Cos'è il carburo cementato, il carburo di tungsteno, il metallo duro, la lega dura??

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, piallatrici, trapani, utensili noiosi, ecc., per il taglio di ghisa, metalli non ferrosi, plastica, fibre chimiche, grafite, vetro, pietra e acciaio ordinario, e può anche essere utilizzato per il taglio di 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 superiore a quella dell'acciaio al carbonio.

Applicazione di carburo cementato

(1) Materiale dell'utensile

Il metallo duro è la più grande quantità di materiale per utensili, 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 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 truciolo.Tra le leghe simili, quelle con più contenuto di cobalto sono adatte per la sgrossatura e quelle con meno contenuto di cobalto sono adatte per la finitura.I carburi cementati per uso generico 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 stampi per lavorazione a freddo come stampi per trafilatura a freddo, stampi per punzonatura a freddo, stampi per estrusione a freddo e stampi per pilastri a freddo.

Gli stampi per stampaggio a freddo in metallo duro devono avere una buona resistenza all'urto, tenacità alla frattura, resistenza alla fatica, resistenza alla flessione e buona resistenza all'usura nelle condizioni di lavoro resistenti all'usura di impatto o forte impatto.Di solito vengono utilizzate leghe a grana media e alta 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 gradi di lega, è necessario soddisfare specifici requisiti di utilizzo in base all'oggetto di lavorazione e alle condizioni di lavorazione.

Se il grado selezionato è soggetto a rotture e danni precoci durante l'uso, è necessario selezionare il grado con tenacità maggiore;se il grado selezionato è soggetto a usura precoce e danni durante l'uso, è necessario selezionare il grado con maggiore durezza 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 metallo duro viene utilizzato per intarsi 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.

Durante la produzione di carburo cementato, la dimensione delle particelle della polvere di 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 l'alcool 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.Quindi, la miscela viene granulata, pressata e riscaldata ad una temperatura vicina 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 a formare un insieme solido.La durezza del carburo cementato dipende dal contenuto di fase indurita e dalla dimensione del grano, ovvero, maggiore è il contenuto di fase indurita e più fini sono i grani, maggiore è la durezza.La tenacità del carburo cementato è determinata dal metallo legante.Maggiore è il contenuto di metallo legante, maggiore è la resistenza alla flessione.

Nel 1923, Schlerter della Germania 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 realizzato.Quando si taglia l'acciaio con uno strumento realizzato con questa lega, il tagliente si consumerà rapidamente e anche il tagliente si spezzerà.Nel 1929, Schwarzkov negli Stati Uniti aggiunse alla composizione originale una certa quantità di carburi composti di carburo di tungsteno e carburo di titanio, che migliorarono le prestazioni dell'utensile nel taglio dell'acciaio.Questo è un altro risultato nella storia dello sviluppo del metallo duro.

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, piallatrici, trapani, utensili noiosi, ecc., per il taglio di ghisa, metalli non ferrosi, plastica, fibre chimiche, grafite, vetro, pietra e acciaio ordinario, e può anche essere utilizzato per il taglio di 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 superiore a quella dell'acciaio al carbonio.

Il carburo può essere utilizzato anche per realizzare utensili per la perforazione della roccia, utensili per l'estrazione mineraria, utensili per la perforazione, strumenti di misurazione, parti resistenti all'usura, abrasivi metallici, canne dei 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 uscì anche il carburo cementato 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 solo di pochi micron, ma rispetto alla stessa marca di utensili in lega, la durata è aumentata 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 carburo cementato?

Il carburo cementato è un materiale metallico ottenuto dalla metallurgia delle polveri di carburi e metalli leganti di uno o più metalli refrattari.

Mmaggiori paesi produttori

Ci sono più di 50 paesi nel mondo che producono carburo cementato, 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 carburo cementato è sostanzialmente saturo., la concorrenza di 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 produttiva totale della Cina di carburo cementato ha raggiunto le 6000 t e la produzione totale di carburo cementato ha raggiunto le 5000 t, seconda solo a In Russia e negli Stati Uniti, è al terzo posto nel mondo.

Taglia WC

①Carburo cementato di tungsteno e cobalto
I componenti principali sono il carburo di tungsteno (WC) e il cobalto legante (Co).
Il suo grado è composto da "YG" ("duro e cobalto" in cinese Pinyin) e dalla percentuale di contenuto medio di cobalto.
Ad esempio, YG8 indica la media WCo=8% e il resto è carburo di tungsteno-cobalto di carburo di tungsteno.
Coltelli TIC

②Carburo di tungsteno-titanio-cobalto
I componenti principali sono il carburo di tungsteno, il carburo di titanio (TiC) e il 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 tantalio titanio tungsteno

③Carburo cementato di tungsteno-titanio-tantalio (niobio).
I componenti principali sono carburo di tungsteno, carburo di titanio, carburo di tantalio (o carburo di niobio) e 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 di sequenza, come YW1.

Caratteristiche di performance

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 ad alta velocità e la durata dell'utensile è da 5 a 80 volte superiore.Nella produzione di stampi e strumenti di misurazione, la durata è da 20 a 150 volte superiore a quella dell'acciaio legato per utensili.Può tagliare materiali duri di circa 50 HRC.

Tuttavia, il carburo cementato è fragile e non può essere lavorato, 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 sul corpo dello stampo mediante saldatura, incollaggio, bloccaggio meccanico, ecc.

Barra dalla forma speciale

Sinterizzazione

Lo stampaggio di sinterizzazione in carburo cementato consiste nel premere la polvere in una billetta, quindi entrare nel forno di sinterizzazione per riscaldare a una certa temperatura (temperatura di sinterizzazione), tenerlo per un certo tempo (tempo di mantenimento), quindi raffreddarlo per ottenere un cemento 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 dell'agente formante e pre-sinterizzazione, il corpo sinterizzato cambia come segue:
La rimozione dell'agente di stampaggio, con l'aumento della temperatura nella fase iniziale della sinterizzazione, l'agente di stampaggio si decompone o vaporizza gradualmente e 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 prima della comparsa della fase liquida, oltre a continuare il processo della fase precedente, la reazione e la diffusione in fase solida vengono intensificate, il flusso plastico viene migliorato e il corpo sinterizzato si restringe in modo significativo.

3: Fase di sinterizzazione in fase liquida (temperatura eutettica – temperatura di sinterizzazione)
Quando la fase liquida appare nel corpo sinterizzato, il ritiro è 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 di 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.

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Tempo di pubblicazione: aprile-11-2022