Ταξινόμηση και απόδοση υλικών εργαλείων από τσιμεντωμένο καρβίδιο

1. ΣκληρότηταΤο τσιμεντωμένο καρβίδιο περιέχει μεγάλη ποσότητα σκληρών καρβιδίων (όπως WC, TiC), καθιστώντας τη σκληρότητά του πολύ υψηλότερη από αυτή των υλικών ταχυχάλυβα. Όσο υψηλότερη είναι η σκληρότητα του τσιμεντωμένου καρβιδίου, τόσο καλύτερη είναι η αντοχή του στη φθορά, η οποία είναι γενικά πολύ υψηλότερη από αυτή του ταχυχάλυβα.

Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε φάση συνδετικού κοβαλτίου, τόσο χαμηλότερη είναι η σκληρότητα του κράματος.

Δεδομένου ότι το TiC είναι σκληρότερο από το WC, τα κράματα WC-TiC-Co έχουν υψηλότερη σκληρότητα από τα κράματα WC-Co. Όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα σε TiC, τόσο υψηλότερη είναι η σκληρότητα.

Η προσθήκη TaC σε κράματα WC-Co αυξάνει τη σκληρότητα κατά περίπου 40 έως 100 HV, ενώ η προσθήκη NbC την αυξάνει κατά 70 έως 150 HV.

2. ΑντοχήΗ αντοχή σε κάμψη του τσιμενταρισμένου καρβιδίου είναι μόνο περίπου το 1/3 έως το 1/2 αυτής των υλικών χάλυβα υψηλής ταχύτητας.

Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε κοβάλτιο, τόσο υψηλότερη είναι η αντοχή του κράματος.

Τα κράματα που περιέχουν TiC έχουν χαμηλότερη αντοχή από εκείνα χωρίς TiC· όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα σε TiC, τόσο χαμηλότερη είναι η αντοχή.

Η προσθήκη TaC στο καρβίδιο με τσιμέντο WC-TiC-Co αυξάνει την αντοχή του στην κάμψη και ενισχύει σημαντικά την αντοχή της κοπτικής ακμής σε θραύση και θραύση. Καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε TaC, βελτιώνεται και η αντοχή σε κόπωση.

Η αντοχή σε θλίψη του τσιμεντοειδούς καρβιδίου είναι 30% έως 50% υψηλότερη από αυτή του χάλυβα υψηλής ταχύτητας.

3. ΑνθεκτικότηταΗ ανθεκτικότητα του τσιμεντοειδούς καρβιδίου είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του χάλυβα υψηλής ταχύτητας.

Τα κράματα που περιέχουν TiC έχουν χαμηλότερη σκληρότητα από εκείνα χωρίς TiC· καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε TiC, η σκληρότητα μειώνεται.

Στα κράματα WC-TiC-Co, η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας TaC μπορεί να αυξήσει την ανθεκτικότητα κατά περίπου 10% διατηρώντας παράλληλα την αντοχή στη θερμότητα και τη φθορά.

Λόγω της χαμηλότερης σκληρότητάς του, το τσιμεντωμένο καρβίδιο δεν είναι κατάλληλο για συνθήκες με ισχυρές κρούσεις ή δονήσεις, ειδικά σε χαμηλές ταχύτητες κοπής όπου η πρόσφυση και το ξεφλούδισμα είναι πιο έντονα.

4. Θερμικές Φυσικές Ιδιότητες Η θερμική αγωγιμότητα του τσιμεντοειδούς καρβιδίου είναι περίπου 2 έως 3 φορές υψηλότερη από αυτή του χάλυβα υψηλής ταχύτητας.

Δεδομένου ότι η θερμική αγωγιμότητα του TiC είναι χαμηλότερη από αυτή του WC, τα κράματα WC-TiC-Co έχουν χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα από τα κράματα WC-Co. Όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα σε TiC, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμική αγωγιμότητα.

5. Αντίσταση στη θερμότηταΤο τσιμεντωμένο καρβίδιο έχει πολύ υψηλότερη αντοχή στη θερμότητα από τον χάλυβα υψηλής ταχύτητας και μπορεί να εκτελέσει κοπή στους 800 έως 1000°C με καλή αντοχή στην πλαστική παραμόρφωση σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η προσθήκη TiC αυξάνει τη σκληρότητα σε υψηλές θερμοκρασίες. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία μαλάκυνσης του TiC είναι υψηλότερη από αυτή των WC, η σκληρότητα των κραμάτων WC-TiC-Co μειώνεται πιο αργά με τη θερμοκρασία σε σχέση με τα κράματα WC-Co. Όσο περισσότερο TiC και λιγότερο κοβάλτιο, τόσο μικρότερη είναι η μείωση.

Η προσθήκη TaC ή NbC (με υψηλότερες θερμοκρασίες μαλάκυνσης από το TiC) αυξάνει περαιτέρω τη σκληρότητα και την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.

6. Ιδιότητες αντι-πρόσφυσης Η θερμοκρασία πρόσφυσης του τσιμεντοειδούς καρβιδίου είναι υψηλότερη από αυτή του χάλυβα υψηλής ταχύτητας, δίνοντάς του καλύτερη αντοχή στη φθορά πρόσφυσης.

Η θερμοκρασία πρόσφυσης του κοβαλτίου με τον χάλυβα είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή των WC· καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε κοβάλτιο, η θερμοκρασία πρόσφυσης μειώνεται.

Η θερμοκρασία πρόσφυσης του TiC είναι υψηλότερη από αυτή του WC, επομένως τα κράματα WC-TiC-Co έχουν υψηλότερη θερμοκρασία πρόσφυσης (περίπου 100°C υψηλότερη) από τα κράματα WC-Co. Το TiO2 που σχηματίζεται σε υψηλές θερμοκρασίες κατά την κοπή μειώνει την πρόσφυση.

Τα TaC και NbC έχουν υψηλότερες θερμοκρασίες πρόσφυσης από το TiC, βελτιώνοντας τις αντικολλητικές ιδιότητες. Η συγγένεια του TaC με τα υλικά των τεμαχίων εργασίας είναι μόνο ένα κλάσμα έως μερικά δέκατα της συγγένειας WC.

7. Χημική Σταθερότητα Η αντοχή στη φθορά των εργαλείων από τσιμεντωμένο καρβίδιο είναι στενά συνδεδεμένη με τη φυσική και χημική τους σταθερότητα σε θερμοκρασίες λειτουργίας.

Η θερμοκρασία οξείδωσης του τσιμεντοειδούς καρβιδίου είναι υψηλότερη από αυτή του χάλυβα υψηλής ταχύτητας.

Η θερμοκρασία οξείδωσης του TiC είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των WC, επομένως τα κράματα WC-TiC-Co αποκτούν μικρότερο βάρος οξείδωσης σε υψηλές θερμοκρασίες από τα κράματα WC-Co. Όσο περισσότερο TiC, τόσο ισχυρότερη είναι η αντοχή στην οξείδωση.

Η θερμοκρασία οξείδωσης του TaC είναι επίσης υψηλότερη από αυτή των WC, και τα κράματα με TaC και NbC έχουν βελτιωμένη αντοχή στην οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, η υψηλότερη περιεκτικότητα σε κοβάλτιο διευκολύνει την οξείδωση.