Концепция цементированного карбида: композиционный материал, полученный методом порошковой металлургии, состоящий из соединения тугоплавкого металла (твердая фаза) и связанного металла (связанная фаза).
Матрица твердого сплава состоит из двух частей: одна часть — закаленная фаза, другая часть — связующий металл.
Закаленная фаза представляет собой карбид переходных металлов периодической таблицы элементов, таких как карбид вольфрама, карбид титана, карбид тантала, которые очень тверды и имеют температуру плавления более 2000 ℃, а некоторые даже более 4000 ℃.Кроме того, нитриды, бориды, силициды переходных металлов также обладают аналогичными свойствами и могут использоваться в качестве упрочняющих фаз в твердых сплавах.Наличие закаленной фазы определяет чрезвычайно высокую твердость и износостойкость сплава.
Связующими металлами обычно являются металлы группы железа, обычно кобальт и никель.Для изготовления твердого сплава подбирается порошок сырья с размером частиц от 1 до 2 микрон и высокой степенью чистоты.Сырье дозируют в соответствии с заданным соотношением состава, добавляют к спирту или другим средам в шаровой мельнице мокрого типа, мокрому измельчению до полного перемешивания, измельчают, сушат, просеивают и добавляют в воск или камедь и другие виды формования. агентов, а затем высушивают, просеивают и превращают в смесь.Затем смесь гранулируют, прессуют и нагревают почти до температуры плавления связанного металла (1300–1500 ℃), затвердевшая фаза и связанный металл образуют эвтектический сплав.После охлаждения затвердевшая фаза распределяется в решетке, состоящей из скрепленного металла, и тесно сцепляется друг с другом, образуя единое целое.Твердость твердого сплава зависит от содержания упрочняющей фазы и размера зерна, т. е. чем выше содержание упрочняющей фазы и чем мельче размер зерна, тем выше твердость.Прочность твердого сплава определяется связующим металлом, и чем выше содержание связующего металла, тем выше прочность на изгиб.
Основные характеристики твердого сплава:
1)Высокая твердость, высокая износостойкость.
2)Высокий модуль упругости
3)Высокая прочность на сжатие
4) Хорошая химическая стабильность (кислота, щелочь, стойкость к высокотемпературному окислению)
5) Низкая ударная вязкость
6)Низкий коэффициент расширения, тепло- и электропроводность, как у железа и его сплавов.
Применение цементированного карбида: современные инструментальные материалы, износостойкие материалы, материалы, устойчивые к высоким температурам и коррозии.
Преимущества твердосплавного инструмента (по сравнению с легированной сталью):
1) В геометрической прогрессии, в десятки или даже сотни раз, чтобы улучшить срок службы инструмента.
Срок службы металлорежущего инструмента может быть увеличен в 5-80 раз, срок службы калибра увеличен в 20-150 раз, срок службы пресс-формы увеличен в 50-100 раз.
2)Увеличьте скорость резки металла и скорость сверления корки в геометрической прогрессии и в десятки раз.
3)Улучшите точность размеров и качество поверхности обработанных деталей.
4) Возможна обработка труднообрабатываемых материалов, таких как жаропрочные сплавы, эффектные сплавы и сверхтвердый чугун, которые трудно обрабатывать быстрорежущей сталью.
5) Может изготавливать определенные коррозионно-стойкие или жаростойкие износостойкие детали, тем самым повышая точность и срок службы определенных машин и инструментов.
Классификация цементированного карбида:
1. Сплав типа WC-Co (вольфрамовое сверло): состоит из карбида вольфрама и кобальта.Иногда в режущий инструмент (иногда и в ведущий) в качестве добавок добавляют 2% и менее других карбидов (карбид тантала, карбид ниобия, карбид ванадия и др.).Высокий кобальт: 20-30%, средний кобальт: 10-15%, низкий кобальт: 3-8%.
2. Сплав типа WC-TiC-Co(вольфрам-железо-кобальт).
Сплав с низким содержанием титана: 4-6% TiC, 9-15% Co.
Сплав среднего подбородка: 10-20% TiC, 6-8% Co.
Сплав с высоким содержанием титана: 25–40 % TiC, 4–6 % Co.
3. Сплавы WC-TiC-TaC(NbC)-Co.
Сплав WC-TiC-Co имеет лучшую стойкость к высокотемпературному окислению, а также лучшую устойчивость к термическому удару, поэтому часто имеет более высокий срок службы инструмента.TiC: 5-15%, TaC(NbC): 2-10%, Co: 5-15%, остальное WC.
4. Цементированный карбид стали: состоит из карбида вольфрама или карбида титана и углеродистой стали или легированной стали.
5. Сплав на основе карбида титана: состоит из углерода, а не титана, металлического никеля и металлического молибдена или карбида молибдена (MoC).Суммарное содержание никеля и молибдена обычно составляет 20-30%.
Твердый сплав можно использовать для изготовления борфрез, лезвий с ЧПУ, фрез, дисковых ножей, продольных ножей, деревообрабатывающих лезвий, пильных полотен, твердосплавных стержней и т. д.
Время публикации: 7 июля 2023 г.