Ұнтақ металлургия процесі арқылы отқа төзімді металл мен байланыстырушы металдың қатты қосылысынан жасалған қорытпа материалы. Цементтелген карбидтің жоғары қаттылық, тозуға төзімділік, жақсы беріктік пен төзімділік, ыстыққа төзімділік және коррозияға төзімділік сияқты бірқатар тамаша қасиеттері бар, әсіресе оның жоғары қаттылығы мен тозуға төзімділігі, олар 500 °C температурада да өзгеріссіз қалады, 1000 ℃ температурада да жоғары қаттылыққа ие. Карбид шойынды, түсті емес металдарды, пластмассаларды, химиялық талшықтарды, графитті, шыныны, тасты және қарапайым болатты кесу үшін токарлық құралдар, фрезерлік кескіштер, жонғыштар, бұрғылар, бұрғылау құралдары және т.б. сияқты құрал материалы ретінде кеңінен қолданылады, сондай-ақ ыстыққа төзімді болат, тот баспайтын болат, жоғары марганецті болат, құрал болаты және т.б. сияқты өңдеу қиын материалдарды кесу үшін де қолданылуы мүмкін. Жаңа карбид құралдарының кесу жылдамдығы қазір көміртекті болаттан жүздеген есе жоғары.
Цементтелген карбидті қолдану
(1) Құрал материалы
Карбид - токарлық құралдарды, фрезерлік кескіштерді, жонғыштарды, бұрғыларды және т.б. жасау үшін пайдаланылуы мүмкін құрал материалының ең көп мөлшері. Олардың ішінде вольфрам-кобальт карбиді қара және түсті металдарды қысқа жоңқалы өңдеуге және шойын, құйылған жез, бакелит және т.б. сияқты металл емес материалдарды өңдеуге жарамды; вольфрам-титан-кобальт карбиді болат сияқты қара металдарды ұзақ мерзімді өңдеуге жарамды. Жоңқалы өңдеу. Ұқсас қорытпалардың ішінде кобальт мөлшері көп болғандары дөрекі өңдеуге жарамды, ал кобальт мөлшері аз болғандары әрлеуге жарамды. Жалпы мақсаттағы цементтелген карбидтердің тот баспайтын болат сияқты өңдеу қиын материалдар үшін басқа цементтелген карбидтерге қарағанда өңдеу мерзімі әлдеқайда ұзақ.
(2) Қалып материалы
Цементтелген карбид негізінен суық өңдеу қалыптарында, мысалы, суық созу қалыптарында, суық тесу қалыптарында, суық экструзиялық қалыптарда және суық пирс қалыптарында қолданылады.
Карбидті суық бағыттаушы қалыптар соққыға төзімді жұмыс жағдайында немесе күшті соққы кезінде жақсы соққы беріктігіне, сынуға төзімділігіне, шаршау беріктігіне, иілу беріктігіне және жақсы тозуға төзімділікке ие болуы керек. Әдетте YG15C сияқты орташа және жоғары кобальт және орташа және ірі дәнді қорытпалар қолданылады.
Жалпы алғанда, цементтелген карбидтің тозуға төзімділігі мен беріктігі арасындағы байланыс қарама-қайшы: тозуға төзімділіктің артуы беріктіктің төмендеуіне әкеледі, ал беріктіктің артуы сөзсіз тозуға төзімділіктің төмендеуіне әкеледі. Сондықтан қорытпаның маркаларын таңдаған кезде өңдеу нысаны мен өңдеудің жұмыс жағдайларына сәйкес нақты пайдалану талаптарын орындау қажет.
Егер таңдалған марка пайдалану кезінде ерте жарылып, зақымдалуға бейім болса, беріктігі жоғары марканы таңдау керек; егер таңдалған марка пайдалану кезінде ерте тозуға және зақымдалуға бейім болса, қаттылығы жоғары және тозуға төзімділігі жоғары марканы таңдау керек. . Келесі маркалар: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Солдан оңға қарай қаттылық төмендейді, тозуға төзімділік төмендейді және беріктігі артады; керісінше, керісінше.
(3) Өлшеу құралдары және тозуға төзімді бөлшектер
Карбид өлшеу құралдарының тозуға төзімді беттік инкрустациялары мен бөлшектері, тегістеуіштердің дәл мойынтіректері, орталықсыз тегістеуіштердің бағыттаушы пластиналары мен бағыттаушы шыбықтары, токарлық станоктардың үстіңгі қабаттары және басқа да тозуға төзімді бөлшектер үшін қолданылады.
Байланыстырғыш металдар, әдетте, темір тобының металдары, көбінесе кобальт және никель болып табылады.
Цементтелген карбидті өндіру кезінде таңдалған шикізат ұнтағының бөлшектерінің өлшемі 1-ден 2 микронға дейін болады және тазалығы өте жоғары. Шикізат белгіленген құрам қатынасына сәйкес партияланады, ал спирт немесе басқа орталар ылғалды шарлы диірменде ылғалды ұнтақтауға қосылып, оларды толығымен араластырып, ұнтақтайды. Қоспаны електен өткізіңіз. Содан кейін қоспа түйіршіктеледі, престеледі және байланыстырушы металдың балқу температурасына жақын температураға дейін (1300-1500 °C) қыздырылады, шыңдалған фаза мен байланыстырушы металл эвтектикалық қорытпа түзеді. Салқындағаннан кейін шыңдалған фазалар байланыстырушы металдан тұратын торда таралады және бір-бірімен тығыз байланысып, қатты тұтас түзеді. Цементтелген карбидтің қаттылығы шыңдалған фазаның құрамы мен түйіршік өлшеміне байланысты, яғни шыңдалған фазаның құрамы неғұрлым жоғары және түйіршіктер неғұрлым ұсақ болса, қаттылық соғұрлым жоғары болады. Цементтелген карбидтің қаттылығы байланыстырушы металмен анықталады. Байланыстырғыш металдың құрамы неғұрлым жоғары болса, иілу беріктігі соғұрлым жоғары болады.
1923 жылы неміс Шлертер вольфрам карбиді ұнтағына байланыстырушы зат ретінде 10%-дан 20%-ға дейін кобальт қосып, вольфрам карбиді мен кобальттың жаңа қорытпасын ойлап тапты. Қаттылығы жағынан гауһардан кейінгі екінші орында. Бірінші цементтелген карбид жасалды. Осы қорытпадан жасалған құралмен болатты кескенде, кескіш жиек тез тозады, тіпті кескіш жиек те жарылып кетеді. 1929 жылы АҚШ-тағы Шварцков бастапқы құрамға белгілі бір мөлшерде вольфрам карбиді мен титан карбиді қосылысының карбидтерін қосты, бұл құралдың болатты кесудегі жұмысын жақсартты. Бұл цементтелген карбидті әзірлеу тарихындағы тағы бір жетістік.
Цементтелген карбидтің жоғары қаттылық, тозуға төзімділік, жақсы беріктік пен төзімділік, ыстыққа төзімділік және коррозияға төзімділік сияқты бірқатар тамаша қасиеттері бар, әсіресе оның жоғары қаттылығы мен тозуға төзімділігі, олар 500 °C температурада да іс жүзінде өзгеріссіз қалады, 1000 ℃ температурада да жоғары қаттылыққа ие. Карбид шойынды, түсті металдарды, пластмассаларды, химиялық талшықтарды, графитті, шыныны, тасты және қарапайым болатты кесу үшін токарлық құралдар, фрезерлік кескіштер, жонғыштар, бұрғылар, бұрғылау құралдары және т.б. сияқты құрал материалы ретінде кеңінен қолданылады, сондай-ақ ыстыққа төзімді болат, тот баспайтын болат, жоғары марганецті болат, құрал болаты және т.б. сияқты өңдеу қиын материалдарды кесу үшін де қолданылуы мүмкін. Жаңа карбид құралдарының кесу жылдамдығы қазір көміртекті болаттан жүздеген есе жоғары.
Карбидті тау жыныстарын бұрғылау құралдарын, тау-кен құралдарын, бұрғылау құралдарын, өлшеу құралдарын, тозуға төзімді бөлшектерді, металл абразивтерді, цилиндр төсемдерін, дәл мойынтіректерді, саптамаларды, металл қалыптарды (мысалы, сым тарту қалыптары, болт қалыптары, гайка қалыптары және әртүрлі бекіткіш қалыптар) жасау үшін де пайдалануға болады, цементтелген карбидтің тамаша өнімділігі бұрынғы болат қалыптарды біртіндеп алмастырды.
Кейінірек жабынды цементтелген карбид те пайда болды. 1969 жылы Швеция титан карбидімен қапталған құралды сәтті жасап шығарды. Құралдың негізі вольфрам-титан-кобальт карбиді немесе вольфрам-кобальт карбиді болып табылады. Бетіндегі титан карбиді жабынының қалыңдығы небәрі бірнеше микрон, бірақ сол маркалы қорытпалы құралдармен салыстырғанда, қызмет ету мерзімі 3 есеге ұзарады, ал кесу жылдамдығы 25%-дан 50%-ға дейін артады. 1970 жылдары өңдеу қиын материалдарды кесуге арналған жабынды құралдардың төртінші буыны пайда болды.
Цементтелген карбид қалай күйдіріледі?
Цементтелген карбид - бір немесе бірнеше отқа төзімді металдардың карбидтері мен байланыстырушы металдарын ұнтақ металлургиясы арқылы жасалған металл материал.
Mірі өндіруші елдер
Әлемде цементтелген карбид өндіретін 50-ден астам ел бар, олардың жалпы өндірісі 27 000-28 000 тоннаны құрайды. Негізгі өндірушілер - Америка Құрама Штаттары, Ресей, Швеция, Қытай, Германия, Жапония, Ұлыбритания, Франция және т.б. Әлемдік цементтелген карбид нарығы негізінен қаныққан. Нарықтық бәсекелестік өте қатал. Қытайдың цементтелген карбид өнеркәсібі 1950 жылдардың соңында қалыптаса бастады. 1960 жылдардан 1970 жылдарға дейін Қытайдың цементтелген карбид өнеркәсібі тез дамыды. 1990 жылдардың басында Қытайдың цементтелген карбид өндірісінің жалпы қуаты 6000 тоннаға жетті, ал цементтелген карбидтің жалпы өндірісі 5000 тоннаға жетті, бұл Ресей мен Америка Құрама Штаттарынан кейінгі екінші орында, әлемде үшінші орында.
Дәретхана кескіші
①Вольфрам және кобальт цементтелген карбиді
Негізгі компоненттері вольфрам карбиді (WC) және байланыстырушы кобальт (Co).
Оның сұрыпы «YG» (қытай пиньинь тілінде «қатты және кобальт») және кобальттың орташа мөлшерінің пайыздық мөлшерінен тұрады.
Мысалы, YG8 орташа WCo=8% дегенді білдіреді, ал қалғаны вольфрам карбидінің вольфрам-кобальт карбиді.
TIC пышақтары
②Вольфрам-титан-кобальт карбиді
Негізгі компоненттері - вольфрам карбиді, титан карбиді (TiC) және кобальт.
Оның маркасы «YT» («қытай пиньинь префиксінде екі таңбадан тұратын қатты, титан») және титан карбидінің орташа мөлшерінен тұрады.
Мысалы, YT15 орташа WTi=15% дегенді білдіреді, ал қалған бөлігі кобальт құрамы бар вольфрам карбиді және вольфрам-титан-кобальт карбиді.
Вольфрам титан танталына арналған құрал
③Вольфрам-титан-тантал (ниобий) цементтелген карбиді
Негізгі компоненттері - вольфрам карбиді, титан карбиді, тантал карбиді (немесе ниобий карбиді) және кобальт. Цементтелген карбидтің бұл түрі жалпы цементтелген карбид немесе әмбебап цементтелген карбид деп те аталады.
Оның дәрежесі «YW» (қытай тіліндегі «hard» және «wan» фонетикалық префиксі) және YW1 сияқты реттік нөмірден тұрады.
Өнімділік сипаттамалары
Карбидті дәнекерленген кірістірулер
Жоғары қаттылық (86～93HRA, 69～81HRC-ге баламалы);
Жақсы термиялық қаттылық (900 ~ 1000℃ дейін, 60HRC сақтаңыз);
Жақсы тозуға төзімділік.
Карбидті кескіш құралдар жоғары жылдамдықты болатқа қарағанда 4-7 есе жылдам, ал құралдың қызмет ету мерзімі 5-80 есе жоғары. Қалыптар мен өлшеу құралдарын өндіруде қызмет ету мерзімі легирленген құрал болатқа қарағанда 20-150 есе жоғары. Ол шамамен 50HRC қатты материалдарды кесе алады.
Дегенмен, цементтелген карбид сынғыш және оны өңдеу мүмкін емес, сондықтан күрделі пішінді интегралды құралдарды жасау қиын. Сондықтан көбінесе әртүрлі пішіндегі жүздер жасалады, олар құрал корпусына немесе қалып корпусына дәнекерлеу, желімдеу, механикалық қысқыш және т.б. арқылы орнатылады.
Арнайы пішінді жолақ
Күйдіру
Цементтелген карбидті күйдіру қалыптауы ұнтақты дайындамаға басу, содан кейін белгілі бір температураға (күйдіру температурасына) дейін қыздыру үшін күйдіру пешіне енгізу, оны белгілі бір уақытқа (ұстап тұру уақыты) ұстап тұру, содан кейін қажетті қасиеттері бар цементтелген карбид материалын алу үшін суыту болып табылады.
Цементтелген карбидті күйдіру процесін төрт негізгі кезеңге бөлуге болады:
1: Қалыптастырушы агентті алып тастау және алдын ала күйдіру кезеңінде күйдірілген дене келесідей өзгереді:
Қалыптау агентін алып тастағаннан кейін, күйдірудің бастапқы кезеңінде температураның жоғарылауымен қалыптау агенті біртіндеп ыдырайды немесе буланады, ал күйдірілген дене алынып тасталады. Түрі, мөлшері және күйдіру процесі әртүрлі.
Ұнтақ бетіндегі оксидтер тотықсызданады. Күйдіру температурасында сутегі кобальт пен вольфрам оксидтерін тотықсыздандыра алады. Егер түзуші агент вакуумда алынып, күйдірілсе, көміртегі-оттегі реакциясы күшті болмайды. Ұнтақ бөлшектері арасындағы жанасу кернеуі біртіндеп жойылады, байланыс металл ұнтағы қалпына келіп, қайта кристалданады, беттік диффузия басталады және брикеттеу беріктігі жақсарады.
2: Қатты фазалы күйдіру сатысы (800℃–эвтектикалық температура)
Сұйық фаза пайда болғанға дейінгі температурада, алдыңғы сатыдағы процесті жалғастырумен қатар, қатты фазалық реакция мен диффузия күшейеді, пластикалық ағын күшейеді және күйдірілген дене айтарлықтай кішірейеді.
3: Сұйық фазалық күйдіру сатысы (эвтектикалық температура – күйдіру температурасы)
Сұйық фаза күйдірілген денеде пайда болған кезде, жиырылу тез аяқталады, содан кейін қорытпаның негізгі құрылымы мен құрылымын қалыптастыру үшін кристаллографиялық түрлендіру жүреді.
4: Салқындату кезеңі (күйдіру температурасы – бөлме температурасы)
Бұл кезеңде қорытпаның құрылымы мен фазалық құрамы әртүрлі салқындату жағдайларында кейбір өзгерістерге ұшырайды. Бұл мүмкіндікті цементтелген карбидті қыздыру үшін оның физикалық және механикалық қасиеттерін жақсарту үшін пайдалануға болады.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 11 сәуір
