Sementləşdirilmiş karbid, volfram karbidi, sərt metal, sərt ərinti nədir?

Toz metallurgiya prosesi vasitəsilə odadavamlı metal və bağlayıcı metalın sərt birləşməsindən hazırlanmış ərinti materialı. Sementləşdirilmiş karbid yüksək sərtlik, aşınma müqaviməti, yaxşı möhkəmlik və sərtlik, istiliyə davamlılıq və korroziyaya davamlılıq, xüsusən də 500 °C temperaturda belə əsasən dəyişməz qalan yüksək sərtliyi və aşınma müqaviməti kimi bir sıra əla xüsusiyyətlərə malikdir, 1000℃ temperaturda da yüksək sərtliyə malikdir. Karbid, çuqun, əlvan metalların, plastiklərin, kimyəvi liflərin, qrafitin, şüşənin, daş və adi poladın kəsilməsi üçün torna alətləri, frezerlər, yonucular, qazma alətləri və s. kimi alət materialı kimi geniş istifadə olunur və həmçinin istiliyədavamlı polad, paslanmayan polad, yüksək manqan poladı, alət poladı və s. kimi çətin emal olunan materialların kəsilməsi üçün də istifadə edilə bilər. Yeni karbid alətlərinin kəsmə sürəti indi karbon poladından yüzlərlə dəfə çoxdur.

Sementləşdirilmiş karbidin tətbiqi

(1) Alət materialı

Karbid ən çox alət materialıdır və torna alətləri, frezerlər, yonucular, qazmalar və s. hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər. Bunların arasında volfram-kobalt karbidi qara və qeyri-əlvan metalların qısa yonqar emalı və çuqun, tökmə pirinç, bakelit və s. kimi qeyri-metal materialların emalı üçün uyğundur; volfram-titan-kobalt karbidi polad kimi qara metalların uzunmüddətli emalı üçün uyğundur. Yanqar emalı. Oxşar ərintilər arasında daha çox kobalt tərkibli olanlar kobud emal üçün, daha az kobalt tərkibli olanlar isə bitirmə üçün uyğundur. Ümumi təyinatlı sementlənmiş karbidlər paslanmayan polad kimi çətin emal olunan materiallar üçün digər sementlənmiş karbidlərə nisbətən daha uzun emal ömrünə malikdir.

(2) Kalıp materialı

Sementləşdirilmiş karbid əsasən soyuq çəkmə qəlibləri, soyuq yumruq qəlibləri, soyuq ekstruziya qəlibləri və soyuq körpü qəlibləri kimi soyuq işləmə qəlibləri üçün istifadə olunur.

Karbid soyuq başlıqlı qəliblər, zərbəyə davamlı iş şəraitində və ya güclü zərbə altında yaxşı zərbəyə davamlılığa, sınıq möhkəmliyinə, yorğunluğa, əyilməyə davamlılığa və yaxşı aşınma müqavimətinə malik olmalıdır. Orta və yüksək kobalt, orta və qaba dənəli ərinti dərəcələri, məsələn, YG15C istifadə olunur.

Ümumiyyətlə, sementləşdirilmiş karbidin aşınma müqaviməti ilə möhkəmliyi arasındakı əlaqə ziddiyyətlidir: aşınma müqavimətinin artması möhkəmliyin azalmasına, möhkəmliyin artması isə qaçılmaz olaraq aşınma müqavimətinin azalmasına səbəb olacaq. Buna görə də, ərinti dərəcələrini seçərkən, emal obyektinə və emal iş şəraitinə uyğun olaraq xüsusi istifadə tələblərinə cavab vermək lazımdır.

Əgər seçilmiş dərəcə istifadə zamanı erkən çatlamağa və zədələnməyə meyllidirsə, daha yüksək möhkəmliyə malik dərəcə seçilməlidir; əgər seçilmiş dərəcə istifadə zamanı erkən aşınmaya və zədələnməyə meyllidirsə, daha yüksək sərtliyə və daha yaxşı aşınma müqavimətinə malik dərəcə seçilməlidir. . Aşağıdakı dərəcələr: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Soldan sağa sərtlik azalır, aşınma müqaviməti azalır və möhkəmlik artır; əksinə, əksinə doğrudur.

(3) Ölçmə alətləri və aşınmaya davamlı hissələr

Karbid aşınmaya davamlı səth inleyləri və ölçmə alətlərinin hissələri, üyüdücülərin dəqiq yastıqları, mərkəzsiz üyüdücülərin istiqamətləndirici lövhələri və istiqamətləndirici çubuqları, torna dəzgahlarının üst hissələri və digər aşınmaya davamlı hissələr üçün istifadə olunur.

Bağlayıcı metallar ümumiyyətlə dəmir qrupu metalları, adətən kobalt və nikeldir.

Sementlənmiş karbid istehsalı zamanı seçilmiş xammal tozunun hissəcik ölçüsü 1 ilə 2 mikron arasındadır və təmizliyi çox yüksəkdir. Xammallar təyin olunmuş tərkib nisbətinə uyğun olaraq partiyalanır və tam qarışdırılıb üyüdülməsi üçün yaş top dəyirmanında yaş üyüdülməyə spirt və ya digər maddələr əlavə olunur. Qarışığı ələyin. Daha sonra qarışıq dənəvərləşdirilir, preslənir və bağlayıcı metalın ərimə nöqtəsinə yaxın bir temperatura (1300-1500 °C) qədər qızdırılır, bərkimiş faza və bağlayıcı metal evtektik ərinti əmələ gətirir. Soyuduqdan sonra bərkimiş fazalar bağlayıcı metaldan ibarət şəbəkədə paylanır və möhkəm bir bütöv əmələ gətirmək üçün bir-biri ilə sıx bağlıdır. Sementlənmiş karbidin sərtliyi bərkimiş faza tərkibinə və dənə ölçüsünə bağlıdır, yəni bərkimiş faza tərkibi nə qədər yüksək və dənəciklər nə qədər incə olarsa, sərtlik bir o qədər yüksəkdir. Sementlənmiş karbidin sərtliyi bağlayıcı metal tərəfindən müəyyən edilir. Bağlayıcı metal tərkibi nə qədər yüksək olarsa, əyilmə möhkəmliyi bir o qədər yüksəkdir.

1923-cü ildə Almaniyalı Şlerter volfram karbid tozuna bağlayıcı maddə kimi 10%-20% kobalt əlavə etdi və volfram karbidi və kobaltdan ibarət yeni bir ərinti icad etdi. Sərtliyinə görə yalnız almazdan sonra ikinci yerdədir. İlk sementləşdirilmiş karbid istehsal edildi. Bu ərintidən hazırlanmış alətlə polad kəsərkən kəsici kənar tez aşınır və hətta kəsici kənar da çatlayır. 1929-cu ildə ABŞ-da Şvartskov orijinal tərkibə müəyyən miqdarda volfram karbidi və titan karbid birləşməsinin karbidlərini əlavə etdi ki, bu da alətin polad kəsmə işini yaxşılaşdırdı. Bu, sementləşdirilmiş karbidin inkişafı tarixində daha bir nailiyyətdir.

Sementləşdirilmiş karbid yüksək sərtlik, aşınmaya davamlılıq, yaxşı möhkəmlik və sərtlik, istiliyə davamlılıq və korroziyaya davamlılıq kimi bir sıra əla xüsusiyyətlərə malikdir, xüsusən də 500 °C temperaturda belə demək olar ki, dəyişməz qalan yüksək sərtliyi və aşınmaya davamlılığı, 1000℃ temperaturda da yüksək sərtliyə malikdir. Karbid, çuqun, əlvan metallar, plastiklər, kimyəvi liflər, qrafit, şüşə, daş və adi poladın kəsilməsi üçün torna alətləri, frezerlər, yonucular, qazma alətləri və s. kimi alət materialı kimi geniş istifadə olunur və həmçinin istiliyədavamlı polad, paslanmayan polad, yüksək manqan polad, alət poladı və s. kimi çətin emal olunan materialların kəsilməsi üçün də istifadə edilə bilər. Yeni karbid alətlərinin kəsmə sürəti indi karbon poladından yüzlərlə dəfə çoxdur.

Karbid həmçinin qaya qazma alətləri, mədən alətləri, qazma alətləri, ölçmə alətləri, aşınmaya davamlı hissələr, metal aşındırıcılar, silindr astarları, dəqiq yataklar, burunlar, metal qəliblər (məsələn, tel çəkmə qəlibləri, bolt qəlibləri, qoz qəlibləri və müxtəlif bərkidici qəliblər, sementləşdirilmiş karbidin əla performansı tədricən əvvəlki polad qəlibləri əvəz etdi) hazırlamaq üçün də istifadə edilə bilər.

Daha sonra örtüklü sement karbid də ortaya çıxdı. 1969-cu ildə İsveç titan karbid örtüklü aləti uğurla hazırladı. Alətin əsası volfram-titan-kobalt karbid və ya volfram-kobalt karbiddir. Səthdəki titan karbid örtüyünün qalınlığı cəmi bir neçə mikrondur, lakin eyni markalı ərinti alətləri ilə müqayisədə xidmət müddəti 3 dəfə uzadılır və kəsmə sürəti 25%-dən 50%-ə qədər artırılır. 1970-ci illərdə çətin emal olunan materialları kəsmək üçün dördüncü nəsil örtüklü alətlər meydana çıxdı.

Sementləşdirilmiş karbid necə sinterləşdirilir?

Sementlənmiş karbid, bir və ya daha çox odadavamlı metalın karbidləri və bağlayıcı metallarının toz metallurgiyası ilə hazırlanmış metal materialdır.

Məsas istehsalçı ölkələr

Dünyada 50-dən çox ölkə sementləşdirilmiş karbid istehsal edir və ümumi məhsuldarlığı 27.000-28.000 tondur. Əsas istehsalçılar ABŞ, Rusiya, İsveç, Çin, Almaniya, Yaponiya, Birləşmiş Krallıq, Fransa və s.-dir. Dünya sementləşdirilmiş karbid bazarı əsasən doymuşdur. Bazar rəqabəti çox şiddətlidir. Çinin sementləşdirilmiş karbid sənayesi 1950-ci illərin sonlarında formalaşmağa başladı. 1960-cı illərdən 1970-ci illərə qədər Çinin sementləşdirilmiş karbid sənayesi sürətlə inkişaf etdi. 1990-cı illərin əvvəllərində Çinin sementləşdirilmiş karbidin ümumi istehsal gücü 6000 tona, sementləşdirilmiş karbidin ümumi istehsalı isə 5000 tona çatdı ki, bu da Rusiya və ABŞ-dan sonra ikinci yerdədir.

Tualet kəsici

①Volfram və kobalt sementləşdirilmiş karbid
Əsas komponentlər volfram karbidi (WC) və bağlayıcı kobaltdır (Co).
Onun dərəcəsi "YG" (Çin Pinyin dilində "sərt və kobalt") və orta kobalt tərkibinin faizindən ibarətdir.
Məsələn, YG8 orta WCo=8% deməkdir, qalan hissəsi isə volfram karbidinin volfram-kobalt karbididir.
TIC bıçaqları

②Volfram-titan-kobalt karbid
Əsas komponentlər volfram karbidi, titan karbidi (TiC) və kobaltdır.
Onun dərəcəsi "YT" (Çin Pinyin prefiksində iki simvol "sərt, titan") və titan karbidinin orta tərkibindən ibarətdir.
Məsələn, YT15 orta WTi=15% deməkdir, qalan hissəsi isə kobalt tərkibli volfram karbidi və volfram-titan-kobalt karbididir.
Volfram Titan Tantal Aləti

③Volfram-titan-tantal (niobium) sementləşdirilmiş karbid
Əsas komponentlər volfram karbidi, titan karbidi, tantal karbidi (və ya niobium karbidi) və kobaltdır. Bu növ sementləşdirilmiş karbid ümumi sementləşdirilmiş karbid və ya universal sementləşdirilmiş karbid adlanır.
Onun dərəcəsi "YW" (Çin dilində "hard" və "wan" fonetik prefiksi) və YW1 kimi ardıcıllıq nömrəsindən ibarətdir.

Performans xüsusiyyətləri

Karbid Qaynaqlanmış Əlavələr

Yüksək sərtlik (86~93HRA, 69~81HRC-yə bərabərdir);

Yaxşı istilik sərtliyi (900 ~ 1000℃-ə qədər, 60HRC saxlayın);

Yaxşı aşınma müqaviməti.

Karbid kəsici alətlər yüksək sürətli poladdan 4-7 dəfə daha sürətlidir və alətin ömrü 5-80 dəfə daha yüksəkdir. Qəliblər və ölçmə alətləri istehsal edərkən, xidmət müddəti lehimli alət poladından 20-150 dəfə daha yüksəkdir. Təxminən 50HRC sərt materialları kəsə bilir.

Lakin, sementləşdirilmiş karbid kövrəkdir və emal edilə bilməz və mürəkkəb formalı inteqral alətlər hazırlamaq çətindir. Buna görə də, tez-tez müxtəlif formalı bıçaqlar hazırlanır və onlar qaynaq, yapışdırma, mexaniki sıxma və s. vasitəsilə alət gövdəsinə və ya qəlib gövdəsinə quraşdırılır.

Xüsusi formalı çubuq

Sinterləmə

Sementlənmiş karbid sinterləmə qəlibləmə, tozu bir kütləyə basmaq və sonra müəyyən bir temperatura (sinterləmə temperaturu) qədər qızdırmaq, müəyyən bir müddət (saxlama müddəti) saxlamaq və sonra tələb olunan xüsusiyyətlərə malik sementlənmiş karbid materialı əldə etmək üçün soyutmaqdır.

Sementləşdirilmiş karbid sinterləmə prosesini dörd əsas mərhələyə bölmək olar:

1: Formalaşdırıcı maddənin çıxarılması və əvvəlcədən sinterləşmə mərhələsində sinterlənmiş cisim aşağıdakı kimi dəyişir:
Qəlibləmə agentinin çıxarılması, sinterləşmənin ilkin mərhələsində temperaturun artması ilə, qəlibləmə agenti tədricən parçalanır və ya buxarlanır və sinterlənmiş gövdə xaric edilir. Növü, miqdarı və sinterləşmə prosesi fərqlidir.
Tozun səthindəki oksidlər azalır. Sinterləmə temperaturunda hidrogen kobalt və volfram oksidlərini azalda bilər. Əgər əmələ gətirən maddə vakuumda çıxarılıb sinterləşdirilərsə, karbon-oksigen reaksiyası güclü olmur. Toz hissəcikləri arasındakı təmas gərginliyi tədricən aradan qaldırılır, birləşdirici metal tozu bərpa olunmağa və yenidən kristallaşmağa başlayır, səth diffuziyası baş verməyə başlayır və briketləmə gücü artır.

2: Bərk fazalı sinterləmə mərhələsi (800℃–evtektik temperatur)
Maye fazasının görünüşündən əvvəlki temperaturda, əvvəlki mərhələnin prosesini davam etdirməklə yanaşı, bərk fazalı reaksiya və diffuziya güclənir, plastik axın güclənir və sinterlənmiş cisim əhəmiyyətli dərəcədə kiçilir.

3: Maye fazalı sinterləmə mərhələsi (evtektik temperatur – sinterləmə temperaturu)
Sinterlənmiş gövdədə maye faza göründükdə, büzülmə tez bir zamanda tamamlanır və ardınca ərinti əsas strukturunu və quruluşunu formalaşdırmaq üçün kristalloqrafik çevrilmə baş verir.

4: Soyutma mərhələsi (sinterləmə temperaturu – otaq temperaturu)
Bu mərhələdə, müxtəlif soyutma şərtləri ilə ərintinin strukturu və faza tərkibi bəzi dəyişikliklərə məruz qalır. Bu xüsusiyyət sementləşdirilmiş karbidin fiziki və mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.

c5ae08f7


Yazı vaxtı: 11 aprel 2022