Typische hardmetalen gereedschapsmaterialen

Het toevoegen van TaC (NbC) aan hardmetaal is een effectieve methode om de prestaties ervan te verbeteren. In TiC/Ni/Mo-legeringen verbetert het vervangen van een deel van het TiC door carbiden zoals WC en TaC, die een betere taaiheid bieden, de prestaties van het hardmetaal en vergroot het het toepassingsgebied. De toevoeging van WC en TaC verbetert:

● Sterkte
● Elasticiteitsmodulus
● Weerstand tegen plastische vervorming
● Sterkte bij hoge temperaturen

Het verbetert ook de thermische geleidbaarheid en de thermische schokbestendigheid, waardoor het gereedschap geschikter wordt voor onderbroken snijden. In WC-Co-legeringen kan de prestatie worden verbeterd door 0,5% tot 3% (massafractie) carbiden zoals TaC, NbC, Cr3C2, VC, TiC of HfC toe te voegen. De belangrijkste doelstellingen zijn:

● Korrelverfijning
● Het behouden van een uniforme kristalstructuur zonder significante herkristallisatie
● Verhoogde hardheid en slijtvastheid zonder afbreuk te doen aan de taaiheid

Daarnaast verbeteren deze additieven:

● Hardheid bij hoge temperaturen
● Sterkte bij hoge temperaturen
● Oxidatieweerstand

Tijdens het snijden vormt zich een taaie, zelfherstellende oxidefilm die adhesieve en diffusieve slijtage tegengaat bij het bewerken van bepaalde metalen of legeringen. Dit verbetert de slijtvastheid van het gereedschap en verhoogt het vermogen om kraterslijtage en flankenslijtage te weerstaan. Deze voordelen worden duidelijker naarmate het kobaltgehalte in het hardmetaal toeneemt.

● Hardmetaal met 1% tot 3% (massafractie) TaC (NbC) kan verschillende soorten gietijzer bewerken, waaronder extrahard gietijzer en gelegeerd gietijzer.
● Laag-kobaltlegeringen met 3% tot 10% (massafractie) TaC (NbC), zoals YG6A, YG8N en YG813, zijn veelzijdig. Ze kunnen worden verwerkt tot:

Gekoeld gietijzer
Nodulair gietijzer
Non-ferrometalen
Moeilijk te bewerken materialen zoals roestvrij staal, gehard staal en hittebestendige legeringen.

Deze worden algemeen aangeduid als legeringen voor algemeen gebruik (YW). Door het kobaltgehalte op de juiste wijze te verhogen, worden de sterkte en taaiheid van dit type hardmetaal vergroot, waardoor het geschikt is voor ruw bewerken en onderbroken snijden van moeilijk te bewerken materialen. Toepassingen zijn onder andere:

● Het bekleden van grote stalen gietstukken en smeedstukken
● Draaien, schaven en frezen van austenitisch staal en hittebestendige legeringen
● Verspanen met grote spaanhoeken, grote snijvlakken en gemiddelde tot lage snelheden
● Grof draaien op automatische, halfautomatische en meerpuntsdraaibanken
● Fabricage van boren, tandwielfrezen en ander gereedschap met een hoge snijkantsterkte**

In WC-TiC-Co-legeringen verhoogt een te hoog TiC-gehalte de gevoeligheid voor thermische scheurvorming, wat leidt tot een grotere brosheid. Het toevoegen van TaC aan WC-Ti-Co-legeringen met een laag TiC-gehalte en een hoog kobaltgehalte verbetert:

● Sterkte
● Hittebestendigheid
● Oxidatieweerstand

Hoewel TiC de thermische schokbestendigheid vermindert, compenseert TaC dit, waardoor de legering geschikt is voor freesbewerkingen. Goedkopere alternatieven zoals NbC of Hf-Nb-carbiden (massafractie: Hf-60%, Nb-40%) kunnen TaC vervangen. In TiC-Ni-Mo-legeringen verbetert de gelijktijdige toevoeging van TiN, WC en TaC de eigenschappen aanzienlijk:

● Hardheid
● Buigsterkte
● Oxidatieweerstand
● Thermische geleidbaarheid

bij hoge temperaturen (900–1000 °C).