Materiał stopowy wykonany z twardego związku metalu ogniotrwałego i metalu wiążącego w procesie metalurgii proszków. Węglik spiekany ma szereg doskonałych właściwości, takich jak wysoka twardość, odporność na zużycie, dobra wytrzymałość i ciągliwość, odporność na ciepło i odporność na korozję, zwłaszcza jego wysoka twardość i odporność na zużycie, które pozostają zasadniczo niezmienione nawet w temperaturze 500 ° C, nadal ma wysoka twardość przy 1000 ℃. Węglik jest szeroko stosowany jako materiał narzędziowy, taki jak narzędzia tokarskie, frezy, strugarki, wiertła, narzędzia wytaczarskie itp., do cięcia żeliwa, metali nieżelaznych, tworzyw sztucznych, włókien chemicznych, grafitu, szkła, kamienia i stali zwykłej, i może być również stosowany do cięcia materiałów trudnych w obróbce, takich jak stal żaroodporna, stal nierdzewna, stal wysokomanganowa, stal narzędziowa itp. Prędkość skrawania nowych narzędzi węglikowych jest obecnie setki razy większa niż w przypadku stali węglowej.
Zastosowanie węglika spiekanego
(1) Materiał narzędzia
Węglik wolframu to największa ilość materiału narzędziowego, z którego można wykonać narzędzia tokarskie, frezy, strugarki, wiertła itp. Wśród nich węglik wolframu i kobaltu nadaje się do obróbki krótkich wiórów metali żelaznych i nieżelaznych oraz obróbki stali materiały niemetalowe, takie jak żeliwo, mosiądz, bakelit itp.; węglik wolframu, tytanu i kobaltu nadaje się do długotrwałej obróbki metali żelaznych, takich jak stal. Obróbka wiórów. Spośród podobnych stopów te z większą zawartością kobaltu nadają się do obróbki zgrubnej, a te z mniejszą zawartością kobaltu nadają się do obróbki wykańczającej. Węgliki spiekane ogólnego przeznaczenia mają znacznie dłuższą trwałość obróbki niż inne węgliki spiekane do obróbki materiałów trudnych w obróbce, takich jak stal nierdzewna.
(2) Materiał formy
Węglik spiekany stosuje się głównie do matryc do pracy na zimno, takich jak matryce do ciągnienia na zimno, matryce do wykrawania na zimno, matryce do wytłaczania na zimno i matryce do mola na zimno.
Od matryc z węglików spiekanych do spęczania na zimno wymaga się dobrej udarności, odporności na pękanie, wytrzymałości zmęczeniowej, wytrzymałości na zginanie i dobrej odporności na zużycie w odpornych na zużycie warunkach pracy w postaci uderzenia lub silnego uderzenia. Zwykle stosuje się gatunki stopów kobaltu o średniej i wysokiej zawartości oraz o średnim i grubym ziarnie, takie jak YG15C.
Ogólnie rzecz biorąc, związek między odpornością na zużycie a udarnością węglika spiekanego jest sprzeczny: wzrost odporności na zużycie doprowadzi do zmniejszenia ciągliwości, a wzrost udarności nieuchronnie doprowadzi do zmniejszenia odporności na zużycie. Dlatego przy wyborze gatunków stopów konieczne jest spełnienie specyficznych wymagań użytkowych w zależności od przedmiotu obróbki i warunków pracy.
Jeżeli wybrany gatunek jest podatny na przedwczesne pękanie i uszkodzenia w trakcie użytkowania, należy wybrać gatunek o większej udarności; jeżeli wybrany gatunek jest podatny na przedwczesne zużycie i uszkodzenia w trakcie użytkowania, należy wybrać gatunek o wyższej twardości i lepszej odporności na zużycie. . Następujące gatunki: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Od lewej do prawej: twardość maleje, odporność na zużycie maleje, a wytrzymałość wzrasta; wręcz przeciwnie, jest odwrotnie.
(3) Narzędzia pomiarowe i części odporne na zużycie
Węglik jest stosowany na odporne na zużycie wypustki powierzchniowe i części narzędzi pomiarowych, precyzyjne łożyska szlifierek, płytki prowadzące i pręty prowadzące szlifierek bezkłowych, wierzchołki tokarek i inne części odporne na zużycie.
Metale wiążące to na ogół metale z grupy żelaza, zwykle kobalt i nikiel.
Podczas produkcji węglika spiekanego wielkość cząstek wybranego proszku surowca wynosi od 1 do 2 mikronów, a czystość jest bardzo wysoka. Surowce dozuje się zgodnie z zalecanym stosunkiem składu, a do mielenia na mokro w mokrym młynie kulowym dodaje się alkohol lub inne media w celu całkowitego wymieszania i sproszkowania. Przesiej mieszaninę. Następnie mieszaninę granuluje się, prasuje i podgrzewa do temperatury zbliżonej do temperatury topnienia metalu spoiwa (1300-1500°C), po czym utwardzona faza i metal spoiwa utworzą stop eutektyczny. Po ochłodzeniu utwardzone fazy są rozmieszczone w siatce złożonej z metalu wiążącego i ściśle ze sobą połączone, tworząc solidną całość. Twardość węglika spiekanego zależy od zawartości fazy hartowanej i wielkości ziaren, tzn. im większa jest zawartość fazy hartowanej i im drobniejsze są ziarna, tym większa jest twardość. Wytrzymałość węglika spiekanego zależy od metalu spoiwa. Im wyższa zawartość metalu spoiwa, tym wyższa wytrzymałość na zginanie.
W 1923 roku Schlerter z Niemiec dodał 10–20% kobaltu do sproszkowanego węglika wolframu jako spoiwa i wynalazł nowy stop węglika wolframu i kobaltu. Twardość ustępuje jedynie diamentowi. Pierwszy wyprodukowany węglik spiekany. Podczas cięcia stali narzędziem wykonanym z tego stopu, krawędź tnąca szybko się zużyje, a nawet pęknie. W 1929 roku Schwarzkov w Stanach Zjednoczonych dodał do pierwotnego składu pewną ilość węglików złożonych węglika wolframu i węglika tytanu, co poprawiło wydajność narzędzia przy skrawaniu stali. To kolejne osiągnięcie w historii rozwoju węglików spiekanych.
Węglik spiekany ma szereg doskonałych właściwości, takich jak wysoka twardość, odporność na zużycie, dobra wytrzymałość i ciągliwość, odporność na ciepło i odporność na korozję, zwłaszcza jego wysoka twardość i odporność na zużycie, które pozostają zasadniczo niezmienione nawet w temperaturze 500 ° C, nadal ma wysoka twardość przy 1000 ℃. Węglik jest szeroko stosowany jako materiał narzędziowy, taki jak narzędzia tokarskie, frezy, strugarki, wiertła, narzędzia wytaczarskie itp., do cięcia żeliwa, metali nieżelaznych, tworzyw sztucznych, włókien chemicznych, grafitu, szkła, kamienia i stali zwykłej, i może być również stosowany do cięcia materiałów trudnych w obróbce, takich jak stal żaroodporna, stal nierdzewna, stal wysokomanganowa, stal narzędziowa itp. Prędkość skrawania nowych narzędzi węglikowych jest obecnie setki razy większa niż w przypadku stali węglowej.
Węglika można również używać do produkcji narzędzi do wiercenia skał, narzędzi górniczych, narzędzi wiertniczych, narzędzi pomiarowych, części odpornych na zużycie, metalowych materiałów ściernych, tulei cylindrowych, łożysk precyzyjnych, dysz, form metalowych (takich jak matryce do ciągnienia drutu, matryce do śrub, matryce do nakrętek i różne formy elementów złącznych, doskonała wydajność węglika spiekanego stopniowo zastępowała poprzednie formy stalowe).
Później pojawił się również powlekany węglik spiekany. W 1969 roku w Szwecji z sukcesem opracowano narzędzie pokryte węglikiem tytanu. Podstawą narzędzia jest węglik wolframu, tytanu i kobaltu lub węglik wolframu i kobaltu. Grubość powłoki z węglika tytanu na powierzchni wynosi tylko kilka mikronów, ale w porównaniu z narzędziami stopowymi tej samej marki, żywotność wydłuża się 3-krotnie, a prędkość skrawania zwiększa się o 25% do 50%. W latach 70-tych pojawiła się czwarta generacja narzędzi powlekanych do cięcia materiałów trudnych w obróbce.
Jak spiekany jest węglik spiekany?
Węglik spiekany to materiał metalowy wytwarzany w wyniku metalurgii proszków węglików i spoiw jednego lub więcej metali ogniotrwałych.
Mwiększości krajów produkujących
Na świecie istnieje ponad 50 krajów produkujących węglik spiekany, a całkowita produkcja wynosi 27 000–28 000 ton. Głównymi producentami są Stany Zjednoczone, Rosja, Szwecja, Chiny, Niemcy, Japonia, Wielka Brytania, Francja itd. Światowy rynek węglików spiekanych jest w zasadzie nasycony. , konkurencja na rynku jest bardzo zacięta. Chiński przemysł węglików spiekanych zaczął nabierać kształtu pod koniec lat pięćdziesiątych. Od lat sześćdziesiątych do siedemdziesiątych XX wieku chiński przemysł węglików spiekanych rozwijał się szybko. Na początku lat 90. całkowita moc produkcyjna węglika spiekanego w Chinach osiągnęła 6000 ton, a całkowita produkcja węglika spiekanego osiągnęła 5000 ton, ustępując jedynie W Rosji i Stanach Zjednoczonych, zajmując trzecie miejsce na świecie.
Przecinarka do WC
①Węglik spiekany wolframu i kobaltu
Głównymi składnikami są węglik wolframu (WC) i kobalt jako spoiwo (Co).
Na jego klasę składa się „YG” („twardy i kobalt” w języku chińskim Pinyin) oraz procent średniej zawartości kobaltu.
Na przykład YG8 oznacza średni WCo = 8%, a reszta to węglik wolframu i kobaltu lub węglik wolframu.
Noże TIC
②Węglik wolframu, tytanu i kobaltu
Głównymi składnikami są węglik wolframu, węglik tytanu (TiC) i kobalt.
Na jego klasę składa się „YT” („twardy, tytan” dwa znaki w chińskim przedrostku Pinyin) i średnia zawartość węglika tytanu.
Przykładowo YT15 oznacza średnią WTi=15%, a reszta to węglik wolframu i węglik wolframu-tytanu-kobaltu z zawartością kobaltu.
Narzędzie z tytanu i tantalu wolframu
③Węglik spiekany wolframu, tytanu i tantalu (niobu).
Głównymi składnikami są węglik wolframu, węglik tytanu, węglik tantalu (lub węglik niobu) i kobalt. Ten rodzaj węglika spiekanego nazywany jest również ogólnym węglikiem spiekanym lub uniwersalnym węglikiem spiekanym.
Jego ocena składa się z „YW” (chiński przedrostek fonetyczny słów „hard” i „wan”) oraz numeru kolejnego, np. YW1.
Charakterystyka wydajności
Wkładki spawane z węglika
Wysoka twardość (86 ~ 93HRA, odpowiednik 69 ~ 81HRC);
Dobra twardość termiczna (do 900 ~ 1000 ℃, zachowaj 60HRC);
Dobra odporność na ścieranie.
Narzędzia skrawające z węglika są od 4 do 7 razy szybsze niż stal szybkotnąca, a trwałość narzędzia jest od 5 do 80 razy większa. Przy produkcji form i narzędzi pomiarowych żywotność jest od 20 do 150 razy dłuższa niż w przypadku stopowej stali narzędziowej. Może ciąć twarde materiały o twardości około 50HRC.
Jednakże węglik spiekany jest kruchy i nie można go obrabiać, a wykonanie integralnych narzędzi o skomplikowanych kształtach jest trudne. Dlatego często wykonuje się ostrza o różnych kształtach, które mocuje się na korpusie narzędzia lub korpusie formy poprzez spawanie, klejenie, mocowanie mechaniczne itp.
Pasek o specjalnym kształcie
Spiekanie
Formowanie metodą spiekania węglika spiekanego polega na sprasowaniu proszku w kęs, a następnie wejściu do pieca do spiekania w celu ogrzania do określonej temperatury (temperatury spiekania), utrzymywania go przez określony czas (czas przetrzymywania), a następnie ochłodzenia w celu uzyskania cementowanego węglika o wymaganych właściwościach.
Proces spiekania węglików spiekanych można podzielić na cztery podstawowe etapy:
1: Na etapie usuwania środka formującego i wstępnego spiekania spiekana bryła zmienia się następująco:
Usunięcie środka formierskiego wraz ze wzrostem temperatury w początkowej fazie spiekania powoduje stopniowy rozkład lub odparowanie środka formierskiego i wykluczenie spieku. Rodzaj, ilość i proces spiekania są różne.
Tlenki na powierzchni proszku ulegają redukcji. W temperaturze spiekania wodór może redukować tlenki kobaltu i wolframu. Jeśli środek formujący zostanie usunięty w próżni i spiekany, reakcja węgiel-tlen nie będzie silna. Naprężenia kontaktowe pomiędzy cząstkami proszku są stopniowo eliminowane, proszek metalu wiążącego zaczyna się regenerować i rekrystalizować, zaczyna zachodzić dyfuzja powierzchniowa i poprawia się wytrzymałość na brykietowanie.
2: Etap spiekania w fazie stałej (temperatura eutektyczna 800℃)
W temperaturze poprzedzającej pojawienie się fazy ciekłej, oprócz kontynuacji procesu z poprzedniego etapu, następuje intensyfikacja reakcji i dyfuzji w fazie stałej, zwiększenie płynięcia plastycznego oraz znaczne obkurczenie spiekanej bryły.
3: Etap spiekania w fazie ciekłej (temperatura eutektyczna – temperatura spiekania)
Kiedy w spiekanej bryle pojawia się faza ciekła, skurcz szybko się kończy, po czym następuje transformacja krystalograficzna, tworząc podstawową strukturę i strukturę stopu.
4: Etap chłodzenia (temperatura spiekania – temperatura pokojowa)
Na tym etapie struktura i skład fazowy stopu ulegają pewnym zmianom w zależności od warunków chłodzenia. Cechę tę można wykorzystać do podgrzania węglika spiekanego w celu poprawy jego właściwości fizycznych i mechanicznych.
Czas publikacji: 11 kwietnia 2022 r
