomena carbur cimentat general o carbur cimentat universal.
El seu grau es compon de "YW" (el prefix fonètic xinès de "hard" i "wan") més un número de seqüència, com ara YW1.
Característiques de rendiment
Inserts soldats de carbur
Alta duresa (86～93HRA, equivalent a 69～81HRC);
Bona duresa tèrmica (fins a 900～1000℃, mantenir 60HRC);
Bona resistència a l'abrasió.
Les eines de tall de carbur són de 4 a 7 vegades més ràpides que les d'acer d'alta velocitat i la vida útil de l'eina és de 5 a 80 vegades superior. En la fabricació de motlles i eines de mesura, la vida útil és de 20 a 150 vegades superior a la de l'acer d'aliatge per a eines. Pot tallar materials durs d'uns 50HRC.
Tanmateix, el carbur cimentat és fràgil i no es pot mecanitzar, i és difícil fabricar eines integrals amb formes complexes. Per tant, sovint es fabriquen fulles de diferents formes, que s'instal·len al cos de l'eina o al cos del motlle mitjançant soldadura, unió, subjecció mecànica, etc.
Barra de forma especial
Sinterització
El modelat per sinterització de carbur cimentat consisteix a premsar la pols en un toll, i després entrar al forn de sinterització per escalfar-lo a una determinada temperatura (temperatura de sinterització), mantenir-lo durant un cert temps (temps de retenció) i després refredar-lo per obtenir un material de carbur cimentat amb les propietats requerides.
El procés de sinterització de carbur cimentat es pot dividir en quatre etapes bàsiques:
1: En l'etapa d'eliminació de l'agent de conformació i presesinterització, el cos sinteritzat canvia de la manera següent:
L'eliminació de l'agent de modelat, amb l'augment de la temperatura en l'etapa inicial de la sinterització, fa que l'agent de modelat es descompon o es vaporitza gradualment, i el cos sinteritzat queda exclòs. El tipus, la quantitat i el procés de sinterització són diferents.
Els òxids a la superfície de la pols es redueixen. A la temperatura de sinterització, l'hidrogen pot reduir els òxids de cobalt i tungstè. Si l'agent formador s'elimina al buit i es sinteritza, la reacció carboni-oxigen no és forta. La tensió de contacte entre les partícules de pols s'elimina gradualment, la pols metàl·lica d'unió comença a recuperar-se i recristal·litzar-se, comença a produir-se la difusió superficial i millora la resistència a les briquetes.
2: Etapa de sinterització en fase sòlida (800 ℃ – temperatura eutèctica)
A la temperatura anterior a l'aparició de la fase líquida, a més de continuar el procés de l'etapa anterior, s'intensifiquen la reacció i la difusió en fase sòlida, es millora el flux plàstic i el cos sinteritzat es contrau significativament.
3: Etapa de sinterització en fase líquida (temperatura eutèctica – temperatura de sinterització)
Quan la fase líquida apareix al cos sinteritzat, la contracció es completa ràpidament, seguida d'una transformació cristal·logràfica per formar l'estructura bàsica i l'estructura de l'aliatge.
4: Fase de refredament (temperatura de sinterització – temperatura ambient)
En aquesta etapa, l'estructura i la composició de fases de l'aliatge presenten alguns canvis amb les diferents condicions de refredament. Aquesta característica es pot utilitzar per escalfar el carbur cimentat per millorar les seves propietats físiques i mecàniques.
Data de publicació: 11 d'abril de 2022
