Сплавен материал, изработен от твърдо съединение от огнеупорен метал и свързващ метал чрез процес на прахова металургия. Циментираният карбид има серия от отлични свойства като висока твърдост, устойчивост на износване, добра здравина и издръжливост, топлоустойчивост и устойчивост на корозия, особено неговата висока твърдост и устойчивост на износване, които остават основно непроменени дори при температура от 500 °C, все още има висока твърдост при 1000 ℃. Карбидът се използва широко като инструментален материал, като инструменти за струговане, фрези, рендета, свредла, пробиващи инструменти и др., За рязане на чугун, цветни метали, пластмаси, химически влакна, графит, стъкло, камък и обикновена стомана, и може да се използва и за рязане на трудни за машинна обработка материали като топлоустойчива стомана, неръждаема стомана, стомана с високо съдържание на манган, инструментална стомана и др. Скоростта на рязане на новите твърдосплавни инструменти вече е стотици пъти по-висока от тази на въглеродната стомана.
Приложение на циментиран карбид
(1) Инструментален материал
Карбидът е най-голямото количество инструментален материал, който може да се използва за направата на инструменти за струговане, фрези, рендета, свредла и др. Сред тях волфрамово-кобалтовият карбид е подходящ за обработка на къси стружки на черни и цветни метали и обработка на неметални материали, като чугун, лят месинг, бакелит и др.; волфрам-титанов-кобалтов карбид е подходящ за продължителна обработка на черни метали като стомана. Обработка на стружки. Сред подобните сплави тези с по-високо съдържание на кобалт са подходящи за груба обработка, а тези с по-малко съдържание на кобалт са подходящи за довършителна обработка. Циментираните карбиди с общо предназначение имат много по-дълъг живот на обработка от другите циментирани карбиди за трудни за обработка материали като неръждаема стомана.
(2) Материал на матрицата
Циментираният карбид се използва главно за матрици за студена обработка, като матрици за студено изтегляне, матрици за студено щанцоване, матрици за студено екструдиране и матрици за студени кейове.
Карбидните матрици за студено зареждане трябва да имат добра якост на удар, якост на счупване, якост на умора, якост на огъване и добра устойчивост на износване при устойчиви на износване работни условия на удар или силен удар. Обикновено се използват сплави със среден и висок кобалт и средни и едрозърнести сплави, като YG15C.
Най-общо казано, връзката между устойчивостта на износване и якостта на циментирания карбид е противоречива: увеличаването на устойчивостта на износване ще доведе до намаляване на якостта, а увеличаването на якостта неизбежно ще доведе до намаляване на устойчивостта на износване. Следователно, когато се избират класове сплави, е необходимо да се спазват специфичните изисквания за употреба според обекта на обработка и работните условия на обработка.
Ако избраният клас е склонен към ранно напукване и повреда по време на употреба, трябва да се избере класът с по-висока якост; ако избраният клас е склонен към ранно износване и повреда по време на употреба, трябва да се избере класът с по-висока твърдост и по-добра устойчивост на износване. . Следните степени: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Отляво надясно твърдостта намалява, устойчивостта на износване намалява и якостта се увеличава; напротив, вярно е обратното.
(3) Измервателни инструменти и износоустойчиви части
Карбидът се използва за устойчиви на износване повърхностни вложки и части на измервателни инструменти, прецизни лагери на шлифовъчни машини, направляващи плочи и водещи пръти на безцентрови шлифовъчни машини, върхове на стругове и други устойчиви на износване части.
Свързващите метали обикновено са метали от желязната група, обикновено кобалт и никел.
При производството на циментиран карбид размерът на частиците на избрания суровинен прах е между 1 и 2 микрона, а чистотата е много висока. Суровините се дозират в съответствие с предписаното съотношение на състава и се добавя алкохол или друга среда към мокрото смилане в мокра топкова мелница, за да бъдат напълно смесени и пулверизирани. Прецедете сместа. След това сместа се гранулира, пресова и нагрява до температура, близка до точката на топене на свързващия метал (1300-1500 °C), втвърдената фаза и свързващият метал ще образуват евтектична сплав. След охлаждане втвърдените фази се разпределят в решетката, съставена от свързващия метал и са тясно свързани помежду си, за да образуват твърдо цяло. Твърдостта на циментирания карбид зависи от съдържанието на втвърдена фаза и размера на зърното, т.е. колкото по-високо е съдържанието на втвърдена фаза и колкото по-фини са зърната, толкова по-голяма е твърдостта. Якостта на циментирания карбид се определя от свързващия метал. Колкото по-високо е съдържанието на свързващ метал, толкова по-висока е якостта на огъване.
През 1923 г. Шлертер от Германия добавя 10% до 20% кобалт към прах от волфрамов карбид като свързващо вещество и изобретява нова сплав от волфрамов карбид и кобалт. Твърдостта е на второ място след диаманта. Първият произведен циментиран карбид. При рязане на стомана с инструмент, изработен от тази сплав, режещият ръб ще се износи бързо и дори режещият ръб ще се напука. През 1929 г. Шварцков в Съединените щати добавя известно количество волфрамов карбид и съединения на титанов карбид към оригиналния състав, което подобрява работата на инструмента при рязане на стомана. Това е още едно постижение в историята на развитието на циментирания карбид.
Циментираният карбид има серия от отлични свойства като висока твърдост, устойчивост на износване, добра здравина и издръжливост, топлоустойчивост и устойчивост на корозия, особено неговата висока твърдост и устойчивост на износване, които остават основно непроменени дори при температура от 500 °C, все още има висока твърдост при 1000 ℃. Карбидът се използва широко като инструментален материал, като инструменти за струговане, фрези, рендета, свредла, пробиващи инструменти и др., За рязане на чугун, цветни метали, пластмаси, химически влакна, графит, стъкло, камък и обикновена стомана, и може да се използва и за рязане на трудни за машинна обработка материали като топлоустойчива стомана, неръждаема стомана, стомана с високо съдържание на манган, инструментална стомана и др. Скоростта на рязане на новите твърдосплавни инструменти вече е стотици пъти по-висока от тази на въглеродната стомана.
Карбидът може да се използва и за направата на инструменти за пробиване на скали, минни инструменти, инструменти за сондиране, измервателни инструменти, устойчиви на износване части, метални абразиви, цилиндрични втулки, прецизни лагери, дюзи, метални форми (като матрици за изтегляне на тел, матрици за болтове, матрици за гайки и различни крепежни форми, отличното представяне на циментирания карбид постепенно замени предишните стоманени форми).
По-късно се появи и циментиран карбид с покритие. През 1969 г. Швеция успешно разработи инструмент с покритие от титанов карбид. Основата на инструмента е волфрам-титанов-кобалтов карбид или волфрамов-кобалтов карбид. Дебелината на покритието от титанов карбид върху повърхността е само няколко микрона, но в сравнение със същата марка инструменти от сплав, експлоатационният живот се удължава 3 пъти, а скоростта на рязане се увеличава с 25% до 50%. През 70-те години се появи четвърто поколение инструменти с покритие за рязане на трудни за обработка материали.
Как се синтерова циментиран карбид?
Циментираният карбид е метален материал, произведен чрез прахова металургия от карбиди и свързващи метали от един или повече огнеупорни метали.
Mосновни страни производителки
В света има повече от 50 страни, които произвеждат циментиран карбид с общо производство от 27 000-28 000 t-. Основните производители са САЩ, Русия, Швеция, Китай, Германия, Япония, Обединеното кралство, Франция и др. Световният пазар на циментиран карбид е основно наситен. , конкуренцията на пазара е много жестока. Производството на циментиран карбид в Китай започва да се оформя в края на 50-те години. От 1960-те до 1970-те години производството на циментиран карбид в Китай се развива бързо. В началото на 90-те години общият производствен капацитет на Китай за циментиран карбид достигна 6000 t, а общото производство на циментиран карбид достигна 5000 t, на второ място след Русия и Съединените щати, той се нарежда на трето място в света.
Фреза за WC
①Волфрамов и кобалтов циментиран карбид
Основните компоненти са волфрамов карбид (WC) и свързващо вещество кобалт (Co).
Степента му се състои от „YG“ („твърд и кобалт“ на китайски пинин) и процента на средното съдържание на кобалт.
Например YG8 означава средно WCo=8%, а останалото е волфрамов кобалтов карбид от волфрамов карбид.
TIC ножове
②Волфрам-титанов-кобалтов карбид
Основните компоненти са волфрамов карбид, титанов карбид (TiC) и кобалт.
Степента му се състои от „YT“ („твърд, титан“ два знака в китайския пинин префикс) и средното съдържание на титанов карбид.
Например YT15 означава среден WTi=15%, а останалото е волфрамов карбид и волфрамов титан-кобалтов карбид със съдържание на кобалт.
Инструмент от волфрам титан тантал
③Волфрам-титан-тантал (ниобий) циментиран карбид
Основните компоненти са волфрамов карбид, титанов карбид, танталов карбид (или ниобиев карбид) и кобалт. Този вид циментиран карбид се нарича още общ циментиран карбид или универсален циментиран карбид.
Степента му се състои от „YW“ (китайският фонетичен префикс на „hard“ и „wan“) плюс пореден номер, като YW1.
Експлоатационни характеристики
Карбидно заварени вложки
Висока твърдост (86～93HRA, еквивалентна на 69～81HRC);
Добра термична твърдост (до 900 ~ 1000 ℃, поддържайте 60HRC);
Добра устойчивост на абразия.
Твърдосплавните режещи инструменти са 4 до 7 пъти по-бързи от бързорежещата стомана, а животът на инструмента е 5 до 80 пъти по-висок. При производството на форми и измервателни инструменти експлоатационният живот е от 20 до 150 пъти по-висок от този на легираната инструментална стомана. Може да реже твърди материали с около 50HRC.
Циментираният карбид обаче е крехък и не може да се обработва и е трудно да се направят цялостни инструменти със сложни форми. Поради това често се правят остриета с различни форми, които се монтират върху тялото на инструмента или тялото на формата чрез заваряване, залепване, механично затягане и др.
Бар със специална форма
Агломериране
Формоването при синтероване на циментиран карбид е да се пресова прахът в заготовка и след това да се влезе в пещта за синтероване, за да се нагрее до определена температура (температура на синтероване), да се задържи за определено време (време на задържане) и след това да се охлади, за да се получи циментиран карбиден материал с необходимите свойства.
Процесът на синтероване на циментиран карбид може да бъде разделен на четири основни етапа:
1: В етапа на отстраняване на формовъчния агент и предварително синтероване, синтерованото тяло се променя, както следва:
Отстраняването на формовъчния агент, с повишаване на температурата в началния етап на синтероване, формовъчният агент постепенно се разлага или изпарява и синтерованото тяло се изключва. Видът, количеството и процесът на синтероване са различни.
Оксидите на повърхността на праха намаляват. При температурата на синтероване водородът може да редуцира оксидите на кобалта и волфрама. Ако образуващият агент се отстрани във вакуум и се синтерова, реакцията въглерод-кислород не е силна. Контактното напрежение между прахообразните частици постепенно се елиминира, свързващият метален прах започва да се възстановява и рекристализира, започва да се появява повърхностна дифузия и силата на брикетиране се подобрява.
2: Етап на синтероване в твърда фаза (800 ℃–евтектична температура)
При температурата преди появата на течната фаза, в допълнение към продължаването на процеса от предходния етап, реакцията на твърдата фаза и дифузията се засилват, пластичният поток се засилва и синтерованото тяло се свива значително.
3: Етап на синтероване в течна фаза (евтектична температура – температура на синтероване)
Когато течната фаза се появи в синтерованото тяло, свиването завършва бързо, последвано от кристалографска трансформация за формиране на основната структура и структура на сплавта.
4: Етап на охлаждане (температура на синтероване – стайна температура)
На този етап структурата и фазовият състав на сплавта имат някои промени при различни условия на охлаждане. Тази функция може да се използва за нагряване на циментирания карбид, за да се подобрят неговите физични и механични свойства.
Време на публикуване: 11 април 2022 г
