Il carburo cementato è il materiale per utensili di lavorazione ad alta velocità (HSM) più utilizzato. Questo tipo di materiale è prodotto mediante processo di metallurgia delle polveri, che è composto da particelle di carburo cementato (solitamente carburo di tungsteno WC) e legante metallico morbido. Al momento, ci sono centinaia di diversi componenti di carburi cementati a base di WC, la maggior parte di essi utilizza cobalto (CO) come legante, nichel (Ni) e cromo (CR) sono anche elementi leganti comunemente usati, inoltre, alcuni altri elementi di lega possono Essere aggiunto.

Gradi di carburo cementato semplice

Questi gradi utilizzati nel taglio dei metalli contengono solitamente cobalto 3% – 12% (rapporto peso). La gamma di dimensioni dei grani WC è solitamente 1-8 μ M. Come con altri gradi, la durezza e la resistenza alla frattura trasversale (TRS) del WC possono essere migliorate riducendo la sua dimensione delle particelle, ma la sua tenacità può essere ridotta. La durezza del marchio a tipo singolo è solitamente compresa tra 89-93,5 hra e la resistenza alla frattura trasversale è solitamente compresa tra 1,2-2,4 mpa (175-350 ksi). Potrebbe esserci un gran numero di materie prime riciclate nella polvere di questo marchio.

Il marchio puro può essere suddiviso in C1-C4 nel sistema del marchio C e nelle serie di marchi K, N, se H nel sistema del marchio ISO. I marchi semplici con caratteristiche intermedie possono essere classificati come marchi generali (come C2 o K20), che possono essere utilizzati per tornitura, fresatura, piallatura e taglio wok; i marchi con granulometria inferiore o contenuto di cobalto inferiore e maggiore durezza possono essere classificati come marchi di finitura (come C4 o K01); i marchi con granulometria maggiore o contenuto di cobalto più elevato e una migliore tenacità possono essere classificati come marchi di lavorazione grossolana (come C1 o K30).

L'utensile di tipo puro può essere utilizzato per il taglio di ghisa, acciaio inossidabile serie 200 e 300, alluminio e altri metalli non ferrosi, lega per alte temperature e acciaio temprato. Questi gradi possono essere utilizzati anche nel campo del taglio non metallico (come ad esempio come strumenti di perforazione geologica e di roccia). La granulometria di questi gradi varia da 1,5 a 10 μ m (o superiore) e il contenuto di cobalto è 6% – 16%. Un altro utilizzo non metallico delle qualità di carburo cementato puro è la realizzazione di matrici e punzoni. Questi gradi hanno solitamente una granulometria media e un contenuto di cobalto di 16% – 30%.

Gradi di carburo cementato microcristallino

Questi marchi di solito contengono cobalto 6% – 15%. Nel processo di sinterizzazione in fase liquida, l'aggiunta di VCC e/o carburo di cromo può controllare la crescita del grano e ottenere la struttura a grana fine con una dimensione del grano inferiore a 1 μ M. Questo tipo di grado a grana fine ha una durezza molto elevata e trasversale resistenza alla frattura superiore a 3,45 mpa (500 ksi). La combinazione di elevata resistenza e tenacità sufficiente consente a questo tipo di utensile di adottare un angolo di spoglia positivo più ampio, in modo da ridurre la forza di taglio e produrre trucioli più sottili tagliando invece di spingere i materiali metallici.

Attraverso la rigorosa identificazione della qualità di varie materie prime nella produzione di polvere di carburo cementato di qualità e il rigoroso controllo delle condizioni del processo di sinterizzazione, per prevenire la formazione di grani grandi anomali nella microstruttura del materiale, possiamo ottenere proprietà del materiale appropriate. Al fine di mantenere una granulometria fine e uniforme, la polvere riciclata può essere utilizzata solo quando la materia prima e il processo di riciclaggio possono essere completamente controllati e possono essere eseguiti controlli di qualità approfonditi.

Il marchio microcristallino può essere classificato in base alla serie di marchi m nel sistema di marchi ISO. Inoltre, altri metodi di classificazione nel sistema del marchio C e nel sistema del marchio ISO sono gli stessi del marchio puro. Il grado microcristallino può essere utilizzato per realizzare utensili per il taglio di materiali più morbidi, poiché la superficie di tali utensili può essere lavorata in modo molto liscio e può mantenere un tagliente estremamente affilato.

Gli utensili microcristallini possono essere utilizzati anche per lavorare le superleghe a base di nichel perché possono resistere a temperature di taglio fino a 1200 ℃. Per la lavorazione di superleghe e altri materiali speciali, l'uso di frese di grado microcristallino e frese di grado puro contenente rutenio può migliorare la resistenza all'usura, la resistenza alla deformazione e la tenacità allo stesso tempo. I gradi microcristallini vengono utilizzati per creare uno strumento rotante (come una punta da trapano) che produrrà sollecitazioni di taglio. Un tipo di punta è realizzato in carburo cementato di qualità composita. Il contenuto di cobalto nel materiale è diverso nella parte specifica della stessa punta, quindi la durezza e la tenacità della punta sono ottimizzate in base alle esigenze di lavorazione.

Gradi di carburo cementato

Questi gradi sono utilizzati principalmente per il taglio di parti in acciaio, con contenuto di cobalto di 5% – 10% e granulometria di 0,8-2 μ M. Aggiungendo carburo di titanio (TIC) 4% ~ 25%, è possibile ridurre la tendenza alla diffusione del WC sulla superficie del truciolo di acciaio ridotto. Aggiungendo non più di carburo di tantalio 25% (TAC) e Carbyne (NBC), è possibile migliorare la robustezza, la resistenza all'usura e la resistenza agli urti dell'utensile. L'aggiunta di tale carburo cubico può anche migliorare la durezza rossa dell'utensile, che è utile per evitare la deformazione termica dell'utensile nel taglio di carichi pesanti o in altri processi in cui il tagliente genererà temperature elevate. Inoltre, il carburo di titanio può fornire la posizione di nucleazione e migliorare l'uniformità di distribuzione del carburo cubico nel pezzo.

In generale, la gamma di durezza del carburo cementato di tipo lega è 91 ~ 94HRA e la resistenza alla frattura trasversale è 1 ~ 2KPa (150 ~ 300ksi). Rispetto al tipo puro, la resistenza all'usura del tipo in lega è peggiore e la resistenza è inferiore, ma la resistenza all'usura adesiva è migliore. I gradi di lega possono essere suddivisi in C5-C8 nel sistema di gradi C e gradi P e M nel sistema di gradi ISO. I tipi di lega con proprietà intermedie possono essere classificati come gradi universali (come C6 o P30), che possono essere utilizzati per tornitura, maschiatura, piallatura e fresatura. I gradi di durezza più elevati possono essere classificati come gradi di finitura (come C8 e P01) per la finitura e la calettatura. Questi gradi di solito hanno una granulometria più piccola e un contenuto di cobalto inferiore per ottenere la durezza e la resistenza all'usura richieste. Tuttavia, è possibile ottenere proprietà del materiale simili aggiungendo più carburi cubici. I gradi con la migliore tenacità possono essere classificati come gradi di sgrossatura (come C5 o P50). Questi gradi hanno solitamente una granulometria media e un alto contenuto di cobalto, e l'aggiunta di carburo cubico è minore, in modo da ottenere la tenacità richiesta inibendo la formazione di cricche. Nella tornitura intermittente, le prestazioni di taglio possono essere ulteriormente migliorate adottando la qualità ricca di cobalto con un alto contenuto di cobalto sulla superficie dell'utensile da taglio.

Le leghe a basso contenuto di carburo di titanio vengono utilizzate per il taglio di acciaio inossidabile e ghisa malleabile, ma anche per la lavorazione di metalli non ferrosi (come le superleghe a base di nichel). La granulometria di questi marchi è solitamente inferiore a 1 μ m e il contenuto di cobalto è 8% - 12%. Le qualità con maggiore durezza (come M10) possono essere utilizzate per la tornitura di ghisa malleabile, mentre le qualità con maggiore tenacità (come M40) possono essere utilizzate per la fresatura e piallatura di parti in acciaio o per la tornitura di acciaio inossidabile o superlega.

Le qualità di carburo cementato di tipo legato possono essere utilizzate anche per il taglio di parti non metalliche, principalmente per la produzione di parti resistenti all'usura. La granulometria di questi marchi è solitamente di 1,2-2 μ m e il contenuto di cobalto è 7% - 10%. Nella produzione di questi marchi viene solitamente aggiunta una grande percentuale di materie prime riciclate, in modo da ottenere un'elevata economicità nell'applicazione di parti resistenti all'usura. Le parti resistenti all'usura devono avere una resistenza alla corrosione molto elevata e un'elevata durezza. Queste proprietà possono essere ottenute aggiungendo nichel e carburo di cromo nella produzione di tali marchi.

Per soddisfare i requisiti tecnici ed economici dei produttori di utensili, la polvere di carburo cementato è l'elemento chiave. La polvere progettata per le attrezzature di lavorazione e i parametri di processo del produttore di utensili può garantire le prestazioni del pezzo finito e portare a centinaia di marchi di carburo cementato. Le caratteristiche di riciclaggio dei materiali in carburo cementato e la capacità di lavorare direttamente con i fornitori di polveri consentono ai produttori di utensili di controllare efficacemente la qualità dei prodotti e i costi dei materiali.