Hardmetaal is de meest gebruikte klasse van gereedschapsmaterialen voor hogesnelheidsbewerking (HSM). Het wordt geproduceerd door middel van poedermetallurgie en bestaat uit harde carbidedeeltjes (meestal wolfraamcarbide (WC)) en een zachtere metaalbinding. Momenteel zijn er honderden hardmetaalsoorten op basis van WC met verschillende samenstellingen, waarvan de meeste kobalt (Co) als bindmiddel gebruiken. Nikkel (Ni) en chroom (Cr) zijn ook veelgebruikte bindmiddelen, en er kunnen ook andere legeringselementen aan worden toegevoegd. Waarom zijn er zoveel hardmetaalsoorten? Hoe kiezen gereedschapsfabrikanten het juiste gereedschapsmateriaal voor een specifieke snijbewerking? Om deze vragen te beantwoorden, bekijken we eerst de verschillende eigenschappen die hardmetaal tot een ideaal gereedschapsmateriaal maken.
hardheid en taaiheid
WC-Co hardmetaal heeft unieke voordelen wat betreft zowel hardheid als taaiheid. Wolfraamcarbide (WC) is van nature zeer hard (harder dan korund of aluminiumoxide) en de hardheid neemt zelden af bij stijgende bedrijfstemperaturen. Het mist echter voldoende taaiheid, een essentiële eigenschap voor snijgereedschappen. Om de hoge hardheid van wolfraamcarbide te benutten en de taaiheid te verbeteren, worden metaalbindingen gebruikt om wolfraamcarbide te verbinden. Hierdoor heeft dit materiaal een hardheid die die van snelstaal ver overtreft, terwijl het de meeste snijbewerkingen kan weerstaan. Bovendien is het bestand tegen de hoge snijtemperaturen die ontstaan bij hogesnelheidsbewerkingen.
Tegenwoordig zijn bijna alle WC-Co messen en wisselplaten gecoat, waardoor de rol van het basismateriaal minder belangrijk lijkt. Maar in feite is het de hoge elasticiteitsmodulus van het WC-Co materiaal (een maat voor stijfheid, die ongeveer drie keer zo hoog is als die van snelstaal bij kamertemperatuur) die het onvervormbare substraat voor de coating vormt. De WC-Co matrix zorgt ook voor de vereiste taaiheid. Deze eigenschappen vormen de basiseigenschappen van WC-Co materialen, maar de materiaaleigenschappen kunnen ook worden aangepast door de materiaalsamenstelling en microstructuur aan te passen bij de productie van hardmetaalpoeders. De geschiktheid van gereedschapsprestaties voor een specifieke bewerking hangt daarom in grote mate af van het initiële freesproces.
Maalproces
Wolfraamcarbidepoeder wordt verkregen door het carboneren van wolfraam (W)-poeder. De eigenschappen van wolfraamcarbidepoeder (met name de deeltjesgrootte) hangen voornamelijk af van de deeltjesgrootte van het ruwe wolfraampoeder en de temperatuur en duur van de carbonering. Chemische controle is ook cruciaal en het koolstofgehalte moet constant worden gehouden (dicht bij de stoichiometrische waarde van 6,13% per gewicht). Een kleine hoeveelheid vanadium en/of chroom kan vóór de carboneringsbehandeling worden toegevoegd om de deeltjesgrootte van het poeder in de daaropvolgende processen te controleren. Verschillende downstream procesomstandigheden en verschillende eindtoepassingen vereisen een specifieke combinatie van wolfraamcarbidedeeltjesgrootte, koolstofgehalte, vanadiumgehalte en chroomgehalte, waarmee een verscheidenheid aan wolfraamcarbidepoeders kan worden geproduceerd. Zo produceert ATI Alldyne, een fabrikant van wolfraamcarbidepoeder, 23 standaardkwaliteiten wolfraamcarbidepoeder. De variëteiten wolfraamcarbidepoeder die op maat kunnen worden gemaakt volgens de vereisten van de gebruiker, kunnen meer dan vijf keer zo groot zijn als de standaardkwaliteiten wolfraamcarbidepoeder.
Bij het mengen en malen van wolfraamcarbidepoeder en metaalbinding om een bepaalde kwaliteit hardmetaalpoeder te produceren, kunnen verschillende combinaties worden gebruikt. Het meest gebruikte kobaltgehalte is 3% - 25% (gewichtsverhouding). Indien de corrosiebestendigheid van het gereedschap moet worden verbeterd, is het noodzakelijk om nikkel en chroom toe te voegen. Daarnaast kan de metaalbinding verder worden verbeterd door andere legeringscomponenten toe te voegen. Zo kan het toevoegen van ruthenium aan WC-Co hardmetaal de taaiheid aanzienlijk verbeteren zonder de hardheid te verminderen. Het verhogen van het bindmiddelgehalte kan de taaiheid van hardmetaal ook verbeteren, maar zal de hardheid verminderen.
Het verkleinen van de wolfraamcarbidedeeltjes kan de hardheid van het materiaal vergroten, maar de deeltjesgrootte van het wolfraamcarbide moet tijdens het sinterproces gelijk blijven. Tijdens het sinteren combineren de wolfraamcarbidedeeltjes zich en groeien ze door een proces van oplossen en opnieuw neerslaan. In het eigenlijke sinterproces wordt de metaalbinding vloeibaar om een volledig dicht materiaal te vormen (dit wordt vloeibare fase sinteren genoemd). De groeisnelheid van wolfraamcarbidedeeltjes kan worden gecontroleerd door andere overgangsmetaalcarbiden toe te voegen, waaronder vanadiumcarbide (VC), chroomcarbide (Cr3C2), titaniumcarbide (TiC), tantaalcarbide (TaC) en niobiumcarbide (NbC). Deze metaalcarbiden worden meestal toegevoegd wanneer het wolfraamcarbidepoeder wordt gemengd en gemalen met een metaalbinding, hoewel vanadiumcarbide en chroomcarbide ook kunnen worden gevormd wanneer het wolfraamcarbidepoeder wordt gecarboneerd.
Wolfraamcarbidepoeder kan ook worden geproduceerd met behulp van gerecycled afval van hardmetaal. Recycling en hergebruik van hardmetaalschroot heeft een lange geschiedenis in de hardmetaalindustrie en is een belangrijk onderdeel van de gehele economische keten van de industrie. Het draagt bij aan de verlaging van materiaalkosten, het behoud van natuurlijke hulpbronnen en het vermijden van afval. Schadelijke verwijdering. Hardmetaalschroot kan over het algemeen worden hergebruikt via een APT-proces (ammoniumparawolframaat), een zinkwinningsproces of door te breken. Deze "gerecyclede" hardmetaalpoeders hebben over het algemeen een betere, voorspelbare verdichting omdat ze een kleiner oppervlak hebben dan hardmetaalpoeders die rechtstreeks via het wolfraamcarburatieproces worden geproduceerd.
De verwerkingsomstandigheden voor het gemengd slijpen van wolfraamcarbidepoeder en metaalbinding zijn eveneens cruciale procesparameters. De twee meest gebruikte freestechnieken zijn kogelmalen en micromalen. Beide processen zorgen voor een gelijkmatige menging van gemalen poeders en een kleinere deeltjesgrootte. Om het later geperste werkstuk voldoende sterkte te geven, de vorm van het werkstuk te behouden en de operator of manipulator in staat te stellen het werkstuk op te pakken voor bewerking, is het meestal nodig om tijdens het slijpen een organisch bindmiddel toe te voegen. De chemische samenstelling van dit bindmiddel kan de dichtheid en sterkte van het geperste werkstuk beïnvloeden. Om de handling te vergemakkelijken, is het raadzaam om bindmiddelen met een hoge sterkte toe te voegen, maar dit resulteert in een lagere verdichtingsdichtheid en kan klonten produceren die defecten in het eindproduct kunnen veroorzaken.
Na het malen wordt het poeder meestal gesproeidroogd om vrijstromende agglomeraten te produceren die bijeen worden gehouden door organische bindmiddelen. Door de samenstelling van het organische bindmiddel aan te passen, kunnen de vloeibaarheid en ladingsdichtheid van deze agglomeraten naar wens worden aangepast. Door grovere of fijnere deeltjes eruit te filteren, kan de deeltjesgrootteverdeling van het agglomeraat verder worden aangepast om een goede stroming te garanderen bij het laden in de matrijsholte.
Werkstukfabricage
Hardmetalen werkstukken kunnen met verschillende procesmethoden worden gevormd. Afhankelijk van de grootte van het werkstuk, de complexiteit van de vorm en de productiebatch worden de meeste snijplaten gegoten met behulp van stijve matrijzen met boven- en onderdruk. Om het gewicht en de afmetingen van het werkstuk tijdens elke persing consistent te houden, is het noodzakelijk ervoor te zorgen dat de hoeveelheid poeder (massa en volume) die in de holte stroomt exact gelijk is. De vloeibaarheid van het poeder wordt voornamelijk bepaald door de grootteverdeling van de agglomeraten en de eigenschappen van het organische bindmiddel. Gegoten werkstukken (of "blanco's") worden gevormd door een gietdruk van 10-80 ksi (kilo pond per vierkante voet) toe te passen op het poeder dat in de matrijsholte wordt geladen.
Zelfs onder extreem hoge persdruk zullen de harde wolfraamcarbidedeeltjes niet vervormen of breken, maar het organische bindmiddel wordt in de openingen tussen de wolfraamcarbidedeeltjes gedrukt, waardoor de positie van de deeltjes wordt gefixeerd. Hoe hoger de druk, hoe sterker de binding van de wolfraamcarbidedeeltjes en hoe groter de verdichtingsdichtheid van het werkstuk. De gieteigenschappen van verschillende soorten hardmetaalpoeder kunnen variëren, afhankelijk van het gehalte aan metallisch bindmiddel, de grootte en vorm van de wolfraamcarbidedeeltjes, de mate van agglomeratie en de samenstelling en toevoeging van organisch bindmiddel. Om kwantitatieve informatie te verstrekken over de verdichtingseigenschappen van verschillende soorten hardmetaalpoeder, wordt de relatie tussen gietdichtheid en gietdruk doorgaans ontworpen en geconstrueerd door de poederfabrikant. Deze informatie garandeert dat het geleverde poeder compatibel is met het gietproces van de gereedschapsfabrikant.
Grote hardmetalen werkstukken of hardmetalen werkstukken met een hoge aspectverhouding (zoals schachten voor frezen en boren) worden doorgaans vervaardigd uit gelijkmatig geperst hardmetaalpoeder in een flexibele zak. Hoewel de productiecyclus van de gebalanceerde persmethode langer is dan die van de gietmethode, zijn de productiekosten van het gereedschap lager, waardoor deze methode geschikter is voor productie in kleine series.
Bij deze procesmethode wordt het poeder in de zak gedaan, wordt de opening van de zak afgesloten en wordt de zak vol poeder in een kamer geplaatst. Vervolgens wordt een druk van 30-60 kSi uitgeoefend via een hydraulisch apparaat om te persen. Geperste werkstukken worden vaak bewerkt tot specifieke geometrieën vóór het sinteren. De zak wordt vergroot om krimp van het werkstuk tijdens het verdichten op te vangen en voldoende marge te bieden voor slijpbewerkingen. Omdat het werkstuk na het persen bewerkt moet worden, zijn de eisen voor de consistentie van de lading niet zo streng als die van de gietmethode, maar het is nog steeds wenselijk om ervoor te zorgen dat elke keer dezelfde hoeveelheid poeder in de zak wordt geladen. Als de ladingsdichtheid van het poeder te laag is, kan dit leiden tot onvoldoende poeder in de zak, waardoor het werkstuk te klein wordt en moet worden afgedankt. Als de ladingsdichtheid van het poeder te hoog is en er te veel poeder in de zak wordt geladen, moet het werkstuk na het persen worden bewerkt om meer poeder te verwijderen. Hoewel het overtollige verwijderde poeder en de afgedankte werkstukken gerecycled kunnen worden, verlaagt dit de productiviteit.
Hardmetalen werkstukken kunnen ook worden gevormd met behulp van extrusiematrijzen of spuitgietmatrijzen. Het extrusiegietproces is geschikter voor de massaproductie van axiaal symmetrische werkstukken, terwijl het spuitgietproces doorgaans wordt gebruikt voor de massaproductie van werkstukken met complexe vormen. Bij beide gietprocessen worden hardmetaalsoorten gesuspendeerd in een organisch bindmiddel dat het hardmetaalmengsel een tandpasta-achtige consistentie geeft. De verbinding wordt vervolgens geëxtrudeerd door een gat of geïnjecteerd in een holte om te vormen. De eigenschappen van de hardmetaalsoort bepalen de optimale verhouding tussen poeder en bindmiddel in het mengsel en hebben een belangrijke invloed op de vloeibaarheid van het mengsel door het extrusiegat of de injectie in de holte.
Nadat het werkstuk is gevormd door middel van gieten, isostatisch persen, extruderen of spuitgieten, moet het organische bindmiddel van het werkstuk worden verwijderd vóór de laatste sinterfase. Sinteren verwijdert de porositeit van het werkstuk, waardoor het volledig (of grotendeels) dicht wordt. Tijdens het sinteren wordt de metaalbinding in het geperste werkstuk vloeibaar, maar behoudt het werkstuk zijn vorm onder de gecombineerde werking van capillaire krachten en deeltjesbinding.
Na het sinteren blijft de geometrie van het werkstuk hetzelfde, maar de afmetingen worden kleiner. Om de gewenste werkstukgrootte na het sinteren te verkrijgen, moet bij het ontwerp van het gereedschap rekening worden gehouden met de krimp. De kwaliteit van het hardmetaalpoeder dat voor elk gereedschap wordt gebruikt, moet zo worden ontworpen dat het de juiste krimp heeft bij verdichting onder de juiste druk.
In bijna alle gevallen is een nabehandeling van het gesinterde werkstuk vereist. De meest basale behandeling van snijgereedschappen is het slijpen van de snijkant. Veel gereedschappen moeten na het sinteren worden geslepen op geometrie en afmetingen. Sommige gereedschappen vereisen een boven- en onderslijping; andere vereisen een omtrekslijping (met of zonder slijpen van de snijkant). Alle hardmetalen spanen die bij het slijpen vrijkomen, kunnen worden gerecycled.
Werkstukcoating
In veel gevallen moet het voltooide werkstuk gecoat worden. De coating zorgt voor smering en verhoogde hardheid, en vormt tevens een diffusiebarrière voor het substraat, waardoor oxidatie bij blootstelling aan hoge temperaturen wordt voorkomen. Het hardmetaalsubstraat is cruciaal voor de prestaties van de coating. Naast het aanpassen van de belangrijkste eigenschappen van het matrixpoeder, kunnen de oppervlakte-eigenschappen van de matrix ook worden aangepast door chemische selectie en het aanpassen van de sintermethode. Door de migratie van kobalt kan er meer kobalt worden toegevoegd aan de buitenste laag van het bladoppervlak binnen een dikte van 20-30 μm ten opzichte van de rest van het werkstuk, waardoor het oppervlak van het substraat sterker en taaier wordt en beter bestand tegen vervorming.
Afhankelijk van hun eigen productieproces (zoals ontwaxingsmethode, verwarmingssnelheid, sintertijd, temperatuur en carboneringsspanning) kan de gereedschapsfabrikant speciale eisen stellen aan de kwaliteit van het gebruikte hardmetaalpoeder. Sommige gereedschapsfabrikanten sinteren het werkstuk in een vacuümoven, terwijl anderen een HIP-sinteroven (heet isostatisch persen) gebruiken (die het werkstuk tegen het einde van de procescyclus onder druk zet om eventuele resten te verwijderen). Werkstukken die in een vacuümoven worden gesinterd, moeten mogelijk ook heet isostatisch worden geperst via een extra proces om de dichtheid van het werkstuk te verhogen. Sommige gereedschapsfabrikanten gebruiken hogere vacuümsintertemperaturen om de sinterdichtheid van mengsels met een lager kobaltgehalte te verhogen, maar deze aanpak kan de microstructuur grover maken. Om een fijne korrelgrootte te behouden, kunnen poeders met een kleinere deeltjesgrootte van wolfraamcarbide worden geselecteerd. Om te voldoen aan de specifieke productieapparatuur, stellen de ontwaxingsomstandigheden en de carboneringsspanning ook verschillende eisen aan het koolstofgehalte in het hardmetaalpoeder.
Cijferclassificatie
Combinatieveranderingen van verschillende soorten wolfraamcarbidepoeder, de samenstelling van het mengsel en het gehalte aan metaalbindmiddel, het type en de hoeveelheid korrelgroeiremmer, enz., vormen een verscheidenheid aan hardmetaalsoorten. Deze parameters bepalen de microstructuur van het hardmetaal en de eigenschappen ervan. Sommige specifieke combinaties van eigenschappen zijn prioriteit geworden voor bepaalde verwerkingstoepassingen, waardoor het zinvol is om verschillende hardmetaalsoorten te classificeren.
De twee meest gebruikte classificatiesystemen voor hardmetaal voor bewerkingstoepassingen zijn het C-aanduidingssysteem en het ISO-aanduidingssysteem. Hoewel geen van beide systemen de materiaaleigenschappen die de keuze van hardmetaalsoorten beïnvloeden volledig weerspiegelt, bieden ze een startpunt voor discussie. Voor elke classificatie hebben veel fabrikanten hun eigen speciale soorten, wat resulteert in een grote verscheidenheid aan hardmetaalsoorten.
Carbidesoorten kunnen ook worden geclassificeerd op basis van samenstelling. Wolfraamcarbide (WC)-soorten kunnen worden onderverdeeld in drie basistypen: eenvoudig, microkristallijn en gelegeerd. Simplex-soorten bestaan voornamelijk uit wolfraamcarbide en kobaltbindmiddelen, maar kunnen ook kleine hoeveelheden korrelgroeiremmers bevatten. De microkristallijne soort bestaat uit wolfraamcarbide en kobaltbindmiddel, aangevuld met enkele duizendsten vanadiumcarbide (VC) en (of) chroomcarbide (Cr3C2), en de korrelgrootte kan 1 μm of kleiner zijn. Legeringsoorten bestaan uit wolfraamcarbide en kobaltbindmiddelen die een paar procent titaniumcarbide (TiC), tantaalcarbide (TaC) en niobiumcarbide (NbC) bevatten. Deze toevoegingen staan ook bekend als kubische carbiden vanwege hun sintereigenschappen. De resulterende microstructuur vertoont een inhomogene driefasenstructuur.
1) Eenvoudige hardmetaalsoorten
Deze kwaliteiten voor metaalbewerking bevatten doorgaans 3% tot 12% kobalt (gewichtsprocent). De korrelgrootte van wolfraamcarbide ligt doorgaans tussen 1 en 8 μm. Net als bij andere kwaliteiten verhoogt het verkleinen van de deeltjesgrootte van wolfraamcarbide de hardheid en de transversale breuksterkte (TRS), maar vermindert de taaiheid. De hardheid van het zuivere type ligt doorgaans tussen HRA89 en 93,5; de transversale breuksterkte ligt doorgaans tussen 175 en 350 ksi. Poeders van deze kwaliteiten kunnen grote hoeveelheden gerecycled materiaal bevatten.
De eenvoudige soorten kunnen worden onderverdeeld in C1-C4 in het C-kwaliteitssysteem en kunnen worden geclassificeerd volgens de K-, N-, S- en H-kwaliteitsreeksen in het ISO-kwaliteitssysteem. Simplexsoorten met tussenliggende eigenschappen kunnen worden geclassificeerd als universele soorten (zoals C2 of K20) en kunnen worden gebruikt voor draaien, frezen, schaven en kotteren; soorten met een kleinere korrelgrootte of een lager kobaltgehalte en een hogere hardheid kunnen worden geclassificeerd als nabewerkingssoorten (zoals C4 of K01); soorten met een grotere korrelgrootte of een hoger kobaltgehalte en een betere taaiheid kunnen worden geclassificeerd als ruwbewerkingssoorten (zoals C1 of K30).
Gereedschappen van Simplex-kwaliteiten kunnen worden gebruikt voor het bewerken van gietijzer, roestvast staal uit de 200- en 300-serie, aluminium en andere non-ferrometalen, superlegeringen en gehard staal. Deze kwaliteiten kunnen ook worden gebruikt voor niet-metalen snijtoepassingen (bijvoorbeeld als boorgereedschap voor gesteente en geologische toepassingen). Deze kwaliteiten hebben een korrelgroottebereik van 1,5-10 μm (of groter) en een kobaltgehalte van 6%-16%. Een andere niet-metalen snijtoepassing van Simplex-kwaliteiten is de productie van matrijzen en ponsen. Deze kwaliteiten hebben doorgaans een middelgrote korrelgrootte met een kobaltgehalte van 16%-30%.
(2) Microkristallijne hardmetaalsoorten
Dergelijke kwaliteiten bevatten gewoonlijk 6%-15% kobalt. Tijdens het sinteren in de vloeibare fase kan de toevoeging van vanadiumcarbide en/of chroomcarbide de korrelgroei reguleren en zo een fijne korrelstructuur met een deeltjesgrootte van minder dan 1 μm verkrijgen. Deze fijnkorrelige kwaliteit heeft een zeer hoge hardheid en een transversale breuksterkte van meer dan 500 ksi. De combinatie van hoge sterkte en voldoende taaiheid maakt het mogelijk om met deze kwaliteiten een grotere positieve spaanhoek te gebruiken, wat de snijkrachten vermindert en dunnere spanen produceert door het metaalmateriaal te snijden in plaats van te duwen.
Door strikte kwaliteitsidentificatie van verschillende grondstoffen bij de productie van hardmetaalpoeder en strikte controle van de sinterprocesomstandigheden om de vorming van abnormaal grote korrels in de microstructuur van het materiaal te voorkomen, is het mogelijk om geschikte materiaaleigenschappen te verkrijgen. Om de korrelgrootte klein en uniform te houden, mag gerecycled poeder alleen worden gebruikt als er volledige controle is over de grondstof en het terugwinningsproces, en uitgebreide kwaliteitstests.
De microkristallijne kwaliteiten kunnen worden geclassificeerd volgens de M-kwaliteitsreeks binnen het ISO-kwaliteitssysteem. Daarnaast zijn de andere classificatiemethoden binnen het C-kwaliteitssysteem en het ISO-kwaliteitssysteem gelijk aan die van de zuivere kwaliteiten. Microkristallijne kwaliteiten kunnen worden gebruikt voor het maken van gereedschappen die zachtere werkstukmaterialen snijden, omdat het oppervlak van het gereedschap zeer glad kan worden bewerkt en een extreem scherpe snijkant kan behouden.
Microkristallijne kwaliteiten kunnen ook worden gebruikt voor het bewerken van nikkelgebaseerde superlegeringen, omdat ze snijtemperaturen tot 1200 °C kunnen weerstaan. Voor de verwerking van superlegeringen en andere speciale materialen kan het gebruik van gereedschappen met microkristallijne kwaliteiten en gereedschappen met zuivere kwaliteiten die ruthenium bevatten, tegelijkertijd hun slijtvastheid, vervormingsbestendigheid en taaiheid verbeteren. Microkristallijne kwaliteiten zijn ook geschikt voor de productie van roterende gereedschappen, zoals boren die schuifspanning genereren. Er bestaat een boor die is gemaakt van samengestelde kwaliteiten hardmetaal. In specifieke onderdelen van dezelfde boor varieert het kobaltgehalte in het materiaal, zodat de hardheid en taaiheid van de boor worden geoptimaliseerd op basis van de verwerkingsbehoeften.
(3) Legeringtype hardmetaalsoorten
Deze kwaliteiten worden voornamelijk gebruikt voor het snijden van stalen onderdelen en hun kobaltgehalte bedraagt doorgaans 5%-10% en de korrelgrootte varieert van 0,8-2 μm. Door 4%-25% titaancarbide (TiC) toe te voegen, kan de neiging van wolfraamcarbide (WC) om naar het oppervlak van de staalspanen te diffunderen, worden verminderd. De gereedschapssterkte, kraterslijtagebestendigheid en thermische schokbestendigheid kunnen worden verbeterd door maximaal 25% tantaalcarbide (TaC) en niobiumcarbide (NbC) toe te voegen. De toevoeging van dergelijke kubische carbiden verhoogt ook de rode hardheid van het gereedschap, waardoor thermische vervorming van het gereedschap bij zware snijbewerkingen of andere bewerkingen waarbij de snijkant hoge temperaturen genereert, wordt voorkomen. Bovendien kan titaancarbide nucleatieplaatsen creëren tijdens het sinteren, waardoor de uniformiteit van de kubische carbideverdeling in het werkstuk wordt verbeterd.
Over het algemeen ligt het hardheidsbereik van hardmetaalsoorten van het legeringstype tussen HRA91 en HRA94, en de dwarsbreuksterkte tussen 150 en 300 kS1. Vergeleken met zuivere soorten hebben legeringssoorten een slechte slijtvastheid en een lagere sterkte, maar een betere weerstand tegen adhesieve slijtage. Legeringssoorten kunnen worden onderverdeeld in C5-C8 in het C-klassensysteem en kunnen worden geclassificeerd volgens de P- en M-klassenseries in het ISO-klassensysteem. Legeringssoorten met tussenliggende eigenschappen kunnen worden geclassificeerd als universele soorten (zoals C6 of P30) en kunnen worden gebruikt voor draaien, tappen, schaven en frezen. De hardste soorten kunnen worden geclassificeerd als nabewerkingssoorten (zoals C8 en P01) voor nabewerkingsdraaien en kotteren. Deze soorten hebben doorgaans kleinere korrelgroottes en een lager kobaltgehalte om de vereiste hardheid en slijtvastheid te verkrijgen. Vergelijkbare materiaaleigenschappen kunnen echter worden verkregen door meer kubische carbiden toe te voegen. Soorten met de hoogste taaiheid kunnen worden geclassificeerd als ruwbewerkingssoorten (bijv. C5 of P50). Deze soorten hebben doorgaans een gemiddelde korrelgrootte en een hoog kobaltgehalte, met een lage toevoeging van kubieke carbiden om de gewenste taaiheid te bereiken door scheurgroei te remmen. Bij onderbroken draaibewerkingen kunnen de snijprestaties verder worden verbeterd door de bovengenoemde kobaltrijke soorten met een hoger kobaltgehalte op het gereedschapsoppervlak te gebruiken.
Legeringssoorten met een lager titaancarbidegehalte worden gebruikt voor het bewerken van roestvast staal en smeedbaar gietijzer, maar kunnen ook worden gebruikt voor het bewerken van non-ferrometalen zoals nikkelhoudende superlegeringen. De korrelgrootte van deze soorten is meestal kleiner dan 1 μm en het kobaltgehalte bedraagt 8%-12%. Hardere soorten, zoals M10, kunnen worden gebruikt voor het draaien van smeedbaar gietijzer; taaiere soorten, zoals M40, kunnen worden gebruikt voor het frezen en schaven van staal, of voor het draaien van roestvast staal of superlegeringen.
Gecementeerde hardmetaalsoorten van het legeringstype kunnen ook worden gebruikt voor niet-metalen snijdoeleinden, voornamelijk voor de productie van slijtvaste onderdelen. De deeltjesgrootte van deze soorten is doorgaans 1,2-2 μm en het kobaltgehalte bedraagt 7%-10%. Bij de productie van deze soorten wordt doorgaans een hoog percentage gerecyclede grondstof toegevoegd, wat resulteert in een hoge kosteneffectiviteit bij toepassingen met slijtdelen. Slijtdelen vereisen een goede corrosiebestendigheid en hoge hardheid, die kunnen worden bereikt door nikkel- en chroomcarbide toe te voegen bij de productie van deze soorten.
Om te voldoen aan de technische en economische eisen van gereedschapsfabrikanten is hardmetaalpoeder het belangrijkste element. Poeders die zijn ontworpen voor de bewerkingsapparatuur en procesparameters van gereedschapsfabrikanten garanderen de prestaties van het eindproduct en hebben geleid tot honderden hardmetaalsoorten. De recyclebare aard van hardmetaalmaterialen en de mogelijkheid om rechtstreeks met poederleveranciers samen te werken, stellen gereedschapsfabrikanten in staat hun productkwaliteit en materiaalkosten effectief te beheersen.
Plaatsingstijd: 18-10-2022
