Волфрамов карбид

Концепция за циментиран карбид: композитен материал, произведен чрез прахова металургия, състоящ се от огнеупорно метално съединение (твърда фаза) и свързан метал (свързана фаза).

Матрицата от циментиран карбид се състои от две части: Едната част е втвърдената фаза: Другата част е свързващият метал.

Втвърдената фаза е карбидът на преходните метали в периодичната таблица на елементите, като волфрамов карбид, титанов карбид, танталов карбид, които са много твърди и имат точка на топене над 2000 ℃, някои дори над 4000 ℃.В допълнение, нитридите, боридите и силицидите на преходните метали също имат подобни свойства и могат да се използват като втвърдяващи фази в циментиран карбид.Наличието на закалена фаза определя изключително високата твърдост и износоустойчивост на сплавта.

Свързващите метали обикновено са метали от желязната група, обикновено кобалт и никел.За производството на циментиран карбид суровината на прах се избира с размер на частиците между 1 и 2 микрона и висока степен на чистота.Суровините се дозират в съответствие с предписаното съотношение на състава, добавят се към алкохол или друга среда в мокра топкова мелница, мокро смилане, така че да бъдат напълно смесени, натрошени, изсушени, пресети и добавени към восък или гума и други видове формоване агенти и след това се изсушава, пресява и се превръща в смес.След това сместа се гранулира, пресова и нагрява близо до точката на топене на свързания метал (1300~1500 ℃), втвърдената фаза и свързаният метал ще образуват евтектична сплав.След охлаждане втвърдената фаза се разпределя в решетката, съставена от свързания метал и е тясно свързана една с друга, за да образуват твърдо цяло.Твърдостта на циментирания карбид зависи от съдържанието на втвърдяващата фаза и размера на зърното, т.е. колкото по-високо е съдържанието на втвърдяващата фаза и колкото по-фин е размерът на зърното, толкова по-голяма е твърдостта.Устойчивостта на циментирания карбид се определя от свързващия метал и колкото по-високо е съдържанието на свързващ метал, толкова по-голяма е якостта на огъване.

Основните характеристики на циментирания карбид:
1) Висока твърдост, висока устойчивост на износване
2) Висок модул на еластичност
3) Висока якост на натиск
4) Добра химическа стабилност (киселина, основа, устойчивост на окисление при висока температура)
5) Ниска устойчивост на удар
6) Нисък коефициент на разширение, топлинна и електрическа проводимост, подобна на желязото и неговите сплави

Приложения на циментиран карбид: съвременни инструменти за материали, материали, устойчиви на износване, материали, устойчиви на висока температура и корозия.

Предимства на твърдосплавните инструменти (в сравнение с легираната стомана):
1) Експоненциално, десетки или дори стотици пъти за подобряване на живота на инструмента.
Животът на инструмента за рязане на метал може да се увеличи с 5-80 пъти, животът на измервателния уред се увеличи с 20-150 пъти, животът на матрицата се увеличи с 50-100 пъти.
2) Увеличете скоростта на рязане на метал и скоростта на пробиване на кора експоненциално и десетки пъти.
3) Подобрете точността на размерите и повърхностното покритие на обработените части.
4) Възможно е да се обработват трудни за машинна обработка материали като топлоустойчива сплав, ефектна сплав и изключително твърд чугун, които са трудни за обработка с високоскоростна стомана.
5) Може да направи определени устойчиви на корозия или на висока температура износоустойчиви части, като по този начин подобрява прецизността и живота на определени машини и инструменти.

Класификация на циментиран карбид:
1. Сплав тип WC-Co (волфрамова бормашина): съставена от волфрамов карбид и кобалт.Понякога в режещия инструмент (понякога също и в водещия инструмент) добавете 2% или по-малко друг карбид (танталов карбид, ниобиев карбид, ванадиев карбид и др.) като добавки.Високо съдържание на кобалт: 20-30%, средно съдържание на кобалт: 10-15%, ниско съдържание на кобалт: 3-8%
2. WC-TiC-Co(волфрам-желязо-кобалт) тип сплав.
Сплав с ниско съдържание на титан: 4-6% TiC, 9-15% Co
Средна брадичка сплав: 10-20% TiC, 6-8% Co
Сплав с високо съдържание на титан: 25-40% TiC, 4-6% Co
3.WC-TiC-TaC(NbC)-Co сплави.
WC-TiC-Co сплавта има по-добра устойчивост на окисляване при висока температура и също така по-добро смущение при термичен шок, поради което често има по-дълъг живот на инструмента.TiC:5-15%, TaC(NbC):2-10%, Co:5-15%, останалото е WC.
4. Стоманен циментиран карбид: съставен от волфрамов карбид или титанов карбид и въглеродна стомана или легирана стомана.
5. Сплав на базата на титанов карбид: съставена от въглерод, отколкото от титан, метален никел и метален молибден или молибденов карбид (MoC).Общото съдържание на никел и молибден обикновено е 20-30%.

Карбидът може да се използва за направата на въртящи се борери, CNC остриета, фрези, циркулярни ножове, ножове за рязане, остриета за дървообработване, остриета за триони, карбидни пръти и др.