Un material de aliaxe feito dun composto duro dun metal refractario e un metal aglutinante mediante un proceso de metalurxia en po. O carburo cementado ten unha serie de excelentes propiedades, como alta dureza, resistencia ao desgaste, boa resistencia e tenacidade, resistencia á calor e resistencia á corrosión, especialmente a súa alta dureza e resistencia ao desgaste, que permanecen basicamente inalteradas mesmo a unha temperatura de 500 °C, aínda que teñen unha alta dureza a 1000 ℃. O carburo úsase amplamente como material para ferramentas, como ferramentas de torneado, fresas, cepilladoras, brocas, ferramentas de mandrinado, etc., para cortar ferro fundido, metais non ferrosos, plásticos, fibras químicas, grafito, vidro, pedra e aceiro ordinario, e tamén se pode usar para cortar materiais difíciles de mecanizar, como aceiro resistente á calor, aceiro inoxidable, aceiro con alto contido de manganeso, aceiro para ferramentas, etc. A velocidade de corte das novas ferramentas de carburo é agora centos de veces maior que a do aceiro ao carbono.
Aplicación de carburo cementado
(1) Material da ferramenta
O carburo é a maior cantidade de material para ferramentas, que se pode usar para fabricar ferramentas de torneado, fresas, cepilladoras, brocas, etc. Entre elas, o carburo de tungsteno-cobalto é axeitado para o procesamento de virutas curtas de metais ferrosos e non ferrosos e o procesamento de materiais non metálicos, como ferro fundido, latón fundido, baquelita, etc.; o carburo de tungsteno-titanio-cobalto é axeitado para o procesamento a longo prazo de metais ferrosos como o aceiro. Mecanizado de virutas. Entre aliaxes similares, as que teñen máis contido de cobalto son axeitadas para o mecanizado en bruto e as que teñen menos contido de cobalto son axeitadas para o acabado. Os carburos cementados de uso xeral teñen unha vida útil de mecanizado moito máis longa que outros carburos cementados para materiais difíciles de mecanizar, como o aceiro inoxidable.
(2) Material do molde
O carburo cementado úsase principalmente para matrices de traballo en frío, como matrices de estiramento en frío, matrices de punzonado en frío, matrices de extrusión en frío e matrices de peirao frío.
As matrices de remate en frío de carburo deben ter unha boa tenacidade ao impacto, tenacidade á fractura, resistencia á fatiga, resistencia á flexión e boa resistencia ao desgaste en condicións de traballo resistentes ao desgaste de impacto ou impacto forte. Normalmente úsanse aliaxes de cobalto medio e alto e de gran medio e groso, como YG15C.
En xeral, a relación entre a resistencia ao desgaste e a tenacidade do carburo cementado é contraditoria: o aumento da resistencia ao desgaste levará á diminución da tenacidade e o aumento da tenacidade levará inevitablemente á diminución da resistencia ao desgaste. Polo tanto, ao seleccionar as calidades de aliaxe, é necesario cumprir os requisitos de uso específicos segundo o obxecto de procesamento e as condicións de traballo do procesamento.
Se a calidade seleccionada é propensa a rachar e danos prematuros durante o uso, débese seleccionar a calidade con maior tenacidade; se a calidade seleccionada é propensa a desgaste e danos prematuros durante o uso, débese seleccionar a calidade con maior dureza e mellor resistencia ao desgaste. . As seguintes calidades: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C De esquerda a dereita, a dureza diminúe, a resistencia ao desgaste diminúe e a tenacidade aumenta; pola contra, ocorre o contrario.
(3) Ferramentas de medición e pezas resistentes ao desgaste
O carburo úsase para incrustacións superficiais resistentes ao desgaste e pezas de ferramentas de medición, rolamentos de precisión de rectificadoras, placas guía e varillas guía de rectificadoras sen centros, partes superiores de tornos e outras pezas resistentes ao desgaste.
Os metais aglutinantes son xeralmente metais do grupo do ferro, comunmente cobalto e níquel.
Ao fabricar carburo cementado, o tamaño das partículas do po de materia prima seleccionado está entre 1 e 2 micras, e a pureza é moi alta. As materias primas prepáranse segundo a proporción de composición prescrita e engádese alcohol ou outros medios á moenda húmida nun muíño de bolas húmido para mesturalas e pulverizalas completamente. Peneirar a mestura. Despois, a mestura granúlase, prénsase e quéntase a unha temperatura próxima ao punto de fusión do metal aglutinante (1300-1500 °C). A fase endurecida e o metal aglutinante formarán unha aliaxe eutéctica. Despois do arrefriamento, as fases endurecidas distribúense na grella composta polo metal aglutinante e están estreitamente conectadas entre si para formar un todo sólido. A dureza do carburo cementado depende do contido de fase endurecida e do tamaño do gran, é dicir, canto maior sexa o contido de fase endurecida e canto máis finos sexan os grans, maior será a dureza. A tenacidade do carburo cementado está determinada polo metal aglutinante. Canto maior sexa o contido de metal aglutinante, maior será a resistencia á flexión.
En 1923, Schlerter de Alemaña engadiu entre un 10 % e un 20 % de cobalto ao po de carburo de volframio como aglutinante e inventou unha nova aliaxe de carburo de volframio e cobalto. A dureza só é superada pola do diamante. Foi o primeiro carburo cementado que se fabricou. Ao cortar aceiro cunha ferramenta feita desta aliaxe, o filo de corte desgastábase rapidamente e mesmo o filo de corte rachábase. En 1929, Schwarzkov nos Estados Unidos engadiu unha certa cantidade de carburos compostos de carburo de volframio e carburo de titanio á composición orixinal, o que mellorou o rendemento da ferramenta no corte de aceiro. Este é outro logro na historia do desenvolvemento do carburo cementado.
O carburo cementado ten unha serie de excelentes propiedades como alta dureza, resistencia ao desgaste, boa resistencia e tenacidade, resistencia á calor e resistencia á corrosión, especialmente a súa alta dureza e resistencia ao desgaste, que permanecen basicamente inalteradas mesmo a unha temperatura de 500 °C, aínda que teñen unha alta dureza a 1000 ℃. O carburo úsase amplamente como material de ferramenta, como ferramentas de torneado, fresas, cepilladoras, brocas, ferramentas de mandrinado, etc., para cortar ferro fundido, metais non ferrosos, plásticos, fibras químicas, grafito, vidro, pedra e aceiro ordinario, e tamén se pode usar para cortar materiais difíciles de mecanizar como aceiro resistente á calor, aceiro inoxidable, aceiro con alto contido de manganeso, aceiro para ferramentas, etc. A velocidade de corte das novas ferramentas de carburo é agora centos de veces maior que a do aceiro ao carbono.
O carburo tamén se pode usar para fabricar ferramentas de perforación de rocha, ferramentas de minería, ferramentas de perforación, ferramentas de medición, pezas resistentes ao desgaste, abrasivos metálicos, revestimentos de cilindros, rodamentos de precisión, boquillas, moldes metálicos (como matrices de trefilado de arame, matrices de parafusos, matrices de porcas e varios moldes de fixación, o excelente rendemento do carburo cementado substituíu gradualmente os moldes de aceiro anteriores).
Máis tarde, tamén apareceu o carburo cementado revestido. En 1969, Suecia desenvolveu con éxito unha ferramenta revestida de carburo de titanio. A base da ferramenta é carburo de tungsteno-titanio-cobalto ou carburo de tungsteno-cobalto. O grosor do revestimento de carburo de titanio na superficie é de só uns poucos micrómetros, pero en comparación coas ferramentas de aliaxe da mesma marca, a vida útil prolóngase por 3 e a velocidade de corte aumenta entre un 25 % e un 50 %. Na década de 1970, apareceu unha cuarta xeración de ferramentas revestidas para cortar materiais difíciles de mecanizar.
Como se sinteriza o carburo cementado?
O carburo cementado é un material metálico fabricado por metalurxia en po de carburos e metais aglutinantes dun ou máis metais refractarios.
Mprincipais países produtores
Hai máis de 50 países no mundo que producen carburo cementado, cunha produción total de 27.000 a 28.000 toneladas. Os principais produtores son Estados Unidos, Rusia, Suecia, China, Alemaña, Xapón, Reino Unido, Francia, etc. O mercado mundial do carburo cementado está basicamente saturado, a competencia no mercado é moi feroz. A industria chinesa do carburo cementado comezou a tomar forma a finais da década de 1950. Desde a década de 1960 ata a de 1970, a industria chinesa do carburo cementado desenvolveuse rapidamente. A principios da década de 1990, a capacidade de produción total de carburo cementado da China alcanzou as 6000 toneladas e a produción total de carburo cementado alcanzou as 5000 toneladas, só por detrás de Rusia e Estados Unidos, ocupando o terceiro lugar no mundo.
Cortador de inodoros
①Carburo cementado de volframio e cobalto
Os principais compoñentes son o carburo de volframio (WC) e o aglutinante cobalto (Co).
O seu grao está composto de "YG" ("duro e cobalto" en pinyin chinés) e a porcentaxe de contido medio de cobalto.
Por exemplo, YG8 significa que o WCo medio é do 8 % e o resto é carburo de volframio-cobalto.
Coitelos TIC
②Carburo de volframio-titanio-cobalto
Os principais compoñentes son o carburo de volframio, o carburo de titanio (TiC) e o cobalto.
O seu grao está composto por "YT" ("duro, titanio", dous caracteres do prefixo pinyin chinés) e o contido medio de carburo de titanio.
Por exemplo, YT15 significa un WTi medio = 15 % e o resto é carburo de volframio e carburo de volframio-titanio-cobalto con contido de cobalto.
Ferramenta de tungsteno, titanio e tántalo
③Carburo cementado de volframio-titanio-tántalo (niobio)
Os principais compoñentes son o carburo de volframio, o carburo de titanio, o carburo de tántalo (ou carburo de niobio) e o cobalto. Este tipo de carburo cementado tamén se denomina carburo cementado xeral ou carburo cementado universal.
A súa cualificación está composta de «YW» (o prefixo fonético chinés de «hard» e «wan») máis un número de secuencia, como YW1.
Características de rendemento
Insertos soldados de carburo
Alta dureza (86～93HRA, equivalente a 69～81HRC);
Boa dureza térmica (ata 900～1000℃, manter 60HRC);
Boa resistencia á abrasión.
As ferramentas de corte de carburo son de 4 a 7 veces máis rápidas que as de aceiro rápido e a súa vida útil é de 5 a 80 veces maior. Ao fabricar moldes e ferramentas de medición, a vida útil é de 20 a 150 veces maior que a do aceiro de aliaxe para ferramentas. Pode cortar materiais duros duns 50 HRC.
Non obstante, o carburo cementado é fráxil e non se pode mecanizar, polo que é difícil fabricar ferramentas integrais con formas complexas. Polo tanto, adoitan fabricarse láminas de diferentes formas, que se instalan no corpo da ferramenta ou no corpo do molde mediante soldadura, unión, fixación mecánica, etc.
Barra de forma especial
Sinterización
A moldaxe por sinterización de carburo cementado consiste en prensar o po nun tocho e logo introducilo no forno de sinterización para quentalo a unha determinada temperatura (temperatura de sinterización), mantelo durante un certo tempo (tempo de retención) e logo arrefrialo para obter un material de carburo cementado coas propiedades requiridas.
O proceso de sinterización de carburo cementado pódese dividir en catro etapas básicas:
1: Na fase de eliminación do axente de formación e presensión, o corpo sinterizado cambia do seguinte xeito:
A eliminación do axente de moldeo, co aumento da temperatura na fase inicial da sinterización, fai que o axente de moldeo se descomponga ou vaporice gradualmente, e o corpo sinterizado sexa excluído. O tipo, a cantidade e o proceso de sinterización son diferentes.
Os óxidos na superficie do po redúcense. Á temperatura de sinterización, o hidróxeno pode reducir os óxidos de cobalto e volframio. Se o axente formador se elimina ao baleiro e se sinteriza, a reacción carbono-osíxeno non é forte. A tensión de contacto entre as partículas de po elimínase gradualmente, o po metálico de unión comeza a recuperarse e recristalizarse, comeza a producirse a difusión superficial e mellora a resistencia ás briquetas.
2: Fase de sinterización en fase sólida (800 ℃ - temperatura eutéctica)
Á temperatura anterior á aparición da fase líquida, ademais de continuar o proceso da etapa anterior, a reacción e a difusión da fase sólida intensifícanse, o fluxo plástico mellórase e o corpo sinterizado contrae significativamente.
3: Fase de sinterización en fase líquida (temperatura eutéctica – temperatura de sinterización)
Cando a fase líquida aparece no corpo sinterizado, a contracción complétase rapidamente, seguida dunha transformación cristalográfica para formar a estrutura básica e a estrutura da aliaxe.
4: Fase de arrefriamento (temperatura de sinterización – temperatura ambiente)
Nesta fase, a estrutura e a composición de fases da aliaxe experimentan algúns cambios con diferentes condicións de arrefriamento. Esta característica pódese empregar para quentar o carburo cementado para mellorar as súas propiedades físicas e mecánicas.
Data de publicación: 11 de abril de 2022
