Egy tűzálló fém és egy kötőanyag kemény keverékéből porkohászati eljárással készült ötvözött anyag. A cementált karbid számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik, mint például a nagy keménység, kopásállóság, jó szilárdság és szívósság, hőállóság és korrózióállóság, különösen nagy keménysége és kopásállósága, amelyek 500 °C hőmérsékleten is lényegében változatlanok maradnak. nagy keménység 1000 ℃-on. A keményfémet széles körben használják szerszámanyagként, például esztergaszerszámok, marók, gyaluk, fúrók, fúrószerszámok stb., öntöttvas, színesfémek, műanyagok, vegyi szálak, grafit, üveg, kő és közönséges acél vágására, Nehezen megmunkálható anyagok, például hőálló acél, rozsdamentes acél, magas mangántartalmú acél, szerszámacél stb. vágására is használható. Az új keményfém szerszámok vágási sebessége ma már több százszorosa a szénacélénak.
Cementált keményfém alkalmazása
(1) Szerszám anyaga
A keményfém a legnagyobb mennyiségű szerszámanyag, amelyből esztergaszerszámok, marók, gyalugépek, fúrók stb. készíthetők. Ezek közül a volfrám-kobalt-karbid alkalmas vas- és színesfémek rövid forgács-megmunkálására, valamint a fémek megmunkálására. nem fémes anyagok, például öntöttvas, öntött sárgaréz, bakelit stb.; A volfrám-titán-kobalt-karbid alkalmas vasfémek, például acél hosszú távú feldolgozására. Forgács megmunkálás. A hasonló ötvözetek közül a nagyobb kobalttartalmúak durva megmunkálásra, a kisebb kobalttartalmúak pedig simításra alkalmasak. Az általános célú cementezett karbidok sokkal hosszabb megmunkálási élettartammal rendelkeznek, mint a nehezen megmunkálható anyagokhoz, például a rozsdamentes acélhoz használt cementált karbidok.
(2) Formaanyag
A cementált karbidot főként hideg megmunkálású szerszámokhoz, például hideghúzó szerszámokhoz, hideg lyukasztószerszámokhoz, hideg extrudálásos szerszámokhoz és hideg vágószerszámokhoz használják.
A keményfém hidegfejű szerszámoknak jó ütésállósággal, törésállósággal, kifáradási szilárdsággal, hajlítószilárdsággal és jó kopásállósággal kell rendelkezniük kopásálló ütések vagy erős ütések esetén. Általában közepes és magas kobalttartalmú, valamint közepes és durva szemcsés ötvözeteket használnak, mint például az YG15C.
Általánosságban elmondható, hogy a cementált keményfém kopásállósága és szívóssága közötti kapcsolat ellentmondásos: a kopásállóság növekedése a szívósság csökkenéséhez, a szívósság növekedése pedig elkerülhetetlenül a kopásállóság csökkenéséhez vezet. Ezért az ötvözetminőségek kiválasztásakor meg kell felelni a feldolgozási objektumnak és a feldolgozási munkakörülményeknek megfelelő speciális felhasználási követelményeknek.
Ha a kiválasztott minőség hajlamos a korai repedésre és a használat közbeni károsodásra, akkor a nagyobb szívósságú minőséget kell választani; ha a kiválasztott minőség hajlamos a korai kopásra és sérülésekre a használat során, akkor a nagyobb keménységű és jobb kopásállóságú minőséget kell választani. . A következő fokozatok: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Balról jobbra haladva csökken a keménység, csökken a kopásállóság és nő a szívósság; ellenkezőleg, az ellenkezője igaz.
(3) Mérőeszközök és kopásálló alkatrészek
A keményfém kopásálló felületi betétekhez és mérőeszközök alkatrészeihez, csiszolók precíziós csapágyaihoz, középpont nélküli csiszolók vezetőlemezeihez és vezetőrudaihoz, esztergák tetejéhez és egyéb kopásálló alkatrészekhez használatos.
A kötőfémek általában a vascsoport fémei, általában a kobalt és a nikkel.
Cementált keményfém gyártása során a kiválasztott alapanyag por szemcsemérete 1 és 2 mikron között van, a tisztasága pedig nagyon magas. A nyersanyagokat az előírt összetételi aránynak megfelelően adagolják, és alkoholt vagy más közeget adnak a nedves őrléshez nedves golyósmalomban, hogy teljesen összekeveredjenek és porítsák. Szűrjük le a keveréket. Ezután a keveréket granulálják, préselik és a kötőanyag olvadáspontjához közeli hőmérsékletre (1300-1500 °C) melegítik, a megkeményedett fázis és a kötőanyag eutektikus ötvözetet képez. Lehűlés után a megkeményedett fázisok eloszlanak a kötőfémből álló rácsban, és szorosan összekapcsolódnak egymással, így szilárd egészet alkotnak. A cementált karbid keménysége az edzett fázistartalomtól és a szemcsemérettől függ, vagyis minél nagyobb az edzett fázis tartalom és minél finomabbak a szemcsék, annál nagyobb a keménység. A cementált karbid szívósságát a kötőanyag határozza meg. Minél nagyobb a kötőanyag-tartalom, annál nagyobb a hajlítószilárdság.
1923-ban a német Schlerter 10-20% kobaltot adott a volfrámkarbid porhoz kötőanyagként, és feltalálta a volfrám-karbid és a kobalt új ötvözetét. Keménysége a második a gyémánt után. Az első cementált keményfém készült. Az ebből az ötvözetből készült szerszámmal acél vágásakor a vágóél gyorsan elkopik, sőt a vágóél is megreped. 1929-ben az Egyesült Államokban Schwarzkov bizonyos mennyiségű volfrám- és titán-karbid-keveréket adott az eredeti összetételhez, ami javította a szerszám teljesítményét az acél vágásánál. Ez egy újabb eredmény a keményfém fejlesztés történetében.
A cementált karbid számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik, mint például a nagy keménység, kopásállóság, jó szilárdság és szívósság, hőállóság és korrózióállóság, különösen nagy keménysége és kopásállósága, amelyek 500 °C hőmérsékleten is lényegében változatlanok maradnak. nagy keménység 1000 ℃-on. A keményfémet széles körben használják szerszámanyagként, például esztergaszerszámok, marók, gyaluk, fúrók, fúrószerszámok stb., öntöttvas, színesfémek, műanyagok, vegyi szálak, grafit, üveg, kő és közönséges acél vágására, Nehezen megmunkálható anyagok, például hőálló acél, rozsdamentes acél, magas mangántartalmú acél, szerszámacél stb. vágására is használható. Az új keményfém szerszámok vágási sebessége ma már több százszorosa a szénacélénak.
A keményfémből kőzetfúró szerszámok, bányászati szerszámok, fúrószerszámok, mérőszerszámok, kopásálló alkatrészek, fémcsiszolóanyagok, hengerbetétek, precíziós csapágyak, fúvókák, fémformák (például huzalhúzó szerszámok, csavarmatricák, anyaszerszámok) is készíthetők. , és Különféle rögzítőformák, a cementált keményfém kiváló teljesítménye fokozatosan felváltotta a korábbi acélformákat).
Később megjelent a bevonatos keményfém is. 1969-ben Svédország sikeresen kifejlesztett egy titán-karbid bevonatú szerszámot. A szerszám alapja volfrám-titán-kobalt-karbid vagy volfrám-kobalt-karbid. A titán-karbid bevonat vastagsága a felületen csak néhány mikron, de az azonos márkájú ötvözet szerszámokhoz képest az élettartam 3-szorosára nő, és a vágási sebesség 25%-ról 50%-ra nő. Az 1970-es években megjelent a bevonatos szerszámok negyedik generációja a nehezen megmunkálható anyagok vágására.
Hogyan szinterelik a cementált karbidot?
A cementált karbid egy vagy több tűzálló fém karbidjainak és kötőfémeinek porkohászatával készült fémanyag.
Mszomszédos termelő országokban
A világon több mint 50 ország gyárt cementezett karbidot, 27 000-28 000 tonna össztermeléssel. A fő gyártók az Egyesült Államok, Oroszország, Svédország, Kína, Németország, Japán, az Egyesült Királyság, Franciaország stb. A cementált karbid világpiaca alapvetően telített. , a piaci verseny nagyon éles. Kína keményfém ipara az 1950-es évek végén kezdett formát ölteni. Az 1960-as évektől az 1970-es évekig Kína keményfém ipara gyorsan fejlődött. Az 1990-es évek elején Kína teljes keményfém-gyártási kapacitása elérte a 6000 tonnát, a cementált karbid teljes termelése pedig elérte az 5000 tonnát, ami Oroszország és az Egyesült Államok után a második, a harmadik helyen áll a világon.
WC vágó
① Volfrám és kobalt cementált karbid
A fő összetevők a wolfram-karbid (WC) és a kötőanyag-kobalt (Co).
Osztálya az „YG”-ből (kínai pinjin nyelven „kemény és kobalt”) és az átlagos kobalttartalom százalékából áll.
Például az YG8 az átlagos WCo=8%-ot jelenti, a többi pedig volfrám-karbid volfrám-kobalt-karbid.
TIC kések
② Volfrám-titán-kobalt-karbid
A fő összetevők a volfrám-karbid, a titán-karbid (TiC) és a kobalt.
Besorolása a „YT” („kemény, titán” két karakter a kínai pinjin előtagban) és az átlagos titán-karbid tartalomból áll.
Például az YT15 átlagos WTi=15%-ot jelent, a többi volfrám-karbid és kobalttartalmú volfrám-titán-kobalt-karbid.
Volfrám-titán-tantál szerszám
③ Volfrám-titán-tantál (nióbium) cementált karbid
A fő összetevők a volfrám-karbid, titán-karbid, tantál-karbid (vagy nióbium-karbid) és kobalt. Ezt a fajta cementált karbidot általános cementált keményfémnek vagy univerzális cementált karbidnak is nevezik.
Az osztályzata „YW”-ből (a „hard” és „wan” kínai fonetikus előtagból) és egy sorszámból áll, például YW1-ből.
Teljesítmény jellemzők
Keményfém hegesztett betétek
Nagy keménység (86～93HRA, egyenértékű 69～81HRC-vel);
Jó termikus keménység (900-1000 ℃-ig, 60 HRC tartása);
Jó kopásállóság.
A keményfém vágószerszámok 4-7-szer gyorsabbak, mint a gyorsacél, és a szerszám élettartama 5-80-szor nagyobb. A szerszámok és mérőeszközök gyártása során az élettartam 20-150-szer magasabb, mint az ötvözött szerszámacélé. Körülbelül 50 HRC kemény anyagokat képes vágni.
A cementált keményfém azonban törékeny és nem megmunkálható, és nehéz bonyolult formájú, integrált szerszámokat készíteni. Ezért gyakran készülnek különböző formájú pengék, amelyeket hegesztéssel, ragasztással, mechanikus befogással stb. szerelnek fel a szerszámtestre vagy a formatestre.
Különleges alakú rúd
Szinterezés
A cementált keményfém szinterezés során a port egy tuskóba préseljük, majd belépünk a szinterező kemencébe, hogy felmelegítsük egy bizonyos hőmérsékletre (szinterelési hőmérséklet), tartsuk egy bizonyos ideig (tartási idő), majd lehűtjük, hogy cementezett anyagot kapjunk. a szükséges tulajdonságokkal rendelkező keményfém anyag.
A keményfém szinterezési folyamat négy alapvető szakaszra osztható:
1: A képzőszer eltávolítása és az előszinterelés szakaszában a szinterezett test a következőképpen változik:
A formázószer eltávolítása, a hőmérséklet emelésével a szinterezés kezdeti szakaszában a formázóanyag fokozatosan lebomlik vagy elpárolog, és a szinterezett test kizárt. A típus, a mennyiség és a szinterezési folyamat eltérő.
A por felületén lévő oxidok redukálódnak. A szinterezési hőmérsékleten a hidrogén képes redukálni a kobalt és a volfrám oxidjait. Ha a formálószert vákuumban eltávolítják és szinterezik, a szén-oxigén reakció nem erős. A porszemcsék közötti érintkezési feszültség fokozatosan megszűnik, a kötőfémpor kezd helyreállni és átkristályosodni, elkezdődik a felületi diffúzió, és javul a brikettáló szilárdság.
2: Szilárd fázisú szinterezési fokozat (800 ℃ – eutektikus hőmérséklet)
A folyadékfázis megjelenése előtti hőmérsékleten az előző szakasz folyamatának folytatása mellett a szilárd fázisú reakció és diffúzió felerősödik, a képlékeny áramlás fokozódik, a szinterezett test jelentősen összezsugorodik.
3: Folyékony fázisú szinterezési fokozat (eutektikus hőmérséklet – szinterezési hőmérséklet)
Amikor a folyékony fázis megjelenik a szinterezett testben, a zsugorodás gyorsan befejeződik, ezt követi a krisztallográfiai átalakulás az ötvözet alapszerkezetének és szerkezetének kialakításához.
4: Hűtési szakasz (szinterelési hőmérséklet – szobahőmérséklet)
Ebben a szakaszban az ötvözet szerkezete és fázisösszetétele némileg megváltozik különböző hűtési feltételek mellett. Ez a tulajdonság a cementált keményfém felmelegítésére használható, hogy javítsa fizikai és mechanikai tulajdonságait.
Feladás időpontja: 2022.04.11
