Сплав, изготовленный из твердого соединения тугоплавкого металла и связующего металла методом порошковой металлургии. Цементированный карбид обладает рядом превосходных свойств, таких как высокая твердость, износостойкость, хорошая прочность и ударная вязкость, термостойкость и коррозионная стойкость, особенно его высокая твердость и износостойкость, которые остаются практически неизменными даже при температуре 500 ° C. высокая твердость при 1000 ℃. Карбид широко используется в качестве инструментального материала, такого как токарные инструменты, фрезы, строгальные станки, сверла, расточные инструменты и т. д., для резки чугуна, цветных металлов, пластмасс, химических волокон, графита, стекла, камня и обычной стали. а также может использоваться для резки труднообрабатываемых материалов, таких как жаропрочная сталь, нержавеющая сталь, сталь с высоким содержанием марганца, инструментальная сталь и т. д. Скорость резания новых твердосплавных инструментов теперь в сотни раз превышает скорость резания углеродистой стали.
Применение твердого сплава
(1) Инструментальный материал
Твердый сплав представляет собой наибольшее количество инструментального материала, который можно использовать для изготовления токарных инструментов, фрез, строгальных станков, сверл и т. д. Среди них карбид вольфрама-кобальта подходит для короткостружечной обработки черных и цветных металлов и обработки неметаллические материалы, такие как чугун, литая латунь, бакелит и т.п.; Карбид вольфрама-титана-кобальта подходит для длительной обработки черных металлов, таких как сталь. Чиповая обработка. Среди подобных сплавов для черновой обработки подходят сплавы с большим содержанием кобальта, для чистовой обработки — с меньшим содержанием кобальта. Твердые сплавы общего назначения имеют гораздо более длительный срок службы, чем другие твердые сплавы, для труднообрабатываемых материалов, таких как нержавеющая сталь.
(2) Материал формы
Цементированный карбид в основном используется для изготовления штампов для холодной обработки, таких как штампы для холодной вытяжки, штампы для холодной штамповки, штампы для холодной экструзии и штампы для холодной штамповки.
Твердосплавные штампы для холодной высадки должны обладать хорошей ударной вязкостью, вязкостью разрушения, усталостной прочностью, прочностью на изгиб и хорошей износостойкостью в условиях износостойких рабочих условий при ударе или сильном ударе. Обычно используются сплавы со средним и высоким содержанием кобальта, а также средне- и крупнозернистые сплавы, например YG15C.
Вообще говоря, связь между износостойкостью и вязкостью твердого сплава противоречива: повышение износостойкости приведет к снижению вязкости, а повышение вязкости неизбежно приведет к снижению износостойкости. Поэтому при выборе марок сплавов необходимо учитывать конкретные требования использования в зависимости от объекта обработки и условий обработки.
Если выбранная марка склонна к раннему растрескиванию и повреждению во время использования, следует выбрать марку с более высокой прочностью; Если выбранная марка склонна к преждевременному износу и повреждению в процессе использования, следует выбрать марку с более высокой твердостью и лучшей износостойкостью. . Следующие марки: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C. Слева направо твердость уменьшается, износостойкость снижается, а ударная вязкость увеличивается; наоборот, верно обратное.
(3) Измерительные инструменты и износостойкие детали.
Твердый сплав применяется для изготовления износостойких поверхностей вставок и деталей измерительного инструмента, прецизионных подшипников шлифовальных машин, направляющих пластин и направляющих стержней бесцентровых шлифовальных машин, крышек токарных станков и других износостойких деталей.
Связующими металлами обычно являются металлы группы железа, обычно кобальт и никель.
При производстве цементированного карбида размер частиц выбранного порошка сырья составляет от 1 до 2 микрон, а чистота очень высока. Сырье распределяют в соответствии с заданным соотношением состава, а для мокрого измельчения в шаровой мельнице для мокрого измельчения добавляют спирт или другие среды, чтобы полностью перемешать и измельчить их. Просеять смесь. Затем смесь гранулируют, прессуют и нагревают до температуры, близкой к температуре плавления связующего металла (1300-1500 °С), при этом затвердевшая фаза и связующий металл образуют эвтектический сплав. После охлаждения затвердевшие фазы распределяются в сетке из связующего металла и тесно соединяются друг с другом, образуя единое целое. Твердость твердого сплава зависит от содержания закаленной фазы и размера зерна, то есть чем выше содержание закаленной фазы и чем мельче зерна, тем больше твердость. Прочность твердого сплава определяется связующим металлом. Чем выше содержание связующего металла, тем выше прочность на изгиб.
В 1923 году Шлертер из Германии добавил от 10% до 20% кобальта к порошку карбида вольфрама в качестве связующего и изобрел новый сплав карбида вольфрама и кобальта. По твердости он уступает только алмазу. Изготовлен первый твердый сплав. При резке стали инструментом из этого сплава режущая кромка быстро изнашивается, и даже режущая кромка трескается. В 1929 году Шварцков в США добавил в исходный состав некоторое количество карбида вольфрама и карбида титана, что улучшило характеристики инструмента при резании стали. Это еще одно достижение в истории разработки твердого сплава.
Цементированный карбид обладает рядом превосходных свойств, таких как высокая твердость, износостойкость, хорошая прочность и ударная вязкость, термостойкость и коррозионная стойкость, особенно его высокая твердость и износостойкость, которые остаются практически неизменными даже при температуре 500 ° C. высокая твердость при 1000 ℃. Карбид широко используется в качестве инструментального материала, такого как токарные инструменты, фрезы, строгальные станки, сверла, расточные инструменты и т. д., для резки чугуна, цветных металлов, пластмасс, химических волокон, графита, стекла, камня и обычной стали. а также может использоваться для резки труднообрабатываемых материалов, таких как жаропрочная сталь, нержавеющая сталь, сталь с высоким содержанием марганца, инструментальная сталь и т. д. Скорость резания новых твердосплавных инструментов теперь в сотни раз превышает скорость резания углеродистой стали.
Карбид также можно использовать для изготовления инструментов для бурения горных пород, горнодобывающих инструментов, буровых инструментов, измерительных инструментов, износостойких деталей, металлических абразивов, гильз цилиндров, прецизионных подшипников, сопел, металлических форм (например, волок для волочения проволоки, штампов для болтов, штампов для гаек). и различные формы для крепежа, превосходные характеристики цементированного карбида постепенно заменили предыдущие стальные формы).
Позже появился и твердый сплав с покрытием. В 1969 году Швеция успешно разработала инструмент с покрытием из карбида титана. Основа инструмента – карбид вольфрам-титан-кобальта или карбид вольфрама-кобальта. Толщина покрытия из карбида титана на поверхности составляет всего несколько микрон, но по сравнению с инструментами из сплавов той же марки срок службы увеличивается в 3 раза, а скорость резания увеличивается на 25–50%. В 1970-е годы появилось четвертое поколение инструментов с покрытием для резки труднообрабатываемых материалов.
Как спекается твердый сплав?
Цементированный карбид — это металлический материал, полученный методом порошковой металлургии из карбидов и связующих металлов одного или нескольких тугоплавких металлов.
Mосновные страны-производители
В мире более 50 стран производят твердый сплав общим объемом производства 27 000-28 000 тонн. Основными производителями являются США, Россия, Швеция, Китай, Германия, Япония, Великобритания, Франция и др. Мировой рынок цементированного карбида в основном насыщен. , конкуренция на рынке очень жесткая. Промышленность цементированного карбида Китая начала формироваться в конце 1950-х годов. С 1960-х по 1970-е годы индустрия цементированного карбида в Китае быстро развивалась. В начале 1990-х годов общая мощность производства цементированного карбида в Китае достигла 6000 тонн, а общий объем производства цементированного карбида достиг 5000 тонн, уступая только России и США и занимая третье место в мире.
резак для туалета
①Цементированный карбид вольфрама и кобальта
Основными компонентами являются карбид вольфрама (WC) и связующий кобальт (Co).
Его сорт состоит из «YG» («твердый и кобальт» на китайском языке пиньинь) и процента среднего содержания кобальта.
Например, YG8 означает средний WCo=8%, а остальное — карбид вольфрама-кобальта из карбида вольфрама.
ТИЦ ножи
②Карбид вольфрама-титана-кобальта
Основными компонентами являются карбид вольфрама, карбид титана (TiC) и кобальт.
Его марка состоит из «YT» («твердый титан» — два символа китайского префикса Пиньинь) и среднего содержания карбида титана.
Например, YT15 означает средний WTi=15%, а остальное — карбид вольфрама и карбид вольфрама-титана-кобальта с содержанием кобальта.
Вольфрам Титан Тантал Инструмент
③Цементированный карбид вольфрам-титан-тантал (ниобий)
Основными компонентами являются карбид вольфрама, карбид титана, карбид тантала (или карбид ниобия) и кобальт. Этот вид цементированного карбида также называют обычным цементированным карбидом или универсальным цементированным карбидом.
Его оценка состоит из «YW» (китайский фонетический префикс «жесткий» и «wan») плюс порядковый номер, например YW1.
ТТХ
Твердосплавные сварные вставки
Высокая твердость (86～93HRA, что эквивалентно 69～81HRC);
Хорошая термическая твердость (до 900～1000℃, 60HRC);
Хорошая стойкость к истиранию.
Режущие инструменты из твердого сплава работают в 4–7 раз быстрее, чем из быстрорежущей стали, а срок службы инструмента в 5–80 раз выше. При изготовлении форм и измерительных инструментов срок службы от 20 до 150 раз выше, чем у легированной инструментальной стали. Он может резать твердые материалы твердостью около 50HRC.
Однако цементированный карбид хрупок и не поддается механической обработке, а цельные инструменты сложной формы изготовить сложно. Поэтому часто изготавливают лопатки различной формы, которые устанавливаются на корпус инструмента или корпус формы путем сварки, склеивания, механического зажима и т.п.
Бар специальной формы
Спекание
Формовка для спекания цементированного карбида заключается в прессовании порошка в заготовку, а затем введении в печь для спекания для нагрева до определенной температуры (температуры спекания), выдержке ее в течение определенного времени (времени выдержки), а затем ее охлаждении для получения цементированного карбида. твердосплавный материал с необходимыми свойствами.
Процесс спекания цементированного карбида можно разделить на четыре основных этапа:
1: На этапе удаления формообразователя и предварительного спекания спеченное изделие изменяется следующим образом:
Удаление формовочной массы, при повышении температуры на начальном этапе спекания формовочная масса постепенно разлагается или испаряется, и спеченное изделие исключается. Тип, количество и процесс спекания различны.
Оксиды на поверхности порошка восстанавливаются. При температуре спекания водород может восстанавливать оксиды кобальта и вольфрама. Если формовочный агент удалить в вакууме и спекать, реакция углерод-кислород не будет сильной. Контактное напряжение между частицами порошка постепенно устраняется, связующий металлический порошок начинает восстанавливаться и рекристаллизоваться, начинает происходить поверхностная диффузия, повышается прочность при брикетировании.
2: Стадия твердофазного спекания (800 ℃ – эвтектическая температура).
При температуре до появления жидкой фазы, помимо продолжения процесса предыдущей стадии, интенсифицируются твердофазная реакция и диффузия, усиливается пластическое течение, происходит значительная усадка спеченного изделия.
3: Стадия спекания в жидкой фазе (температура эвтектики – температура спекания)
При появлении жидкой фазы в спеченном изделии быстро завершается усадка с последующим кристаллографическим превращением с формированием основной структуры и структуры сплава.
4: Стадия охлаждения (температура спекания – комнатная температура)
На этом этапе структура и фазовый состав сплава претерпевают некоторые изменения при различных условиях охлаждения. Эту функцию можно использовать для нагрева цементированного карбида для улучшения его физических и механических свойств.
Время публикации: 11 апреля 2022 г.
