Um material de liga feito de um composto duro de um metal refratário e um ligante de metal 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 perfuração, 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 agora é centenas de vezes superior à do aço carbono.
Aplicação de carboneto cimentado
(1) Material da ferramenta
O carboneto é a maior quantidade de material de ferramenta, que pode ser usado para fazer ferramentas de torneamento, fresas, plainas, brocas, etc. Entre eles, o carboneto 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 o processamento de longo prazo de metais ferrosos, como o aço.Usinagem de cavacos.Entre as ligas similares, as com maior teor de cobalto são adequadas para usinagem de desbaste e as com menor teor de cobalto são adequadas para acabamento.Os carbonetos cimentados de uso geral têm uma vida útil de usinagem muito mais longa do que outros carbonetos cimentados para materiais difíceis de usinar, como o 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 pier a frio.
As matrizes de carboneto a frio devem ter boa tenacidade ao impacto, tenacidade à fratura, resistência à fadiga, resistência à flexão e boa resistência ao desgaste sob as condições de trabalho resistentes ao desgaste de impacto ou forte impacto.Geralmente são usados graus de liga de médio e alto cobalto e grãos médios e grossos, como YG15C.
De um 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 inevitavelmente levará à diminuição da resistência ao desgaste.Portanto, ao selecionar os graus de liga, é necessário atender aos requisitos de uso específicos de acordo com o objeto de processamento e as condições de trabalho de processamento.
Se a classe selecionada for propensa a trincas precoces e danos durante o uso, a classe com maior tenacidade deve 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 deve 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 carboneto é usado para incrustações de superfície resistentes ao desgaste e peças de ferramentas de medição, rolamentos de precisão de retíficas, placas de guia e hastes de guia de retíficas centerless, topos de tornos e outras peças resistentes ao desgaste.
Os metais ligantes são geralmente metais do grupo do ferro, comumente cobalto e níquel.
Ao fabricar carboneto cimentado, o tamanho de partícula do pó de matéria-prima selecionada está entre 1 e 2 mícrons e a pureza é muito alta.As matérias-primas são agrupadas de acordo com a proporção de composição prescrita, e álcool ou outros meios são adicionados à moagem úmida em um moinho de bolas úmido para torná-los totalmente misturados e pulverizados.Peneire a mistura.Em seguida, a mistura é granulada, prensada e aquecida a uma temperatura próxima ao ponto de fusão do ligante metálico (1300-1500°C), a fase endurecida e o ligante metálico formarão uma liga eutética.Após o resfriamento, as fases endurecidas são distribuídas na grade composta pelo metal de ligação e estão intimamente conectadas umas às outras para formar um todo sólido.A dureza do metal duro depende do teor de fase endurecida e do tamanho do grão, ou seja, quanto maior o teor de fase endurecida e quanto mais finos os grãos, maior a dureza.A tenacidade do metal duro é determinada pelo ligante metálico.Quanto maior o teor de metal ligante, maior 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 feito.Ao cortar aço com uma ferramenta feita dessa liga, a aresta de corte se desgasta rapidamente e até a aresta de corte racha.Em 1929, Schwarzkov nos Estados Unidos adicionou uma certa quantidade de carbonetos compostos de carboneto de tungstênio e 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 perfuração, 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 agora é centenas de vezes superior à 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 de metal, 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 surgiu o metal duro revestido.Em 1969, a Suécia desenvolveu com sucesso uma ferramenta revestida de 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 a mesma marca de ferramentas de liga, a vida útil é estendida em 3 vezes e a velocidade de corte é aumentada em 25% a 50%.Na década de 1970, uma quarta geração de ferramentas revestidas apareceu para cortar materiais difíceis de usinar.
Como o metal duro é sinterizado?
O carboneto cimentado é um material metálico feito por metalurgia do pó de carbonetos e ligas metálicas 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 27.000-28.000 t-.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 concorrência no mercado é muito acirrada.A indústria de metal duro da China começou a tomar forma no final da década de 1950.Dos anos 1960 aos anos 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 t, e a produção total de metal duro atingiu 5.000 t, perdendo apenas para a Rússia e os Estados Unidos, ocupando o terceiro lugar no mundo.
Cortador de WC
①Tungstênio e carboneto de cobalto
Os principais componentes são carboneto de tungstênio (WC) e ligante de cobalto (Co).
Seu grau é composto por “YG” (“duro e cobalto” em pinyin chinês) e o percentual de 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 de “YT” (“duro, titânio” dois caracteres no prefixo chinês Pinyin) 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 Tântalo Titânio Tungstênio
③Tungstênio-titânio-tântalo (nióbio) carboneto cimentado
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 comum ou metal duro universal.
Seu grau é composto de “YW” (o prefixo fonético chinês de “hard” e “wan”) mais um número de sequência, como YW1.
Características de desempenho
Inserções soldadas de carboneto
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 carboneto são 4 a 7 vezes mais rápidas que o aço rápido e a vida útil da ferramenta é 5 a 80 vezes maior.Fabricação de moldes e ferramentas de medição, a vida útil é de 20 a 150 vezes maior que a do aço para ferramentas de liga.Pode cortar materiais duros de cerca de 50HRC.
No entanto, o metal duro é frágil e não pode ser usinado, e é difícil fazer ferramentas integrais com formas complexas.Portanto, muitas vezes são feitas lâminas de diferentes formas, que são instaladas no corpo da ferramenta ou no corpo do molde por soldagem, colagem, fixação mecânica, etc.
Barra em formato especial
Sinterização
A moldagem por sinterização de carboneto cimentado é para pressionar o pó em um tarugo e, em seguida, entrar no forno de sinterização para aquecer a uma certa temperatura (temperatura de sinterização), mantê-lo por um certo tempo (tempo de espera) e depois resfriá-lo para obter um cimento cimentado material de carboneto com as propriedades necessárias.
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 de sinterização, o agente de moldagem gradualmente se decompõe ou vaporiza, e o corpo sinterizado é excluído.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 é forte.A tensão de contato entre as partículas do pó é gradualmente eliminada, o pó do metal ligante 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 (temperatura eutética de 800 ℃)
Na temperatura anterior ao aparecimento da fase líquida, além de continuar o processo da etapa anterior, a reação e a difusão da fase sólida são intensificadas, o fluxo plástico é aprimorado 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, o encolhimento é concluído rapidamente, seguido de 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 das fases da liga sofrem algumas alterações com diferentes condições de resfriamento.Esse recurso pode ser usado para aquecer o metal duro para melhorar suas propriedades físicas e mecânicas.
Horário de postagem: 11 de abril de 2022
