Un materiale in lega costituito da un composto duro di un metallo refrattario e un metallo legante attraverso un processo di metallurgia delle polveri. Il carburo cementato ha una serie di eccellenti proprietà come elevata durezza, resistenza all'usura, buona resistenza e tenacità, resistenza al calore e resistenza alla corrosione, in particolare la sua elevata durezza e resistenza all'usura, che rimangono sostanzialmente invariate anche a una temperatura di 500 °C, ha ancora elevata durezza a 1000 ℃. Il carburo è ampiamente utilizzato come materiale per utensili, come utensili per tornitura, frese, pialle, trapani, utensili per alesatura, ecc., per il taglio di ghisa, metalli non ferrosi, plastica, fibre chimiche, grafite, vetro, pietra e acciaio comune. e può essere utilizzato anche per tagliare materiali difficili da lavorare come acciaio resistente al calore, acciaio inossidabile, acciaio ad alto contenuto di manganese, acciaio per utensili, ecc. La velocità di taglio dei nuovi utensili in metallo duro è ora centinaia di volte quella dell'acciaio al carbonio.
Applicazione del carburo cementato
(1) Materiale dell'utensile
Il carburo è il materiale per utensili più grande che può essere utilizzato per realizzare utensili da tornio, frese, pialle, trapani, ecc. Tra questi, il carburo di tungsteno-cobalto è adatto per la lavorazione di trucioli corti di metalli ferrosi e non ferrosi e per la lavorazione di materiali non metallici, come ghisa, ottone fuso, bachelite, ecc.; il carburo di tungsteno-titanio-cobalto è adatto per la lavorazione a lungo termine di metalli ferrosi come l'acciaio. Lavorazione del truciolo. Tra le leghe simili, quelle con più contenuto di cobalto sono adatte per la sgrossatura, mentre quelle con meno contenuto di cobalto sono adatte per la finitura. I carburi cementati per uso generale hanno una durata di lavorazione molto più lunga rispetto ad altri carburi cementati per materiali difficili da lavorare come l'acciaio inossidabile.
(2) Materiale dello stampo
Il carburo cementato viene utilizzato principalmente per matrici per lavorazione a freddo come matrici per trafilatura a freddo, matrici per punzonatura a freddo, matrici per estrusione a freddo e matrici a molo freddo.
Gli stampi per stampaggio a freddo in carburo devono avere una buona tenacità agli urti, tenacità alla frattura, resistenza alla fatica, resistenza alla flessione e buona resistenza all'usura in condizioni di lavoro resistenti all'usura di impatto o forte impatto. Solitamente vengono utilizzati gradi di cobalto medio e alto e leghe a grana media e grossa, come YG15C.
In generale, la relazione tra resistenza all'usura e tenacità del carburo cementato è contraddittoria: l'aumento della resistenza all'usura porterà alla diminuzione della tenacità, e l'aumento della tenacità porterà inevitabilmente alla diminuzione della resistenza all'usura. Pertanto, quando si selezionano i tipi di lega, è necessario soddisfare requisiti di utilizzo specifici in base all'oggetto da lavorare e alle condizioni di lavoro della lavorazione.
Se il grado selezionato è soggetto a fessurazioni precoci e danni durante l'uso, dovrebbe essere selezionato il grado con tenacità più elevata; se la qualità selezionata è soggetta a usura precoce e danni durante l'uso, è necessario selezionare la qualità con durezza più elevata e migliore resistenza all'usura. . I seguenti gradi: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Da sinistra a destra, la durezza diminuisce, la resistenza all'usura diminuisce e la tenacità aumenta; al contrario, è vero il contrario.
(3) Strumenti di misura e parti resistenti all'usura
Il carburo viene utilizzato per inserti superficiali resistenti all'usura e parti di strumenti di misura, cuscinetti di precisione di smerigliatrici, piastre di guida e aste di guida di smerigliatrici senza centri, parti superiori di torni e altre parti resistenti all'usura.
I metalli leganti sono generalmente metalli del gruppo del ferro, comunemente cobalto e nichel.
Quando si produce il carburo cementato, la dimensione delle particelle della polvere della materia prima selezionata è compresa tra 1 e 2 micron e la purezza è molto elevata. Le materie prime vengono dosate secondo il rapporto di composizione prescritto e alcol o altri mezzi vengono aggiunti alla macinazione a umido in un mulino a sfere a umido per renderle completamente miscelate e polverizzate. Setacciare il composto. Successivamente la miscela viene granulata, pressata e riscaldata ad una temperatura prossima al punto di fusione del metallo legante (1300-1500 °C), la fase indurita e il metallo legante formeranno una lega eutettica. Dopo il raffreddamento, le fasi indurite si distribuiscono nella griglia composta dal metallo legante e sono strettamente collegate tra loro fino a formare un insieme solido. La durezza del metallo duro dipende dal contenuto di fase indurita e dalla dimensione dei grani, ovvero maggiore è il contenuto di fase indurita e più fini sono i grani, maggiore è la durezza. La tenacità del metallo duro è determinata dal metallo legante. Maggiore è il contenuto di metallo legante, maggiore è la resistenza alla flessione.
Nel 1923, il tedesco Schlerter aggiunse dal 10% al 20% di cobalto alla polvere di carburo di tungsteno come legante e inventò una nuova lega di carburo di tungsteno e cobalto. La durezza è seconda solo al diamante. Il primo metallo duro prodotto. Quando si taglia l'acciaio con un utensile realizzato con questa lega, il tagliente si consumerà rapidamente e anche il tagliente si spezzerà. Nel 1929, Schwarzkov negli Stati Uniti aggiunse una certa quantità di carburi composti di carburo di tungsteno e carburo di titanio alla composizione originale, che migliorò le prestazioni dell'utensile nel taglio dell'acciaio. Questo è un altro risultato nella storia dello sviluppo del carburo cementato.
Il carburo cementato ha una serie di eccellenti proprietà come elevata durezza, resistenza all'usura, buona resistenza e tenacità, resistenza al calore e resistenza alla corrosione, in particolare la sua elevata durezza e resistenza all'usura, che rimangono sostanzialmente invariate anche a una temperatura di 500 °C, ha ancora elevata durezza a 1000 ℃. Il carburo è ampiamente utilizzato come materiale per utensili, come utensili per tornitura, frese, pialle, trapani, utensili per alesatura, ecc., per il taglio di ghisa, metalli non ferrosi, plastica, fibre chimiche, grafite, vetro, pietra e acciaio comune. e può essere utilizzato anche per tagliare materiali difficili da lavorare come acciaio resistente al calore, acciaio inossidabile, acciaio ad alto contenuto di manganese, acciaio per utensili, ecc. La velocità di taglio dei nuovi utensili in metallo duro è ora centinaia di volte quella dell'acciaio al carbonio.
Il carburo può essere utilizzato anche per realizzare strumenti di perforazione della roccia, strumenti di estrazione mineraria, strumenti di perforazione, strumenti di misurazione, parti resistenti all'usura, abrasivi metallici, camicie di cilindri, cuscinetti di precisione, ugelli, stampi metallici (come matrici per trafilatura, matrici per bulloni, matrici per dadi e vari stampi per elementi di fissaggio, le eccellenti prestazioni del carburo cementato hanno gradualmente sostituito i precedenti stampi in acciaio).
Successivamente venne fuori anche il metallo duro rivestito. Nel 1969, la Svezia ha sviluppato con successo un utensile rivestito in carburo di titanio. La base dell'utensile è in carburo di tungsteno-titanio-cobalto o carburo di tungsteno-cobalto. Lo spessore del rivestimento in carburo di titanio sulla superficie è di pochi micron, ma rispetto agli utensili in lega della stessa marca, la durata è estesa di 3 volte e la velocità di taglio è aumentata dal 25% al 50%. Negli anni '70 apparve una quarta generazione di utensili rivestiti per il taglio di materiali difficili da lavorare.
Come viene sinterizzato il metallo duro?
Il carburo cementato è un materiale metallico ottenuto mediante metallurgia delle polveri di carburi e metalli leganti di uno o più metalli refrattari.
Mprincipali paesi produttori
Ci sono più di 50 paesi nel mondo che producono metallo duro, con una produzione totale di 27.000-28.000 t. I principali produttori sono Stati Uniti, Russia, Svezia, Cina, Germania, Giappone, Regno Unito, Francia, ecc. Il mercato mondiale del metallo duro è sostanzialmente saturo. , la concorrenza sul mercato è molto agguerrita. L'industria cinese del carburo cementato iniziò a prendere forma alla fine degli anni '50. Dagli anni '60 agli anni '70, l'industria cinese del carburo cementato si è sviluppata rapidamente. All'inizio degli anni '90, la capacità di produzione totale di carburo cementato della Cina ha raggiunto le 6.000 tonnellate e la produzione totale di carburo cementato ha raggiunto le 5.000 tonnellate, seconda solo a Russia e Stati Uniti, è al terzo posto nel mondo.
Taglierina per WC
①Carburo cementato di tungsteno e cobalto
I componenti principali sono il carburo di tungsteno (WC) e il legante cobalto (Co).
Il suo grado è composto da “YG” (“duro e cobalto” in cinese Pinyin) e dalla percentuale del contenuto medio di cobalto.
Ad esempio, YG8 indica il WCo medio = 8% e il resto è carburo di tungsteno-cobalto di carburo di tungsteno.
Coltelli TIC
②Carburo di tungsteno-titanio-cobalto
I componenti principali sono carburo di tungsteno, carburo di titanio (TiC) e cobalto.
Il suo grado è composto da "YT" ("duro, titanio" due caratteri nel prefisso cinese Pinyin) e dal contenuto medio di carburo di titanio.
Ad esempio, YT15 significa WTi medio = 15% e il resto è carburo di tungsteno e carburo di tungsteno-titanio-cobalto con contenuto di cobalto.
Strumento di tantalio di tungsteno e titanio
③Carburo cementato di tungsteno-titanio-tantalio (niobio).
I componenti principali sono il carburo di tungsteno, il carburo di titanio, il carburo di tantalio (o carburo di niobio) e il cobalto. Questo tipo di carburo cementato è anche chiamato carburo cementato generale o carburo cementato universale.
Il suo grado è composto da “YW” (il prefisso fonetico cinese di “hard” e “wan”) più un numero progressivo, come YW1.
Caratteristiche prestazionali
Inserti saldati in metallo duro
Elevata durezza (86~93HRA, equivalente a 69~81HRC);
Buona durezza termica (fino a 900～1000℃, mantenere 60HRC);
Buona resistenza all'abrasione.
Gli utensili da taglio in metallo duro sono da 4 a 7 volte più veloci dell'acciaio super rapido e la durata dell'utensile è da 5 a 80 volte superiore. Stampi per la produzione e strumenti di misurazione, la durata è da 20 a 150 volte superiore a quella dell'acciaio per utensili legato. Può tagliare materiali duri di circa 50HRC.
Tuttavia, il carburo cementato è fragile e non può essere lavorato a macchina, ed è difficile realizzare utensili integrali con forme complesse. Pertanto, vengono spesso realizzate lame di forme diverse, che vengono installate sul corpo dell'utensile o del corpo dello stampo mediante saldatura, incollaggio, bloccaggio meccanico, ecc.
Barra dalla forma speciale
Sinterizzazione
Lo stampaggio per sinterizzazione del carburo cementato consiste nel pressare la polvere in una billetta, quindi entrare nel forno di sinterizzazione per riscaldarla a una determinata temperatura (temperatura di sinterizzazione), mantenerla per un certo tempo (tempo di mantenimento), quindi raffreddarla per ottenere un cemento cementato materiale in metallo duro con le proprietà richieste.
Il processo di sinterizzazione del carburo cementato può essere suddiviso in quattro fasi fondamentali:
1: Nella fase di rimozione del formante e di pre-sinterizzazione, il corpo sinterizzato si modifica come segue:
All'eliminazione dell'agente formante, con l'aumento della temperatura nella fase iniziale della sinterizzazione, l'agente formante si decompone o vaporizza gradualmente, ed il corpo sinterizzato viene escluso. Il tipo, la quantità e il processo di sinterizzazione sono diversi.
Gli ossidi sulla superficie della polvere vengono ridotti. Alla temperatura di sinterizzazione, l'idrogeno può ridurre gli ossidi di cobalto e tungsteno. Se l'agente formante viene rimosso sotto vuoto e sinterizzato, la reazione carbonio-ossigeno non è forte. Lo stress da contatto tra le particelle di polvere viene gradualmente eliminato, la polvere metallica legante inizia a recuperare e ricristallizzare, inizia a verificarsi la diffusione superficiale e la resistenza alla bricchettatura viene migliorata.
2: Fase di sinterizzazione in fase solida (800 ℃ – temperatura eutettica)
Alla temperatura precedente alla comparsa della fase liquida, oltre a continuare il processo della fase precedente, la reazione e la diffusione della fase solida vengono intensificate, il flusso plastico viene migliorato e il corpo sinterizzato si restringe notevolmente.
3: Fase di sinterizzazione in fase liquida (temperatura eutettica – temperatura di sinterizzazione)
Quando la fase liquida appare nel corpo sinterizzato, il ritiro viene completato rapidamente, seguito dalla trasformazione cristallografica per formare la struttura di base e la struttura della lega.
4: Fase di raffreddamento (temperatura di sinterizzazione – temperatura ambiente)
In questa fase, la struttura e la composizione della fase della lega subiscono alcuni cambiamenti con diverse condizioni di raffreddamento. Questa caratteristica può essere utilizzata per riscaldare il carburo cementato per migliorarne le proprietà fisiche e meccaniche.
Orario di pubblicazione: 11 aprile 2022
