Een legeringsmateriaal gemaakt van een harde verbinding van een vuurvast metaal en een bindmiddelmetaal via een poedermetallurgisch proces. Gecementeerd carbide heeft een reeks uitstekende eigenschappen, zoals hoge hardheid, slijtvastheid, goede sterkte en taaiheid, hittebestendigheid en corrosiebestendigheid, vooral de hoge hardheid en slijtvastheid, die zelfs bij een temperatuur van 500 ° C in wezen onveranderd blijven, heeft nog steeds hoge hardheid bij 1000℃. Carbide wordt veel gebruikt als gereedschapsmateriaal, zoals draaigereedschappen, frezen, schaafmachines, boren, kottergereedschappen, enz., voor het snijden van gietijzer, non-ferrometalen, kunststoffen, chemische vezels, grafiet, glas, steen en gewoon staal, en kan ook worden gebruikt voor het snijden van moeilijk te bewerken materialen zoals hittebestendig staal, roestvrij staal, hoog mangaanstaal, gereedschapsstaal, enz. De snijsnelheid van nieuwe hardmetalen gereedschappen is nu honderden keren die van koolstofstaal.
Toepassing van gecementeerd carbide
(1) Gereedschapsmateriaal
Hardmetaal is de grootste hoeveelheid gereedschapsmateriaal, dat kan worden gebruikt voor het maken van draaigereedschappen, frezen, schaafmachines, boren, enz. Wolfraam-kobaltcarbide is onder meer geschikt voor de bewerking van korte spanen van ferro- en non-ferrometalen en de verwerking van niet-metalen materialen, zoals gietijzer, gegoten messing, bakeliet, enz.; wolfraam-titanium-kobaltcarbide is geschikt voor langdurige verwerking van ferrometalen zoals staal. Spaanbewerking. Van vergelijkbare legeringen zijn die met een hoger kobaltgehalte geschikt voor ruwe bewerking, en die met een lager kobaltgehalte geschikt voor afwerking. Gecementeerde carbiden voor algemeen gebruik hebben een veel langere levensduur dan andere gecementeerde carbiden voor moeilijk te bewerken materialen zoals roestvrij staal.
(2) Vormmateriaal
Gecementeerd carbide wordt voornamelijk gebruikt voor koudbewerkingsmatrijzen, zoals koudtrekmatrijzen, koudponsmatrijzen, koude extrusiematrijzen en koude pijlermatrijzen.
Hardmetalen koudkopmatrijzen moeten een goede slagvastheid, breuktaaiheid, vermoeiingssterkte, buigsterkte en goede slijtvastheid hebben onder de slijtvaste werkomstandigheden van impact of sterke impact. Meestal worden medium en hoge kobalt- en medium- en grove korrellegeringen gebruikt, zoals YG15C.
Over het algemeen is de relatie tussen slijtvastheid en taaiheid van gecementeerd carbide tegenstrijdig: de toename van de slijtvastheid zal leiden tot een afname van de taaiheid, en de toename van de taaiheid zal onvermijdelijk leiden tot een afname van de slijtvastheid. Daarom is het bij het selecteren van legeringskwaliteiten noodzakelijk om aan specifieke gebruikseisen te voldoen, afhankelijk van het verwerkingsobject en de verwerkingswerkomstandigheden.
Als de geselecteerde kwaliteit gevoelig is voor vroegtijdige scheuren en schade tijdens gebruik, moet de kwaliteit met hogere taaiheid worden gekozen; als de geselecteerde kwaliteit gevoelig is voor vroegtijdige slijtage en beschadiging tijdens gebruik, moet de kwaliteit met hogere hardheid en betere slijtvastheid worden geselecteerd. . De volgende kwaliteiten: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Van links naar rechts neemt de hardheid af, neemt de slijtvastheid af en neemt de taaiheid toe; integendeel, het tegendeel is waar.
(3) Meetgereedschappen en slijtvaste onderdelen
Hardmetaal wordt gebruikt voor slijtvaste oppervlakte-inlegstukken en onderdelen van meetgereedschappen, precisielagers van slijpmachines, geleideplaten en geleidestangen van centerloze slijpmachines, toppen van draaibanken en andere slijtvaste onderdelen.
Bindmiddelen zijn over het algemeen metalen uit de ijzergroep, gewoonlijk kobalt en nikkel.
Bij de productie van gecementeerd carbide ligt de deeltjesgrootte van het geselecteerde grondstofpoeder tussen 1 en 2 micron en is de zuiverheid zeer hoog. De grondstoffen worden in batches verwerkt volgens de voorgeschreven samenstellingsverhouding, en alcohol of andere media worden toegevoegd aan het nat malen in een natte kogelmolen om ze volledig gemengd en verpulverd te maken. Zeef het mengsel. Vervolgens wordt het mengsel gegranuleerd, geperst en verwarmd tot een temperatuur dichtbij het smeltpunt van het bindmiddelmetaal (1300-1500 °C). De geharde fase en het bindmiddelmetaal zullen een eutectische legering vormen. Na afkoeling worden de uitgeharde fasen verdeeld in het rooster bestaande uit het hechtmetaal en nauw met elkaar verbonden tot een stevig geheel. De hardheid van hardmetaal hangt af van het gehalte aan geharde fase en de korrelgrootte, dat wil zeggen: hoe hoger het gehalte aan geharde fase en hoe fijner de korrels, hoe groter de hardheid. De taaiheid van hardmetaal wordt bepaald door het bindmiddelmetaal. Hoe hoger het gehalte aan bindmiddelmetaal, hoe hoger de buigsterkte.
In 1923 voegde Schlerter uit Duitsland 10% tot 20% kobalt toe aan wolfraamcarbidepoeder als bindmiddel, en vond een nieuwe legering van wolfraamcarbide en kobalt uit. De hardheid komt op de tweede plaats na diamant. Het eerste gecementeerde carbide gemaakt. Bij het snijden van staal met gereedschap gemaakt van deze legering zal de snijkant snel verslijten en zelfs de snijkant barsten. In 1929 voegde Schwarzkov in de Verenigde Staten een bepaalde hoeveelheid wolfraamcarbide en titaniumcarbideverbinding carbiden toe aan de oorspronkelijke samenstelling, waardoor de prestaties van het gereedschap bij het snijden van staal verbeterden. Dit is opnieuw een prestatie in de geschiedenis van de ontwikkeling van gecementeerd carbide.
Gecementeerd carbide heeft een reeks uitstekende eigenschappen, zoals hoge hardheid, slijtvastheid, goede sterkte en taaiheid, hittebestendigheid en corrosiebestendigheid, vooral de hoge hardheid en slijtvastheid, die zelfs bij een temperatuur van 500 ° C in wezen onveranderd blijven, heeft nog steeds hoge hardheid bij 1000℃. Carbide wordt veel gebruikt als gereedschapsmateriaal, zoals draaigereedschappen, frezen, schaafmachines, boren, kottergereedschappen, enz., voor het snijden van gietijzer, non-ferrometalen, kunststoffen, chemische vezels, grafiet, glas, steen en gewoon staal, en kan ook worden gebruikt voor het snijden van moeilijk te bewerken materialen zoals hittebestendig staal, roestvrij staal, hoog mangaanstaal, gereedschapsstaal, enz. De snijsnelheid van nieuwe hardmetalen gereedschappen is nu honderden keren die van koolstofstaal.
Carbide kan ook worden gebruikt voor het maken van steenboorgereedschappen, mijnbouwgereedschappen, boorgereedschappen, meetgereedschappen, slijtvaste onderdelen, metalen schuurmiddelen, cilindervoeringen, precisielagers, mondstukken, metalen mallen (zoals draadtrekmatrijzen, boutmatrijzen, moermatrijzen en verschillende mallen voor bevestigingsmiddelen, de uitstekende prestaties van gecementeerd carbide vervingen geleidelijk de vorige stalen mallen).
Later kwam er ook gecoat hardmetaal op de markt. In 1969 ontwikkelde Zweden met succes een met titaniumcarbide gecoat gereedschap. De basis van het gereedschap is wolfraam-titanium-kobaltcarbide of wolfraam-kobaltcarbide. De dikte van de titaniumcarbidecoating op het oppervlak bedraagt slechts enkele microns, maar vergeleken met hetzelfde merk gelegeerd gereedschap wordt de levensduur drie keer verlengd en wordt de snijsnelheid met 25% tot 50% verhoogd. In de jaren zeventig verscheen een vierde generatie gecoate gereedschappen voor het snijden van moeilijk te bewerken materialen.
Hoe wordt hardmetaal gesinterd?
Gecementeerd carbide is een metaalmateriaal gemaakt door poedermetallurgie van carbiden en bindmiddelen van een of meer vuurvaste metalen.
Mgrote producerende landen
Er zijn meer dan 50 landen in de wereld die gecementeerd carbide produceren, met een totale productie van 27.000 tot 28.000 ton. De belangrijkste producenten zijn de Verenigde Staten, Rusland, Zweden, China, Duitsland, Japan, het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, enz. De mondiale markt voor cementcarbide is feitelijk verzadigd. , is de concurrentie op de markt zeer hevig. De Chinese cementcarbide-industrie begon eind jaren vijftig vorm te krijgen. Van de jaren zestig tot de jaren zeventig ontwikkelde de Chinese cementcarbide-industrie zich snel. In het begin van de jaren negentig bereikte China's totale productiecapaciteit van gecementeerd carbide 6000 ton, en de totale productie van gecementeerd carbide bereikte 5000 ton, de tweede plaats alleen in Rusland en de Verenigde Staten, het land staat op de derde plaats in de wereld.
WC-snijder
①Wolfraam en kobalt gecementeerd carbide
De belangrijkste componenten zijn wolfraamcarbide (WC) en bindmiddel kobalt (Co).
Het cijfer bestaat uit “YG” (“hard en kobalt” in het Chinese Pinyin) en het percentage van het gemiddelde kobaltgehalte.
YG8 betekent bijvoorbeeld dat de gemiddelde WCo=8% is, en de rest is wolfraam-kobaltcarbide of wolfraamcarbide.
TIC-messen
② Wolfraam-titanium-kobaltcarbide
De belangrijkste componenten zijn wolfraamcarbide, titaniumcarbide (TiC) en kobalt.
De kwaliteit is samengesteld uit “YT” (“hard, titanium” twee tekens in het Chinese Pinyin-voorvoegsel) en het gemiddelde gehalte aan titaniumcarbide.
YT15 betekent bijvoorbeeld gemiddelde WTi=15%, en de rest is wolfraamcarbide en wolfraam-titanium-kobaltcarbide met kobaltgehalte.
Wolfraam Titanium Tantaal Gereedschap
③ Wolfraam-titanium-tantaal (niobium) gecementeerd carbide
De belangrijkste componenten zijn wolfraamcarbide, titaniumcarbide, tantaalcarbide (of niobiumcarbide) en kobalt. Dit soort gecementeerd carbide wordt ook algemeen gecementeerd carbide of universeel gecementeerd carbide genoemd.
Het cijfer bestaat uit “YW” (het Chinese fonetische voorvoegsel van “hard” en “wan”) plus een volgnummer, zoals YW1.
Prestatiekenmerken
Hardmetalen gelaste inzetstukken
Hoge hardheid (86~93HRA, gelijkwaardig aan 69~81HRC);
Goede thermische hardheid (tot 900~1000℃, houd 60HRC);
Goede slijtvastheid.
Hardmetalen snijgereedschappen zijn 4 tot 7 keer sneller dan snelstaal en de standtijd is 5 tot 80 keer hoger. Bij de productie van matrijzen en meetgereedschappen is de levensduur 20 tot 150 keer hoger dan die van gelegeerd gereedschapsstaal. Het kan harde materialen van ongeveer 50HRC snijden.
Gecementeerd carbide is echter bros en kan niet machinaal worden bewerkt, en het is moeilijk om integrale gereedschappen met complexe vormen te maken. Daarom worden vaak bladen met verschillende vormen gemaakt, die op het gereedschapslichaam of het vormlichaam worden geïnstalleerd door middel van lassen, lijmen, mechanisch klemmen, enz..
Speciaal gevormde staaf
Sinteren
Bij het sinteren van gecementeerd carbide wordt het poeder in een knuppel gedrukt en vervolgens de sinteroven binnengegaan om tot een bepaalde temperatuur (sintertemperatuur) te verwarmen, het een bepaalde tijd te bewaren (houdtijd) en vervolgens af te koelen om een gecementeerd product te verkrijgen. hardmetaalmateriaal met de vereiste eigenschappen.
Het sinterproces van gecementeerd carbide kan worden onderverdeeld in vier basisfasen:
1: In de fase van het verwijderen van het vormmiddel en het voorsinteren verandert het sinterlichaam als volgt:
Door het verwijderen van het vormmiddel, met de stijging van de temperatuur in de beginfase van het sinteren, ontleedt of verdampt het vormmiddel geleidelijk en wordt het gesinterde lichaam uitgesloten. Het type, de hoeveelheid en het sinterproces zijn verschillend.
De oxiden op het oppervlak van het poeder worden verminderd. Bij de sintertemperatuur kan waterstof de oxiden van kobalt en wolfraam reduceren. Als het vormmiddel onder vacuüm wordt verwijderd en gesinterd, is de koolstof-zuurstofreactie niet sterk. De contactspanning tussen de poederdeeltjes wordt geleidelijk geëlimineerd, het bindende metaalpoeder begint zich te herstellen en te herkristalliseren, de oppervlaktediffusie begint op te treden en de briketsterkte wordt verbeterd.
2: Sinterfase in vaste fase (800 ℃ – eutectische temperatuur)
Bij de temperatuur vóór het verschijnen van de vloeibare fase worden, naast het voortzetten van het proces van de vorige fase, de reactie en diffusie in de vaste fase geïntensiveerd, wordt de plastische stroming verbeterd en krimpt het gesinterde lichaam aanzienlijk.
3: Sinterfase in vloeibare fase (eutectische temperatuur – sintertemperatuur)
Wanneer de vloeibare fase in het gesinterde lichaam verschijnt, is de krimp snel voltooid, gevolgd door kristallografische transformatie om de basisstructuur en structuur van de legering te vormen.
4: Afkoelfase (sintertemperatuur – kamertemperatuur)
In dit stadium ondergaan de structuur en fasesamenstelling van de legering enkele veranderingen bij verschillende koelomstandigheden. Deze functie kan worden gebruikt om het gecementeerde carbide te verwarmen om de fysieke en mechanische eigenschappen ervan te verbeteren.
Posttijd: 11 april 2022
