Een legeringsmateriaal gemaakt van een harde verbinding van een vuurvast metaal en een bindmiddelmetaal door middel van een poedermetallurgieproces. Hardmetaal heeft een reeks uitstekende eigenschappen zoals hoge hardheid, slijtvastheid, goede sterkte en taaiheid, hittebestendigheid en corrosiebestendigheid, met name de hoge hardheid en slijtvastheid, die zelfs bij een temperatuur van 500 °C in principe onveranderd blijven, heeft nog steeds een hoge hardheid bij 1000 ℃. Hardmetaal 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 hardmetaal
(1) Gereedschapsmateriaal
Hardmetaal is de grootste hoeveelheid gereedschapsmateriaal en kan worden gebruikt voor draaigereedschappen, frezen, schaafmachines, boren, enz. Wolfraam-kobaltcarbide is geschikt voor de bewerking van korte spanen van ferro- en non-ferrometalen en voor de bewerking van niet-metalen materialen, zoals gietijzer, gegoten messing, bakeliet, enz. Wolfraam-titanium-kobaltcarbide is geschikt voor de bewerking van lange termijn ferrometalen zoals staal. Spaanbewerking. Van vergelijkbare legeringen zijn legeringen met een hoger kobaltgehalte geschikt voor voorbewerking en legeringen met een lager kobaltgehalte voor nabewerking. Universele hardmetalen hebben een veel langere bewerkingstijd dan andere hardmetalen voor moeilijk te bewerken materialen zoals roestvrij staal.
(2) Malmateriaal
Hardmetaal wordt voornamelijk gebruikt voor koudbewerkingsmatrijzen, zoals koudtrekmatrijzen, koudstansmatrijzen, koudextrusiematrijzen en koudpijlermatrijzen.
Hardmetalen koudwalsmatrijzen moeten een goede slagvastheid, breuktaaiheid, vermoeiingssterkte, buigsterkte en slijtvastheid hebben onder de slijtvaste werkomstandigheden van impact of sterke impact. Er worden meestal legeringen met een gemiddelde en hoge kobaltgraad en een gemiddelde en grove korrel gebruikt, zoals YG15C.
Over het algemeen is de relatie tussen slijtvastheid en taaiheid van hardmetaal tegenstrijdig: een toename van de slijtvastheid leidt tot een afname van de taaiheid, en een toename van de taaiheid leidt onvermijdelijk tot een afname van de slijtvastheid. Daarom is het bij de keuze van legeringskwaliteiten noodzakelijk om te voldoen aan specifieke gebruikseisen, afhankelijk van het te bewerken object en de werkomstandigheden.
Als de geselecteerde kwaliteit gevoelig is voor vroegtijdige scheurvorming en beschadiging tijdens gebruik, moet de kwaliteit met een hogere taaiheid worden gekozen; als de geselecteerde kwaliteit gevoelig is voor vroegtijdige slijtage en beschadiging tijdens gebruik, moet de kwaliteit met een hogere hardheid en betere slijtvastheid worden gekozen. 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; het tegenovergestelde is waar.
(3) Meetgereedschappen en slijtvaste onderdelen
Hardmetaal wordt gebruikt voor slijtvaste oppervlakte-inlegstukken en onderdelen van meetinstrumenten, precisielagers van slijpmachines, geleideplaten en geleidestangen van centerless slijpmachines, bovenkanten van draaibanken en andere slijtvaste onderdelen.
Bindmiddelen zijn over het algemeen metalen uit de ijzergroep, meestal kobalt en nikkel.
Bij de productie van hardmetaal ligt de deeltjesgrootte van het geselecteerde grondstofpoeder tussen 1 en 2 micron en is de zuiverheid zeer hoog. De grondstoffen worden gedoseerd volgens de voorgeschreven verhouding en alcohol of andere media worden toegevoegd aan een natte kogelmolen om ze volledig te mengen en te verpulveren. Zeef het mengsel. Vervolgens wordt het mengsel gegranuleerd, geperst en verhit tot een temperatuur dicht bij het smeltpunt van het bindmiddel (1300-1500 °C). De geharde fase en het bindmiddel vormen een eutectische legering. Na afkoeling worden de geharde fasen verdeeld in het rooster van het bindmiddel en zijn ze nauw met elkaar verbonden om een solide geheel te vormen. De hardheid van hardmetaal is afhankelijk van het gehalte aan geharde fase en de korrelgrootte; hoe hoger het gehalte aan geharde fase en hoe fijner de korrels, hoe groter de hardheid. De taaiheid van hardmetaal wordt bepaald door het bindmiddel. Hoe hoger het gehalte aan bindmiddel, hoe hoger de buigsterkte.
In 1923 voegde Schlerter uit Duitsland 10% tot 20% kobalt toe aan wolfraamcarbidepoeder als bindmiddel en vond hij een nieuwe legering van wolfraamcarbide en kobalt uit. De hardheid is alleen te vergelijken met die van diamant. Het was de eerste hardmetaallegering die ooit werd gemaakt. Bij het snijden van staal met een gereedschap van deze legering slijt de snijkant snel en zal zelfs de snijkant barsten. In 1929 voegde Schwarzkov in de Verenigde Staten een bepaalde hoeveelheid wolfraamcarbide en titaniumcarbide toe aan de oorspronkelijke samenstelling, wat de prestaties van het gereedschap bij het snijden van staal verbeterde. Dit is een nieuwe prestatie in de geschiedenis van de ontwikkeling van hardmetaal.
Hardmetaal heeft een reeks uitstekende eigenschappen zoals hoge hardheid, slijtvastheid, goede sterkte en taaiheid, hittebestendigheid en corrosiebestendigheid, met name de hoge hardheid en slijtvastheid, die zelfs bij een temperatuur van 500 °C in principe onveranderd blijven, heeft nog steeds een hoge hardheid bij 1000℃. Hardmetaal 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 hardmetaalgereedschappen is nu honderden keren die van koolstofstaal.
Carbide kan ook worden gebruikt voor het maken van gereedschap voor het boren in gesteente, mijnbouwgereedschap, boorgereedschap, meetinstrumenten, slijtvaste onderdelen, metalen schuurmiddelen, cilinderbussen, precisielagers, spuitmonden, metalen mallen (zoals draadtrekmatrijzen, boutmatrijzen, moermatrijzen en diverse bevestigingsmatrijzen. De uitstekende prestaties van hardmetaal hebben geleidelijk de stalen mallen vervangen).
Later kwam ook gecoat hardmetaal op de markt. In 1969 ontwikkelde Zweden met succes een gereedschap met een coating van titaniumcarbide. De basis van het gereedschap is wolfraam-titanium-kobaltcarbide of wolfraam-kobaltcarbide. De dikte van de titaniumcarbidecoating op het oppervlak is slechts enkele micrometers, maar vergeleken met gereedschappen van hetzelfde merk met een legering is de levensduur drie keer langer en neemt de snijsnelheid met 25% tot 50% toe. In de jaren 70 verscheen een vierde generatie gecoat gereedschap voor het bewerken van moeilijk te bewerken materialen.
Hoe wordt hardmetaal gesinterd?
Hardmetaal is een metaalmateriaal dat wordt gemaakt door poedermetallurgie van carbiden en bindmiddelen van één of meer vuurvaste metalen.
Mbelangrijkste producerende landen
Er zijn meer dan 50 landen in de wereld die hardmetaal produceren, met een totale productie van 27.000-28.000 ton. De belangrijkste producenten zijn de Verenigde Staten, Rusland, Zweden, China, Duitsland, Japan, het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, enz. De wereldmarkt voor hardmetaal is in principe verzadigd. , de marktconcurrentie is zeer hevig. De Chinese hardmetaalindustrie begon vorm te krijgen in de late jaren 1950. Van de jaren 1960 tot de jaren 1970 ontwikkelde de Chinese hardmetaalindustrie zich snel. In het begin van de jaren 1990 bereikte China's totale productiecapaciteit van hardmetaal 6000 ton en de totale productie van hardmetaal bereikte 5000 ton, alleen overtroffen door In Rusland en de Verenigde Staten staat het op de derde plaats in de wereld.
WC-snijder
①Wolfraam en kobalt hardmetaal
De belangrijkste bestanddelen zijn wolfraamcarbide (WC) en het bindmiddel kobalt (Co).
De graad bestaat uit ‘YG’ (‘hard en kobalt’ in het Chinese Pinyin) en het percentage van het gemiddelde kobaltgehalte.
Bijvoorbeeld, YG8 betekent de gemiddelde WCo=8%, en de rest is wolfraam-kobaltcarbide van wolfraamcarbide.
TIC-messen
②Wolfraam-titanium-kobaltcarbide
De belangrijkste bestanddelen zijn wolfraamcarbide, titaancarbide (TiC) en kobalt.
De kwaliteit bestaat uit ‘YT’ (‘hard, titanium’, twee tekens in het Chinese Pinyin-voorvoegsel) en het gemiddelde gehalte aan titaniumcarbide.
YT15 betekent bijvoorbeeld gemiddeld WTi=15%, en de rest bestaat uit wolfraamcarbide en wolfraam-titanium-kobaltcarbide met kobaltgehalte.
Wolfraam Titanium Tantaal Gereedschap
③ Wolfraam-titanium-tantaal (niobium) hardmetaal
De belangrijkste componenten zijn wolfraamcarbide, titaniumcarbide, tantaalcarbide (of niobiumcarbide) en kobalt. Dit soort hardmetaal wordt ook wel algemeen hardmetaal of universeel hardmetaal genoemd.
De graad bestaat uit “YW” (het Chinese fonetische voorvoegsel van “hard” en “wan”) plus een volgnummer, bijvoorbeeld YW1.
Prestatiekenmerken
Hardmetalen gelaste inzetstukken
Hoge hardheid (86～93HRA, equivalent aan 69～81HRC);
Goede thermische hardheid (tot 900～1000℃, behoud 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 mallen en meetinstrumenten is de standtijd 20 tot 150 keer hoger dan die van gelegeerd gereedschapsstaal. Het kan harde materialen met een HRC van ongeveer 50 snijden.
Hardmetaal is echter bros en niet te bewerken, en het is moeilijk om integrale gereedschappen met complexe vormen te maken. Daarom worden er vaak bladen van verschillende vormen gemaakt, die door middel van lassen, lijmen, mechanisch klemmen, enz. op het gereedschapslichaam of de matrijs worden gemonteerd.
Speciaal gevormde staaf
Sinteren
Bij het sinteren van hardmetaal wordt het poeder in een staaf geperst. Vervolgens wordt het in een sinteroven verhit tot een bepaalde temperatuur (sintertemperatuur), gedurende een bepaalde tijd op die temperatuur gehouden (houdtijd) en vervolgens afgekoeld om een hardmetaalmateriaal met de gewenste eigenschappen te verkrijgen.
Het sinterproces van hardmetaal kan worden onderverdeeld in vier basisfasen:
1: In de fase van het verwijderen van het vormmiddel en het voorsinteren verandert het gesinterde lichaam als volgt:
Door het verwijderen van het vormmiddel, met de temperatuurstijging in de beginfase van het sinteren, ontleedt of verdampt het vormmiddel geleidelijk en wordt het gesinterde lichaam verwijderd. Het type, de hoeveelheid en het sinterproces zijn verschillend.
De oxiden op het oppervlak van het poeder worden gereduceerd. 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 neemt geleidelijk af, het bindende metaalpoeder begint zich te herstellen en te herkristalliseren, oppervlaktediffusie treedt op en de briketteringssterkte verbetert.
2: Vaste fase sinterfase (800℃–eutectische temperatuur)
Bij de temperatuur vóór het verschijnen van de vloeibare fase worden, naast het voortzetten van het proces van de vorige stap, de vaste-fasereactie en diffusie geïntensiveerd, wordt de plastische stroming verbeterd en krimpt het gesinterde lichaam aanzienlijk.
3: Vloeibare fase sinterfase (eutectische temperatuur – sintertemperatuur)
Zodra de vloeibare fase in het gesinterde lichaam verschijnt, vindt de krimp snel plaats, gevolgd door kristallografische transformatie om de basisstructuur en structuur van de legering te vormen.
4: Koelfase (sintertemperatuur – kamertemperatuur)
In dit stadium ondergaan de structuur en fasesamenstelling van de legering enkele veranderingen onder invloed van verschillende koelomstandigheden. Deze eigenschap kan worden gebruikt om het hardmetaal te verhitten om de fysieke en mechanische eigenschappen te verbeteren.
Plaatsingstijd: 11-04-2022
