Gli utensili da taglio in metallo duro, in particolare quelli indicizzabili, sono i prodotti predominanti nel settore degli utensili per lavorazioni CNC. Dagli anni '80, la varietà di utensili o inserti in metallo duro, sia integrali che indicizzabili, si è ampliata in diversi settori degli utensili da taglio. Tra questi, gli utensili in metallo duro indicizzabili si sono evoluti da semplici utensili di tornitura e frese per spianatura a un'ampia gamma di utensili di precisione, complessi e di formatura.
(1) Tipi di utensili in carburo cementato
In base alla loro composizione chimica primaria, i carburi cementati possono essere classificati in due categorie principali: carburi cementati a base di carburo di tungsteno e carburi cementati a base di carbonitruro di titanio (TiC(N))
I carburi cementati a base di carburo di tungsteno comprendono tre tipi:
Tungsteno-cobalto (YG)
Tungsteno-cobalto-titanio (YT)
Quelli con aggiunta di carburi rari (YW)
Ogni tipo presenta vantaggi e svantaggi. I componenti principali sono il carburo di tungsteno (WC), il carburo di titanio (TiC), il carburo di tantalio (TaC), il carburo di niobio (NbC) e altri, mentre il cobalto (Co) è il legante metallico più comunemente utilizzato.
I carburi cementati a base di carbonitruro di titanio sono composti principalmente da TiC, con alcune varianti che incorporano ulteriori carburi o nitruri. I leganti metallici comunemente utilizzati sono molibdeno (Mo) e nichel (Ni).
L'Organizzazione internazionale per la normazione (ISO) classifica i carburi cementati utilizzati per il taglio in tre categorie:
Classe K (da K10 a K40): equivalente alla classe YG cinese (principalmente WC-Co).
Classe P (da P01 a P50): equivalente alla classe YT cinese (principalmente WC-TiC-Co).
Classe M (da M10 a M40): equivalente alla classe YW cinese (principalmente WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Ogni grado è indicato da numeri che vanno da 01 a 50, che rappresentano uno spettro di leghe che va da elevata durezza a massima tenacità.
(2) Caratteristiche prestazionali degli utensili in carburo cementato
① Elevata durezza
Gli utensili in metallo duro sono prodotti mediante metallurgia delle polveri, combinando carburi con elevata durezza e punto di fusione (definiti fase dura) con leganti metallici (definiti fase legante). La loro durezza varia da 89 a 93 HRA, superando di gran lunga quella dell'acciaio rapido. A 540 °C, la loro durezza rimane compresa tra 82 e 87 HRA, paragonabile alla durezza a temperatura ambiente dell'acciaio rapido (83-86 HRA). La durezza del metallo duro varia a seconda del tipo, della quantità e della granulometria dei carburi, nonché del contenuto di fase legante metallica. Generalmente, la durezza diminuisce all'aumentare del contenuto di fase legante metallica. A parità di contenuto di fase legante, le leghe YT presentano una durezza maggiore rispetto alle leghe YG, mentre le leghe con aggiunta di TaC o NbC offrono una durezza superiore alle alte temperature.
② Resistenza alla flessione e tenacità
La resistenza alla flessione dei carburi cementati comunemente utilizzati varia da 900 a 1500 MPa. Un contenuto di fase legante metallica più elevato si traduce in una maggiore resistenza alla flessione. Quando il contenuto di legante è costante, le leghe YG (WC-Co) mostrano una resistenza maggiore rispetto alle leghe YT (WC-TiC-Co), con una resistenza che diminuisce all'aumentare del contenuto di TiC. Il carburo cementato è un materiale fragile e la sua tenacità all'impatto a temperatura ambiente è solo da 1/30 a 1/8 di quella dell'acciaio rapido.
(3) Applicazioni degli utensili comuni in carburo cementato
Leghe YG:Utilizzati principalmente per la lavorazione di ghisa, metalli non ferrosi e materiali non metallici. I carburi cementati a grana fine (ad esempio YG3X, YG6X) offrono maggiore durezza e resistenza all'usura rispetto alle varianti a grana media con lo stesso contenuto di cobalto. Sono adatti per la lavorazione di materiali speciali come ghisa dura, acciaio inossidabile austenitico, leghe resistenti al calore, leghe di titanio, bronzo duro e materiali isolanti resistenti all'usura.
Leghe YT:Si distinguono per l'elevata durezza, l'eccellente resistenza al calore e una durezza e una resistenza alla compressione superiori alle alte temperature rispetto alle leghe YG, oltre a una buona resistenza all'ossidazione. Quando gli utensili richiedono un'elevata resistenza al calore e all'usura, si consigliano gradi con un contenuto di TiC più elevato. Le leghe YT sono ideali per la lavorazione di materiali plastici come l'acciaio, ma non sono adatte per le leghe di titanio o le leghe silicio-alluminio.
Leghe YW:Combinano le proprietà delle leghe YG e YT, offrendo eccellenti prestazioni complessive. Sono versatili e possono essere utilizzate per la lavorazione di acciaio, ghisa e metalli non ferrosi. Aumentando opportunamente il contenuto di cobalto, le leghe YW possono raggiungere un'elevata resistenza, rendendole adatte alla sgrossatura e al taglio interrotto di vari materiali difficili da lavorare.
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Data di pubblicazione: 29-lug-2025
