Um material de liga feito de um composto duro de um metal refratário e um metal ligante através de um processo de metalurgia do pó. O metal duro possui uma série de excelentes propriedades, como alta dureza, resistência ao desgaste, boa resistência e tenacidade, resistência ao calor e resistência à corrosão, especialmente sua alta dureza e resistência ao desgaste, que permanecem basicamente inalteradas mesmo a uma temperatura de 500 °C, ainda tem alta dureza a 1000 ℃. O carboneto é amplamente utilizado como material de ferramenta, como ferramentas de torneamento, fresas, plainas, brocas, ferramentas de mandrilamento, etc., para cortar ferro fundido, metais não ferrosos, plásticos, fibras químicas, grafite, vidro, pedra e aço comum, e também pode ser usado para cortar materiais difíceis de usinar, como aço resistente ao calor, aço inoxidável, aço com alto teor de manganês, aço para ferramentas, etc. A velocidade de corte das novas ferramentas de metal duro é agora centenas de vezes maior que a do aço carbono.
Aplicação de metal duro
(1) Material da ferramenta
O metal duro é a maior quantidade de material de ferramenta, que pode ser usado para fazer ferramentas de torneamento, fresas, plainas, brocas, etc. Entre eles, o metal duro de tungstênio-cobalto é adequado para processamento de cavacos curtos de metais ferrosos e não ferrosos e processamento de materiais não metálicos, como ferro fundido, latão fundido, baquelite, etc.; O carboneto de tungstênio-titânio-cobalto é adequado para processamento de longo prazo de metais ferrosos, como o aço. Usinagem de cavacos. Entre ligas similares, aquelas com maior teor de cobalto são adequadas para usinagem de desbaste e aquelas com menor teor de cobalto são adequadas para acabamento. Metal duro de uso geral tem uma vida útil de usinagem muito mais longa do que outros metal duro para materiais difíceis de usinar, como aço inoxidável.
(2) Material do molde
O metal duro é usado principalmente para matrizes de trabalho a frio, como matrizes de trefilação a frio, matrizes de puncionamento a frio, matrizes de extrusão a frio e matrizes de cais a frio.
As matrizes de cabeça fria de metal duro devem ter boa resistência ao impacto, resistência à fratura, resistência à fadiga, resistência à flexão e boa resistência ao desgaste sob condições de trabalho resistentes ao desgaste de impacto ou forte impacto. Geralmente são usados graus de cobalto médio e alto e ligas de grãos médios e grossos, como YG15C.
De modo geral, a relação entre resistência ao desgaste e tenacidade do metal duro é contraditória: o aumento da resistência ao desgaste levará à diminuição da tenacidade, e o aumento da tenacidade levará inevitavelmente à diminuição da resistência ao desgaste. Portanto, ao selecionar os tipos de liga, é necessário atender aos requisitos específicos de uso de acordo com o objeto de processamento e as condições de trabalho do processamento.
Se a classe selecionada for propensa a trincas e danos precoces durante o uso, a classe com maior tenacidade deverá ser selecionada; se a classe selecionada for propensa a desgaste precoce e danos durante o uso, a classe com maior dureza e melhor resistência ao desgaste deverá ser selecionada. . As seguintes classes: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Da esquerda para a direita, a dureza diminui, a resistência ao desgaste diminui e a tenacidade aumenta; pelo contrário, o oposto é verdadeiro.
(3) Ferramentas de medição e peças resistentes ao desgaste
O metal duro é usado para incrustações de superfícies resistentes ao desgaste e peças de ferramentas de medição, rolamentos de precisão de retificadoras, placas-guia e hastes-guia de retificadoras centerless, topos de tornos e outras peças resistentes ao desgaste.
Os metais ligantes são geralmente metais do grupo do ferro, comumente cobalto e níquel.
Na fabricação de metal duro, o tamanho da partícula do pó da matéria-prima selecionada está entre 1 e 2 mícrons e a pureza é muito alta. As matérias-primas são dosadas de acordo com a proporção de composição prescrita e álcool ou outros meios são adicionados à moagem úmida em um moinho de bolas úmidas para torná-las totalmente misturadas e pulverizadas. Peneire a mistura. Em seguida, a mistura é granulada, prensada e aquecida a uma temperatura próxima ao ponto de fusão do metal ligante (1300-1500 °C), a fase endurecida e o metal ligante formarão uma liga eutética. Após o resfriamento, as fases endurecidas são distribuídas na grade composta pelo metal de ligação e estão intimamente conectadas entre si para formar um todo sólido. A dureza do metal duro depende do teor da fase endurecida e do tamanho do grão, ou seja, quanto maior o teor da fase endurecida e mais finos os grãos, maior será a dureza. A tenacidade do metal duro é determinada pelo metal ligante. Quanto maior o teor de metal ligante, maior será a resistência à flexão.
Em 1923, Schlerter da Alemanha adicionou 10% a 20% de cobalto ao pó de carboneto de tungstênio como aglutinante e inventou uma nova liga de carboneto de tungstênio e cobalto. A dureza perde apenas para o diamante. O primeiro metal duro fabricado. Ao cortar aço com uma ferramenta feita desta liga, a aresta de corte se desgastará rapidamente e até mesmo a aresta de corte irá rachar. Em 1929, Schwarzkov, nos Estados Unidos, adicionou uma certa quantidade de carboneto de tungstênio e carbonetos compostos de carboneto de titânio à composição original, o que melhorou o desempenho da ferramenta no corte de aço. Esta é outra conquista na história do desenvolvimento do metal duro.
O metal duro possui uma série de excelentes propriedades, como alta dureza, resistência ao desgaste, boa resistência e tenacidade, resistência ao calor e resistência à corrosão, especialmente sua alta dureza e resistência ao desgaste, que permanecem basicamente inalteradas mesmo a uma temperatura de 500 °C, ainda tem alta dureza a 1000 ℃. O carboneto é amplamente utilizado como material de ferramenta, como ferramentas de torneamento, fresas, plainas, brocas, ferramentas de mandrilamento, etc., para cortar ferro fundido, metais não ferrosos, plásticos, fibras químicas, grafite, vidro, pedra e aço comum, e também pode ser usado para cortar materiais difíceis de usinar, como aço resistente ao calor, aço inoxidável, aço com alto teor de manganês, aço para ferramentas, etc. A velocidade de corte das novas ferramentas de metal duro é agora centenas de vezes maior que a do aço carbono.
O carboneto também pode ser usado para fazer ferramentas de perfuração de rocha, ferramentas de mineração, ferramentas de perfuração, ferramentas de medição, peças resistentes ao desgaste, abrasivos metálicos, camisas de cilindro, rolamentos de precisão, bicos, moldes de metal (como matrizes de trefilação, matrizes de parafusos, matrizes de porcas , e vários moldes de fixação, o excelente desempenho do metal duro substituiu gradualmente os moldes de aço anteriores).
Mais tarde, também foi lançado o metal duro revestido. Em 1969, a Suécia desenvolveu com sucesso uma ferramenta revestida com carboneto de titânio. A base da ferramenta é carboneto de tungstênio-titânio-cobalto ou carboneto de tungstênio-cobalto. A espessura do revestimento de carboneto de titânio na superfície é de apenas alguns mícrons, mas em comparação com ferramentas de liga da mesma marca, a vida útil é estendida em 3 vezes e a velocidade de corte é aumentada em 25% a 50%. Na década de 1970, surgiu uma quarta geração de ferramentas revestidas para cortar materiais difíceis de usinar.
Como o metal duro é sinterizado?
O carboneto cimentado é um material metálico feito pela metalurgia do pó de carbonetos e metais ligantes de um ou mais metais refratários.
Mprincipais países produtores
Existem mais de 50 países no mundo que produzem metal duro, com uma produção total de 27.000 a 28.000 toneladas. Os principais produtores são Estados Unidos, Rússia, Suécia, China, Alemanha, Japão, Reino Unido, França, etc. O mercado mundial de metal duro está basicamente saturado. , a competição de mercado é muito acirrada. A indústria de metal duro da China começou a tomar forma no final da década de 1950. Da década de 1960 à década de 1970, a indústria de metal duro da China desenvolveu-se rapidamente. No início da década de 1990, a capacidade total de produção de metal duro da China atingiu 6.000 toneladas, e a produção total de metal duro atingiu 5.000 toneladas, perdendo apenas para Na Rússia e nos Estados Unidos, ocupa o terceiro lugar no mundo.
Cortador de WC
①Metal duro de tungstênio e cobalto
Os principais componentes são carboneto de tungstênio (WC) e aglutinante cobalto (Co).
Sua nota é composta por “YG” (“duro e cobalto” em pinyin chinês) e a porcentagem do teor médio de cobalto.
Por exemplo, YG8 significa WCo médio = 8%, e o restante é carboneto de tungstênio-cobalto de carboneto de tungstênio.
Facas TIC
②Carbeto de tungstênio-titânio-cobalto
Os principais componentes são carboneto de tungstênio, carboneto de titânio (TiC) e cobalto.
Seu grau é composto por “YT” (“duro, titânio” dois caracteres no prefixo Pinyin chinês) e o teor médio de carboneto de titânio.
Por exemplo, YT15 significa WTi médio = 15%, e o restante é carboneto de tungstênio e carboneto de tungstênio-titânio-cobalto com teor de cobalto.
Ferramenta de tungstênio titânio e tântalo
③Carbeto cimentado de tungstênio-titânio-tântalo (nióbio)
Os principais componentes são carboneto de tungstênio, carboneto de titânio, carboneto de tântalo (ou carboneto de nióbio) e cobalto. Este tipo de metal duro também é chamado de metal duro geral ou metal duro universal.
Seu grau é composto por “YW” (o prefixo fonético chinês de “hard” e “wan”) mais um número de sequência, como YW1.
Características de desempenho
Inserções soldadas de metal duro
Alta dureza (86~93HRA, equivalente a 69~81HRC);
Boa dureza térmica (até 900~1000℃, mantenha 60HRC);
Boa resistência à abrasão.
As ferramentas de corte de metal duro são 4 a 7 vezes mais rápidas que o aço rápido e a vida útil da ferramenta é 5 a 80 vezes maior. Na fabricação de moldes e ferramentas de medição, a vida útil é 20 a 150 vezes maior que a da liga de aço para ferramentas. Pode cortar materiais duros de cerca de 50HRC.
No entanto, o metal duro é frágil e não pode ser usinado, e é difícil fabricar ferramentas integrais com formatos complexos. Portanto, muitas vezes são feitas lâminas de diferentes formatos, que são instaladas no corpo da ferramenta ou no corpo do molde por soldagem, colagem, fixação mecânica, etc.
Barra com formato especial
Sinterização
A moldagem de sinterização de metal duro consiste em pressionar o pó em um tarugo e, em seguida, entrar no forno de sinterização para aquecer a uma determinada temperatura (temperatura de sinterização), mantê-lo por um certo tempo (tempo de retenção) e depois resfriá-lo para obter um cimento material de metal duro com as propriedades exigidas.
O processo de sinterização de metal duro pode ser dividido em quatro etapas básicas:
1: Na etapa de retirada do agente formador e pré-sinterização, o corpo sinterizado muda da seguinte forma:
A retirada do agente de moldagem, com o aumento da temperatura na fase inicial da sinterização, o agente de moldagem se decompõe ou vaporiza gradativamente, sendo excluído o corpo sinterizado. O tipo, quantidade e processo de sinterização são diferentes.
Os óxidos na superfície do pó são reduzidos. Na temperatura de sinterização, o hidrogênio pode reduzir os óxidos de cobalto e tungstênio. Se o agente formador for removido no vácuo e sinterizado, a reação carbono-oxigênio não será forte. A tensão de contato entre as partículas de pó é gradualmente eliminada, o pó metálico de ligação começa a se recuperar e recristalizar, a difusão superficial começa a ocorrer e a resistência à briquetagem é melhorada.
2: Estágio de sinterização em fase sólida (800°C – temperatura eutética)
Na temperatura anterior ao aparecimento da fase líquida, além de continuar o processo da etapa anterior, a reação e a difusão em fase sólida são intensificadas, o fluxo plástico é aumentado e o corpo sinterizado encolhe significativamente.
3: Estágio de sinterização em fase líquida (temperatura eutética – temperatura de sinterização)
Quando a fase líquida aparece no corpo sinterizado, a retração é completada rapidamente, seguida pela transformação cristalográfica para formar a estrutura básica e a estrutura da liga.
4: Estágio de resfriamento (temperatura de sinterização – temperatura ambiente)
Nesta fase, a estrutura e a composição de fases da liga apresentam algumas alterações com diferentes condições de resfriamento. Este recurso pode ser usado para aquecer o metal duro para melhorar suas propriedades físicas e mecânicas.
Horário da postagem: 11 de abril de 2022
