Ένα κράμα κατασκευασμένο από μια σκληρή ένωση ενός πυρίμαχου μετάλλου και ενός συνδετικού μετάλλου μέσω μιας διαδικασίας μεταλλουργίας σκόνης. Το τσιμεντωμένο καρβίδιο έχει μια σειρά από εξαιρετικές ιδιότητες όπως υψηλή σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, καλή αντοχή και ανθεκτικότητα, αντοχή στη θερμότητα και αντοχή στη διάβρωση, ιδιαίτερα η υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, οι οποίες παραμένουν ουσιαστικά αμετάβλητες ακόμη και σε θερμοκρασία 500 °C, εξακολουθούν να έχουν υψηλή σκληρότητα στους 1000℃. Το καρβίδιο χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικό εργαλείων, όπως εργαλεία τόρνευσης, φρέζες, πλάνες, τρυπάνια, εργαλεία διάτρησης κ.λπ., για την κοπή χυτοσιδήρου, μη σιδηρούχων μετάλλων, πλαστικών, χημικών ινών, γραφίτη, γυαλιού, πέτρας και συνηθισμένου χάλυβα, και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κοπή υλικών που είναι δύσκολα στην κατεργασία, όπως χάλυβας ανθεκτικός στη θερμότητα, ανοξείδωτος χάλυβας, χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, χάλυβας εργαλείων κ.λπ. Η ταχύτητα κοπής των νέων εργαλείων καρβιδίου είναι πλέον εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα άνθρακα.
Εφαρμογή τσιμεντοειδούς καρβιδίου
(1) Υλικό εργαλείου
Το καρβίδιο είναι η μεγαλύτερη ποσότητα υλικού εργαλείων, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εργαλείων τόρνευσης, φρεζών, πλάνων, τρυπανιών κ.λπ. Μεταξύ αυτών, το καρβίδιο βολφραμίου-κοβαλτίου είναι κατάλληλο για την επεξεργασία σιδηρούχων και μη σιδηρούχων μετάλλων σε μικρά θραύσματα και την επεξεργασία μη μεταλλικών υλικών, όπως χυτοσίδηρος, χυτοσίδηρος, βακελίτης κ.λπ.· το καρβίδιο βολφραμίου-τιτανίου-κοβαλτίου είναι κατάλληλο για μακροχρόνια επεξεργασία σιδηρούχων μετάλλων όπως ο χάλυβας. Κατεργασία θραυσμάτων. Μεταξύ παρόμοιων κραμάτων, αυτά με μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε κοβάλτιο είναι κατάλληλα για ακατέργαστη κατεργασία, ενώ αυτά με λιγότερη περιεκτικότητα σε κοβάλτιο είναι κατάλληλα για φινίρισμα. Τα καρβίδια γενικής χρήσης με τσιμέντο έχουν πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής κατεργασίας από άλλα καρβίδια με τσιμέντο για υλικά δύσκολα στην κατεργασία, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας.
(2) Υλικό καλουπιού
Το τσιμενταρισμένο καρβίδιο χρησιμοποιείται κυρίως για μήτρες ψυχρής κατεργασίας, όπως μήτρες ψυχρής έλξης, μήτρες ψυχρής διάτρησης, μήτρες ψυχρής εξώθησης και μήτρες ψυχρής προεξοχής.
Οι μήτρες ψυχρής κεφαλής καρβιδίου πρέπει να έχουν καλή αντοχή σε κρούση, αντοχή σε θραύση, αντοχή σε κόπωση, αντοχή σε κάμψη και καλή αντοχή στη φθορά υπό συνθήκες εργασίας ανθεκτικές στη φθορά σε κρούση ή ισχυρή κρούση. Συνήθως χρησιμοποιούνται μεσαίες και υψηλές ποιότητες κοβαλτίου και μεσαίων και χονδρόκοκκων κραμάτων, όπως το YG15C.
Γενικά, η σχέση μεταξύ αντοχής στη φθορά και σκληρότητας του τσιμεντοειδούς καρβιδίου είναι αντιφατική: η αύξηση της αντοχής στη φθορά θα οδηγήσει σε μείωση της σκληρότητας και η αύξηση της σκληρότητας αναπόφευκτα θα οδηγήσει σε μείωση της αντοχής στη φθορά. Επομένως, κατά την επιλογή τύπων κραμάτων, είναι απαραίτητο να πληρούνται οι συγκεκριμένες απαιτήσεις χρήσης ανάλογα με το αντικείμενο επεξεργασίας και τις συνθήκες εργασίας.
Εάν η επιλεγμένη ποιότητα είναι επιρρεπής σε πρόωρες ρωγμές και ζημιές κατά τη χρήση, θα πρέπει να επιλεγεί η ποιότητα με υψηλότερη σκληρότητα. Εάν η επιλεγμένη ποιότητα είναι επιρρεπής σε πρόωρη φθορά και ζημιές κατά τη χρήση, θα πρέπει να επιλεγεί η ποιότητα με υψηλότερη σκληρότητα και καλύτερη αντοχή στη φθορά. Οι ακόλουθες ποιότητες: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Από αριστερά προς τα δεξιά, η σκληρότητα μειώνεται, η αντοχή στη φθορά μειώνεται και η σκληρότητα αυξάνεται. Αντίθετα, ισχύει το αντίθετο.
(3) Εργαλεία μέτρησης και εξαρτήματα ανθεκτικά στη φθορά
Το καρβίδιο χρησιμοποιείται για ένθετα επιφανειών ανθεκτικά στη φθορά και μέρη εργαλείων μέτρησης, ρουλεμάν ακριβείας λειαντήρων, πλάκες οδηγών και ράβδους οδηγών λειαντήρων χωρίς κέντρο, κορυφές τόρνων και άλλα μέρη ανθεκτικά στη φθορά.
Τα συνδετικά μέταλλα είναι γενικά μέταλλα της ομάδας του σιδήρου, συνήθως κοβάλτιο και νικέλιο.
Κατά την παραγωγή τσιμεντοειδούς καρβιδίου, το μέγεθος των σωματιδίων της επιλεγμένης σκόνης πρώτης ύλης είναι μεταξύ 1 και 2 μικρών και η καθαρότητα είναι πολύ υψηλή. Οι πρώτες ύλες αναμειγνύονται σύμφωνα με την προβλεπόμενη αναλογία σύνθεσης και προστίθεται αλκοόλη ή άλλα μέσα σε υγρή άλεση σε έναν υγρό σφαιρόμυλο για να αναμειχθούν πλήρως και να κονιοποιηθούν. Κοσκινίστε το μείγμα. Στη συνέχεια, το μείγμα κοκκοποιείται, συμπιέζεται και θερμαίνεται σε θερμοκρασία κοντά στο σημείο τήξης του συνδετικού μετάλλου (1300-1500 °C). Η σκληρυμένη φάση και το συνδετικό μέταλλο σχηματίζουν ένα ευτηκτικό κράμα. Μετά την ψύξη, οι σκληρυμένες φάσεις κατανέμονται στο πλέγμα που αποτελείται από το συνδετικό μέταλλο και συνδέονται στενά μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα στερεό σύνολο. Η σκληρότητα του τσιμεντοειδούς καρβιδίου εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε σκληρυμένη φάση και το μέγεθος των κόκκων, δηλαδή, όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε σκληρυμένη φάση και όσο λεπτότεροι είναι οι κόκκοι, τόσο μεγαλύτερη είναι η σκληρότητα. Η ανθεκτικότητα του τσιμεντοειδούς καρβιδίου καθορίζεται από το συνδετικό μέταλλο. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε συνδετικό μέταλλο, τόσο υψηλότερη είναι η αντοχή στην κάμψη.
Το 1923, ο Schlerter της Γερμανίας πρόσθεσε 10% έως 20% κοβάλτιο σε σκόνη καρβιδίου βολφραμίου ως συνδετικό υλικό και εφηύρε ένα νέο κράμα καρβιδίου βολφραμίου και κοβαλτίου. Η σκληρότητα είναι δεύτερη μόνο μετά το διαμάντι. Το πρώτο τσιμεντωμένο καρβίδιο κατασκευάστηκε. Κατά την κοπή χάλυβα με ένα εργαλείο κατασκευασμένο από αυτό το κράμα, η κοπτική άκρη φθείρεται γρήγορα και ακόμη και η κοπτική άκρη ραγίζει. Το 1929, ο Schwarzkov στις Ηνωμένες Πολιτείες πρόσθεσε μια ορισμένη ποσότητα καρβιδίων καρβιδίου βολφραμίου και καρβιδίου τιτανίου στην αρχική σύνθεση, γεγονός που βελτίωσε την απόδοση του εργαλείου στην κοπή χάλυβα. Αυτό είναι ένα ακόμη επίτευγμα στην ιστορία της ανάπτυξης τσιμεντωμένου καρβιδίου.
Το τσιμεντοειδές καρβίδιο έχει μια σειρά από εξαιρετικές ιδιότητες όπως υψηλή σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, καλή αντοχή και σκληρότητα, αντοχή στη θερμότητα και αντοχή στη διάβρωση, ιδιαίτερα η υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, οι οποίες παραμένουν ουσιαστικά αμετάβλητες ακόμη και σε θερμοκρασία 500 °C, εξακολουθούν να έχουν υψηλή σκληρότητα στους 1000℃. Το καρβίδιο χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικό εργαλείων, όπως εργαλεία τόρνευσης, φρέζες, πλάνες, τρυπάνια, εργαλεία διάτρησης κ.λπ., για την κοπή χυτοσιδήρου, μη σιδηρούχων μετάλλων, πλαστικών, χημικών ινών, γραφίτη, γυαλιού, πέτρας και συνηθισμένου χάλυβα, και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κοπή υλικών που είναι δύσκολα στην κατεργασία, όπως χάλυβας ανθεκτικός στη θερμότητα, ανοξείδωτος χάλυβας, χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο, χάλυβας εργαλείων κ.λπ. Η ταχύτητα κοπής των νέων εργαλείων καρβιδίου είναι πλέον εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα άνθρακα.
Το καρβίδιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εργαλείων γεώτρησης βράχου, εργαλείων εξόρυξης, εργαλείων γεώτρησης, εργαλείων μέτρησης, ανθεκτικών στη φθορά εξαρτημάτων, μεταλλικών λειαντικών, κυλινδρικών επενδύσεων, ρουλεμάν ακριβείας, ακροφυσίων, μεταλλικών καλουπιών (όπως μήτρες έλξης σύρματος, μήτρες μπουλονιών, μήτρες περικοχλίων και διάφορα καλούπια στερέωσης, η εξαιρετική απόδοση του τσιμενταρισμένου καρβιδίου αντικατέστησε σταδιακά τα προηγούμενα χαλύβδινα καλούπια).
Αργότερα, κυκλοφόρησε και το επικαλυμμένο με τσιμέντο καρβίδιο. Το 1969, η Σουηδία ανέπτυξε με επιτυχία ένα εργαλείο επικαλυμμένο με καρβίδιο τιτανίου. Η βάση του εργαλείου είναι καρβίδιο βολφραμίου-τιτανίου-κοβαλτίου ή καρβίδιο βολφραμίου-κοβαλτίου. Το πάχος της επικάλυψης καρβιδίου τιτανίου στην επιφάνεια είναι μόνο μερικά μικρά, αλλά σε σύγκριση με τα ίδια κράματα εργαλείων, η διάρκεια ζωής παρατείνεται κατά 3 φορές και η ταχύτητα κοπής αυξάνεται κατά 25% έως 50%. Τη δεκαετία του 1970, εμφανίστηκε μια τέταρτη γενιά επικαλυμμένων εργαλείων για την κοπή υλικών που είναι δύσκολα στην κατεργασία.
Πώς γίνεται η σύντηξη του τσιμεντωμένου καρβιδίου;
Το τσιμεντωμένο καρβίδιο είναι ένα μεταλλικό υλικό που κατασκευάζεται με μεταλλουργία σκόνης καρβιδίων και συνδετικών μετάλλων ενός ή περισσότερων πυρίμαχων μετάλλων.
Mσημαντικές χώρες παραγωγής
Υπάρχουν περισσότερες από 50 χώρες στον κόσμο που παράγουν τσιμεντωμένο καρβίδιο, με συνολική παραγωγή 27.000-28.000 τόνων. Οι κύριοι παραγωγοί είναι οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ρωσία, η Σουηδία, η Κίνα, η Γερμανία, η Ιαπωνία, το Ηνωμένο Βασίλειο, η Γαλλία κ.λπ. Η παγκόσμια αγορά τσιμεντωμένου καρβιδίου είναι ουσιαστικά κορεσμένη, ο ανταγωνισμός στην αγορά είναι πολύ έντονος. Η βιομηχανία τσιμεντωμένου καρβιδίου της Κίνας άρχισε να διαμορφώνεται στα τέλη της δεκαετίας του 1950. Από τη δεκαετία του 1960 έως τη δεκαετία του 1970, η βιομηχανία τσιμεντωμένου καρβιδίου της Κίνας αναπτύχθηκε ραγδαία. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, η συνολική παραγωγική ικανότητα τσιμεντωμένου καρβιδίου της Κίνας έφτασε τους 6.000 τόνους και η συνολική παραγωγή τσιμεντωμένου καρβιδίου έφτασε τους 5.000 τόνους, δεύτερη μόνο μετά τη Ρωσία και τις Ηνωμένες Πολιτείες, κατατάσσοντας την τρίτη στον κόσμο.
Κόφτης WC
①Καρβίδιο με τσιμέντο βολφραμίου και κοβαλτίου
Τα κύρια συστατικά είναι το καρβίδιο του βολφραμίου (WC) και το συνδετικό κοβάλτιο (Co).
Η ποιότητά του αποτελείται από το "YG" ("σκληρό και κοβάλτιο" στα κινέζικα Pinyin) και το ποσοστό της μέσης περιεκτικότητας σε κοβάλτιο.
Για παράδειγμα, το YG8 σημαίνει ότι το μέσο WCo=8% και το υπόλοιπο είναι καρβίδιο βολφραμίου-κοβαλτίου του καρβιδίου του βολφραμίου.
Μαχαίρια TIC
②Καρβίδιο βολφραμίου-τιτανίου-κοβαλτίου
Τα κύρια συστατικά είναι το καρβίδιο του βολφραμίου, το καρβίδιο του τιτανίου (TiC) και το κοβάλτιο.
Η ποιότητά του αποτελείται από το "YT" ("σκληρό, τιτάνιο" δύο χαρακτήρες στο πρόθεμα κινεζικού Pinyin) και τη μέση περιεκτικότητα σε καρβίδιο του τιτανίου.
Για παράδειγμα, το YT15 σημαίνει μέσο WTi=15% και το υπόλοιπο είναι καρβίδιο βολφραμίου και καρβίδιο βολφραμίου-τιτανίου-κοβαλτίου με περιεκτικότητα σε κοβάλτιο.
Εργαλείο βολφραμίου-τιτανίου-τανταλίου
③Καρβίδιο τσιμέντου βολφραμίου-τιτανίου-τανταλίου (νιόβιου)
Τα κύρια συστατικά είναι το καρβίδιο του βολφραμίου, το καρβίδιο του τιτανίου, το καρβίδιο του τανταλίου (ή καρβίδιο του νιοβίου) και το κοβάλτιο. Αυτό το είδος τσιμεντωμένου καρβιδίου ονομάζεται επίσης γενικό τσιμεντωμένο καρβίδιο ή καθολικό τσιμεντωμένο καρβίδιο.
Ο βαθμός του αποτελείται από το «YW» (το κινεζικό φωνητικό πρόθεμα των «hard» και «wan») συν έναν αύξοντα αριθμό, όπως το YW1.
Χαρακτηριστικά απόδοσης
Ένθετα συγκολλημένα με καρβίδιο
Υψηλή σκληρότητα (86~93HRA, ισοδύναμη με 69~81HRC).
Καλή θερμική σκληρότητα (μέχρι 900~1000℃, κρατήστε 60HRC)
Καλή αντοχή στην τριβή.
Τα εργαλεία κοπής καρβιδίου είναι 4 έως 7 φορές ταχύτερα από τον χάλυβα υψηλής ταχύτητας και η διάρκεια ζωής του εργαλείου είναι 5 έως 80 φορές υψηλότερη. Κατά την κατασκευή καλουπιών και εργαλείων μέτρησης, η διάρκεια ζωής είναι 20 έως 150 φορές υψηλότερη από αυτή του κράματος χάλυβα εργαλείων. Μπορεί να κόψει σκληρά υλικά περίπου 50HRC.
Ωστόσο, το τσιμεντωμένο καρβίδιο είναι εύθραυστο και δεν μπορεί να υποστεί μηχανική κατεργασία, και είναι δύσκολο να κατασκευαστούν ολοκληρωμένα εργαλεία με σύνθετα σχήματα. Επομένως, συχνά κατασκευάζονται λεπίδες διαφορετικών σχημάτων, οι οποίες εγκαθίστανται στο σώμα του εργαλείου ή στο σώμα του καλουπιού με συγκόλληση, συγκόλληση, μηχανική σύσφιξη κ.λπ.
Μπάρα ειδικού σχήματος
Πυροσυσσωμάτωση
Η χύτευση με τσιμενταρισμένο καρβίδιο είναι η συμπίεση της σκόνης σε ένα τσιμέντο και στη συνέχεια η εισαγωγή της στον κλίβανο σύντηξης για θέρμανση σε μια ορισμένη θερμοκρασία (θερμοκρασία σύντηξης), η διατήρησή της για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα (χρόνος συγκράτησης) και στη συνέχεια η ψύξη της για να ληφθεί ένα υλικό τσιμενταρισμένου καρβιδίου με τις απαιτούμενες ιδιότητες.
Η διαδικασία σύντηξης με τσιμεντωμένο καρβίδιο μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα βασικά στάδια:
1: Στο στάδιο της αφαίρεσης του παράγοντα σχηματισμού και της προ-πυροσυσσωμάτωσης, το πυροσυσσωματωμένο σώμα αλλάζει ως εξής:
Με την αφαίρεση του χυτευτικού παράγοντα, με την αύξηση της θερμοκρασίας στο αρχικό στάδιο της πυροσυσσωμάτωσης, ο χυτευτικός παράγοντας αποσυντίθεται σταδιακά ή εξατμίζεται και το πυροσυσσωματωμένο σώμα αποκλείεται. Ο τύπος, η ποσότητα και η διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης είναι διαφορετικά.
Τα οξείδια στην επιφάνεια της σκόνης ανάγονται. Στη θερμοκρασία σύντηξης, το υδρογόνο μπορεί να ανάγει τα οξείδια του κοβαλτίου και του βολφραμίου. Εάν ο παράγοντας σχηματισμού αφαιρεθεί υπό κενό και συντήκεται, η αντίδραση άνθρακα-οξυγόνου δεν είναι ισχυρή. Η τάση επαφής μεταξύ των σωματιδίων της σκόνης εξαλείφεται σταδιακά, η μεταλλική σκόνη σύνδεσης αρχίζει να ανακτάται και να ανακρυσταλλώνεται, αρχίζει να εμφανίζεται η επιφανειακή διάχυση και η αντοχή σε μπρικετοποίηση βελτιώνεται.
2: Στάδιο πυροσυσσωμάτωσης στερεάς φάσης (800℃–ευτηκτική θερμοκρασία)
Στη θερμοκρασία πριν από την εμφάνιση της υγρής φάσης, εκτός από τη συνέχιση της διαδικασίας του προηγούμενου σταδίου, η αντίδραση και η διάχυση στερεάς φάσης εντείνονται, η πλαστική ροή ενισχύεται και το πυροσυσσωματωμένο σώμα συρρικνώνεται σημαντικά.
3: Στάδιο σύντηξης υγρής φάσης (ευτηκτική θερμοκρασία – θερμοκρασία σύντηξης)
Όταν η υγρή φάση εμφανίζεται στο πυροσυσσωματωμένο σώμα, η συρρίκνωση ολοκληρώνεται γρήγορα, ακολουθούμενη από κρυσταλλογραφικό μετασχηματισμό για να σχηματιστεί η βασική δομή και δομή του κράματος.
4: Στάδιο ψύξης (θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης – θερμοκρασία δωματίου)
Σε αυτό το στάδιο, η δομή και η σύνθεση φάσης του κράματος υφίστανται κάποιες αλλαγές με διαφορετικές συνθήκες ψύξης. Αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του τσιμεντωμένου καρβιδίου για τη βελτίωση των φυσικών και μηχανικών του ιδιοτήτων.
Ώρα δημοσίευσης: 11 Απριλίου 2022
