Цементированный карбид - наиболее широко используемый инструментальный материал для высокоскоростной обработки (HSM). Этот вид материала получают методом порошковой металлургии, который состоит из частиц цементированного карбида (обычно из карбида вольфрама) и соединения из мягкого металла. В настоящее время существуют сотни различных компонентов цементированных карбидов на основе WC, большинство из которых используют кобальт (CO) в качестве связующего, никель (Ni) и хром (CR) также являются обычно используемыми связующими элементами, кроме того, некоторые другие легирующие элементы могут быть добавленным

Марки простого цементированного карбида

Эти марки, используемые при резании металлов, обычно содержат кобальт 31ТР2Т – 121ТР2Т (весовое соотношение). Диапазон размеров зерен WC обычно составляет 1–8 мкм. Как и в случае с другими марками, твердость и сопротивление поперечному излому (TRS) WC можно улучшить за счет уменьшения размера его частиц, но его ударную вязкость можно уменьшить. Твердость однотипной марки обычно составляет 89-93,5 часа, а поперечная прочность на излом обычно составляет 1,2-2,4 МПа (175-350 фунтов на квадратный дюйм). В порошке этой марки может быть большое количество переработанного сырья.

Чистую марку можно разделить на C1-C4 в системе брендов C и на бренды K, N, s и H в системе брендов ISO. Простые марки с промежуточными характеристиками могут быть классифицированы как общие марки (такие как C2 или K20), которые могут использоваться для токарной, фрезерной, строгальной и резки в воке; марки с меньшим размером зерна или более низким содержанием кобальта и более высокой твердостью могут быть классифицированы как отделочные марки (такие как C4 или K01); марки с большим размером зерна или более высоким содержанием кобальта и лучшей вязкостью могут быть классифицированы как марки грубой обработки (такие как C1 или K30).

Инструмент, изготовленный из чистого типа, может использоваться для резки чугуна, нержавеющей стали серий 200 и 300, алюминия и других цветных металлов, жаропрочных сплавов и закаленной стали. Эти марки могут также использоваться в области резки неметаллов (например, в качестве инструмента для горных пород и геологического бурения). Размер зерен этих марок колеблется от 1,5 до 10 мкм (и более), содержание кобальта 61ТП2Т – 161ТП2Т. Еще одно применение чистых твердых сплавов в резке неметаллов — изготовление штампов и пуансонов. Эти марки обычно имеют средний размер зерна и содержание кобальта 16% – 30%.

Марки микрокристаллического цементированного карбида

Эти марки обычно содержат кобальт 6% – 15%. В процессе жидкофазного спекания добавление VCC и/или карбида хрома может контролировать рост зерна и получить мелкозернистую структуру с размером зерна менее 1 мкм. Этот тип мелкозернистого сорта имеет очень высокую твердость и поперечную прочность на разрыв выше 3,45 МПа (500 тыс.фунтов/кв.дюйм). Сочетание высокой прочности и достаточной жесткости позволяет этому типу инструмента использовать больший положительный передний угол, чтобы уменьшить силу резания и получить более тонкую стружку за счет резки вместо продавливания металлических материалов.

Благодаря строгой идентификации качества различных сырьевых материалов при производстве порошкового цементированного карбида и строгому контролю условий процесса спекания, чтобы предотвратить образование аномальных крупных зерен в микроструктуре материала, мы можем получить соответствующие свойства материала. Чтобы сохранить мелкий и однородный размер зерна, переработанный порошок можно использовать только тогда, когда сырье и процесс переработки могут полностью контролироваться и может проводиться тщательный контроль качества.

Микрокристаллическая марка может быть классифицирована по серии марок в системе ISO. Кроме того, другие методы классификации в системе брендов C и ISO соответствуют системам чистого бренда. Микрокристаллический сорт может быть использован для изготовления инструментов для резки более мягких материалов, потому что поверхность таких инструментов может быть обработана очень гладко и может поддерживать очень острую режущую кромку.

Микрокристаллические инструменты могут также использоваться для обработки суперсплавов на никелевой основе, поскольку они могут выдерживать температуру резания до 1200 ℃. Для обработки суперсплавов и других специальных материалов использование микрокристаллических резцов и рутенийсодержащих резцов чистого сорта может одновременно улучшить их износостойкость, сопротивление деформации и ударную вязкость. Микрокристаллические марки используются для создания вращающегося инструмента (например, бурового долота), который будет создавать напряжение сдвига. Один вид долота изготовлен из цементированного карбида композитного сорта. Содержание кобальта в материале отличается в определенной части одного и того же бита, поэтому твердость и ударная вязкость бита оптимизируются в соответствии с потребностями обработки.

Марки цементированного карбида

Эти марки в основном используются для резки стальных деталей с содержанием кобальта 5% – 10% и размером зерна 0,8-2 мкм. При добавлении карбида титана (TIC) 4% ~ 25% тенденция к диффузии WC на поверхность стальной стружки может быть снижена. уменьшенный. При добавлении не более 25% карбида тантала (TAC) и карбина (NBC) можно повысить прочность, износостойкость и ударопрочность инструмента. Добавление такого кубического карбида также может улучшить красноту твердости инструмента, что помогает избежать термической деформации инструмента при резке с большой нагрузкой или других процессах, в которых режущая кромка генерирует высокую температуру. Кроме того, карбид титана может обеспечить положение зародышеобразования и улучшить равномерность распределения кубического карбида в заготовке.

Вообще говоря, диапазон твердости цементированного карбида легированного типа составляет 91 ～ 94HRA, а прочность на поперечное разрушение составляет 1 ～ 2 кПа (150 ÷ 300кси). По сравнению с чистым типом износостойкость типа сплава хуже, а прочность ниже, но износостойкость клея лучше. Оценки сплавов можно разделить на C5-C8 в системе оценок C и P и M в системе оценок ISO. Марки сплавов с промежуточными свойствами можно классифицировать как универсальные (например, C6 или P30), которые можно использовать для токарной обработки, нарезания резьбы, строгания и фрезерования. Высочайшие классы твердости могут быть классифицированы как чистовые (например, C8 и P01) для чистовой обработки и набивки. Эти марки обычно имеют меньший размер зерна и более низкое содержание кобальта для получения требуемой твердости и износостойкости. Однако аналогичные свойства материала могут быть получены путем добавления большего количества кубических карбидов. Сорта с лучшей ударной вязкостью можно классифицировать как грубой обработки (например, C5 или P50). Эти сорта обычно имеют средний размер частиц и высокое содержание кобальта, и добавление кубического карбида меньше, чтобы получить требуемую ударную вязкость путем ингибирования роста трещин. При прерывистом точении производительность резания может быть дополнительно улучшена за счет применения кобальтовой марки с высоким содержанием кобальта на поверхности режущего инструмента.

Сплавы с низким содержанием карбида титана используются для резки нержавеющей стали и ковкого чугуна, а также для обработки цветных металлов (например, суперсплавов на основе никеля). Размер зерен этих марок обычно менее 1 мкм, содержание кобальта 81ТП2Т – 121ТП2Т. Сплавы с более высокой твердостью (например, M10) можно использовать для токарной обработки ковкого чугуна, а сплавы с более высокой ударной вязкостью (например, M40) можно использовать для фрезерования и строгания стальных деталей, а также для точения нержавеющей стали или жаропрочных сплавов.

Марки цементированного карбида типа сплава также могут использоваться для неметаллических целей резки, в основном для изготовления износостойких деталей. Размер зерен этих марок обычно составляет 1,2-2 мкм, содержание кобальта 71ТП2Т – 101ТП2Т. При производстве этих марок обычно добавляется большая доля переработанного сырья, чтобы получить высокую рентабельность при применении износостойких деталей. Износостойкие детали должны иметь очень высокую коррозионную стойкость и высокую твердость. Эти свойства можно получить при добавлении никеля и карбида хрома в производство таких марок.

Чтобы соответствовать техническим и экономическим требованиям производителей инструментов, порошок цементированного карбида является ключевым элементом. Порошок, предназначенный для обрабатывающего оборудования и технологических параметров изготовителя инструмента, может обеспечить производительность готовой детали и привести к появлению сотен марок цементированного карбида. Характеристики переработки материалов из цементированного карбида и способность работать напрямую с поставщиками порошка позволяют производителям инструмента эффективно контролировать качество своей продукции и стоимость материалов.