מה זה קרביד צמנט, טונגסטן קרביד, מתכת קשה, סגסוגת קשה??

חומר סגסוגת העשוי מתרכובת קשה של מתכת עקשן ומתכת קישור בתהליך אבקת מטלורגיה. לקרביד צמנט יש סדרה של תכונות מצוינות כגון קשיות גבוהה, עמידות בפני שחיקה, חוזק וקשיחות טובים, עמידות בחום ועמידות בפני קורוזיה, במיוחד קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה, אשר נותרות כמעט ללא שינוי אפילו בטמפרטורה של 500 מעלות צלזיוס, ועדיין בעלות קשיות גבוהה ב-1000 מעלות צלזיוס. קרביד נמצא בשימוש נרחב כחומר כלים, כגון כלי חריטה, חותכי כרסום, מקצבים, מקדחות, כלי קידוח וכו', לחיתוך ברזל יצוק, מתכות לא ברזליות, פלסטיק, סיבים כימיים, גרפיט, זכוכית, אבן ופלדה רגילה, וניתן להשתמש בו גם לחיתוך חומרים קשים לעיבוד כגון פלדה עמידה בחום, נירוסטה, פלדת מנגן גבוהה, פלדת כלים וכו'. מהירות החיתוך של כלי קרביד חדשים היא כעת פי מאות מזו של פלדת פחמן.

יישום של קרביד צמנט

(1) חומר הכלי

קרביד הוא הכמות הגדולה ביותר של חומר כלי, שניתן להשתמש בו לייצור כלי חריטה, חותכי כרסום, מקצבים, מקדחות וכו'. ביניהם, טונגסטן-קובלט קרביד מתאים לעיבוד שבבים קצרים של מתכות ברזליות ולא ברזליות ולעיבוד של חומרים לא מתכתיים, כגון ברזל יצוק, פליז יצוק, בקליט וכו'; טונגסטן-טיטניום-קובלט קרביד מתאים לעיבוד ארוך טווח של מתכות ברזליות כגון פלדה. עיבוד שבבי. מבין סגסוגות דומות, אלו עם תכולת קובלט גבוהה יותר מתאימות לעיבוד גס, ואלו עם תכולת קובלט נמוכה יותר מתאימות לגימור. לקרבידים צמנטיים למטרות כלליות יש חיי עיבוד ארוכים בהרבה מאשר לקרבידים צמנטיים אחרים עבור חומרים קשים לעיבוד כמו נירוסטה.

(2) חומר עובש

קרביד צמנטי משמש בעיקר למפות לעיבוד קר כגון מתות לשרטוט קר, מתות ניקוב קר, מתות שיחול קר ומתות פיר קר.

נדרשות שבלילות טובה של שבלילות קרביד, קשיחות טובה לשבר, חוזק עייפות, חוזק כיפוף ועמידות טובה בפני שחיקה בתנאי עבודה עמידים בפני שחיקה של פגיעה או פגיעה חזקה. בדרך כלל משתמשים בדרגות סגסוגת קובלט בינוניות וגבוהה וסגסוגות גרגירים בינוניות וגסות, כגון YG15C.

באופן כללי, הקשר בין עמידות בפני שחיקה לקשיחות של קרביד צמנט הוא סותר: עלייה בעמידות בפני שחיקה תוביל לירידה בקשיחות, ועלייה בקשיחות תוביל בהכרח לירידה בעמידות בפני שחיקה. לכן, בעת בחירת סוגי סגסוגת, יש צורך לעמוד בדרישות שימוש ספציפיות בהתאם לאובייקט העיבוד ולתנאי העבודה בעיבוד.

אם הדרגה שנבחרה נוטה לסדקים ונזקים מוקדמים במהלך השימוש, יש לבחור את הדרגה בעלת הקשיחות הגבוהה יותר; אם הדרגה שנבחרה נוטה לבלאי ונזקים מוקדמים במהלך השימוש, יש לבחור את הדרגה בעלת הקשיחות הגבוהה יותר ועמידות טובה יותר בפני שחיקה. הדרגות הבאות: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C משמאל לימין, הקשיות יורדת, עמידות הבלאי יורדת והקשיחות עולה; להיפך, ההפך הוא הנכון.

(3) כלי מדידה וחלקים עמידים בפני שחיקה

קרביד משמש לשיבוצי משטח עמידים בפני שחיקה וחלקים של כלי מדידה, מיסבים מדויקים של מטחנות, לוחות הנחיה ומוטות הנחיה של מטחנות ללא מרכז, חלקים עליונים של מחרטות וחלקים עמידים אחרים בפני שחיקה.

מתכות קלסר הן בדרך כלל מתכות מקבוצת הברזל, לרוב קובלט וניקל.

בעת ייצור קרביד צמנט, גודל החלקיקים של אבקת חומר הגלם הנבחר הוא בין 1 ל-2 מיקרון, והטוהר גבוה מאוד. חומרי הגלם מקובצים לפי יחס ההרכב שנקבע, ואלכוהול או חומרים אחרים מוסיפים לטחינה רטובה בטחנת כדורים רטובה כדי לערבב אותם ולכתוש אותם במלואם. מסננים את התערובת. לאחר מכן, התערובת עוברת גרגירים, לחיצה ומחוממת לטמפרטורה הקרובה לנקודת ההיתוך של מתכת הקישור (1300-1500 מעלות צלזיוס), הפאזה הקשה ומתכת הקישור יוצרים סגסוגת אוטקטית. לאחר הקירור, הפאזות הקשוחות מתפזרות ברשת המורכבת ממתכת הקישור ומחוברות זו לזו באופן הדוק ליצירת שלם מוצק. קשיות הקרביד הצמנט תלויה בתכולת הפאזות הקשוחות ובגודל הגרעינים, כלומר, ככל שתכולת הפאזות הקשוחות גבוהה יותר והגרעינים דקים יותר, כך גדלה הקשיות. קשיחות הקרביד הצמנט נקבעת על ידי מתכת הקישור. ככל שתכולת מתכת הקישור גבוהה יותר, כך חוזק הכיפוף גבוה יותר.

בשנת 1923, חברת שלרטר מגרמניה הוסיפה 10% עד 20% קובלט לאבקת טונגסטן קרביד כחומר מקשר, והמציאה סגסוגת חדשה של טונגסטן קרביד וקובלט. קשיותה שנייה רק ​​ליהלום. זהו הקרביד המלט הראשון שיוצר. בעת חיתוך פלדה עם כלי העשוי מסגסוגת זו, קצה החיתוך נשחק במהירות, ואפילו קצה החיתוך ייסדק. בשנת 1929, חברת שוורצקוב בארצות הברית הוסיפה כמות מסוימת של קרבידים מורכבים של טונגסטן קרביד וטיטניום קרביד להרכב המקורי, מה ששיפר את ביצועי הכלי בחיתוך פלדה. זהו הישג נוסף בהיסטוריה של פיתוח קרביד המלט.

לקרביד צמנט יש סדרה של תכונות מצוינות כגון קשיות גבוהה, עמידות בפני שחיקה, חוזק וקשיחות טובים, עמידות בחום ועמידות בפני קורוזיה, במיוחד קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה, אשר נותרות כמעט ללא שינוי אפילו בטמפרטורה של 500 מעלות צלזיוס, ועדיין בעלות קשיות גבוהה ב-1000 מעלות צלזיוס. קרביד נמצא בשימוש נרחב כחומר כלים, כגון כלי חריטה, חותכי כרסום, מקצבים, מקדחות, כלי קידוח וכו', לחיתוך ברזל יצוק, מתכות לא ברזליות, פלסטיק, סיבים כימיים, גרפיט, זכוכית, אבן ופלדה רגילה, וניתן להשתמש בו גם לחיתוך חומרים קשים לעיבוד כגון פלדה עמידה בחום, נירוסטה, פלדת מנגן גבוהה, פלדת כלים וכו'. מהירות החיתוך של כלי קרביד חדשים היא כעת פי מאות מזו של פלדת פחמן.

ניתן להשתמש בקרביד גם לייצור כלי קידוח סלעים, כלי כרייה, כלי קידוח, כלי מדידה, חלקים עמידים בפני שחיקה, חומרי שיוף מתכתיים, בטנות גליל, מיסבים מדויקים, חרירים, תבניות מתכת (כגון תבניות משיכה לחוט, תבניות ברגים, תבניות אומים ותבניות שונות של מחברים, כאשר הביצועים המצוינים של קרביד צמנטי החליפו בהדרגה את תבניות הפלדה הקודמות).

מאוחר יותר, יצא גם קרביד צמנט מצופה. בשנת 1969, שבדיה פיתחה בהצלחה כלי מצופה טיטניום קרביד. הבסיס של הכלי הוא טונגסטן-טיטניום-קובלט קרביד או טונגסטן-קובלט קרביד. עובי ציפוי הטיטניום קרביד על פני השטח הוא רק כמה מיקרונים, אך בהשוואה לכלי סגסוגת מאותו מותג, חיי השירות הוארכו פי 3, ומהירות החיתוך גדלה ב-25% עד 50%. בשנות ה-70 הופיע דור רביעי של כלים מצופים לחיתוך חומרים קשים לעיבוד.

כיצד מסונטר קרביד צמנט?

קרביד צמנט הוא חומר מתכתי המיוצר על ידי אבקת מטלורגיה של קרבידים ומתכות קישור של מתכת עקשנית אחת או יותר.

Mמדינות ייצור מרכזיות

ישנן יותר מ-50 מדינות בעולם המייצרות קרביד צמנט, עם תפוקה כוללת של 27,000-28,000 טון. היצרניות העיקריות הן ארצות הברית, רוסיה, שבדיה, סין, גרמניה, יפן, בריטניה, צרפת ועוד. שוק הקרביד הצמנט העולמי רווי למעשה, והתחרות בשוק עזה מאוד. תעשיית הקרביד הצמנט בסין החלה להתגבש בסוף שנות ה-50. משנות ה-60 ועד שנות ה-70, תעשיית הקרביד הצמנט בסין התפתחה במהירות. בתחילת שנות ה-90, כושר הייצור הכולל של קרביד צמנט בסין הגיע ל-6000 טון, והתפוקה הכוללת של קרביד צמנט הגיעה ל-5000 טון, שנייה רק ​​לרוסיה וארצות הברית, היא מדורגת במקום השלישי בעולם.

חותך שירותים

①קרביד צמנט טונגסטן וקובלט
המרכיבים העיקריים הם טונגסטן קרביד (WC) וקובלט (Co).
הדירוג שלו מורכב מ-"YG" ("קשה וקובלט" בסינית פין-יין) ומאחוז תכולת הקובלט הממוצעת.
לדוגמה, YG8 פירושו ש-WCo הממוצע = 8%, והשאר הוא טונגסטן-קובלט קרביד של טונגסטן קרביד.
סכיני TIC

②טונגסטן-טיטניום-קובלט קרביד
המרכיבים העיקריים הם טונגסטן קרביד, טיטניום קרביד (TiC) וקובלט.
הדירוג שלו מורכב מ-"YT" ("קשה, טיטניום" שתי תווים בקידומת פיניין בסינית) ותכולת טיטניום קרביד ממוצעת.
לדוגמה, YT15 פירושו WTi ממוצע = 15%, והשאר הוא טונגסטן קרביד וטונגסטן-טיטניום-קובלט קרביד עם תכולת קובלט.
כלי טנטלום טיטניום טונגסטן

③ קרביד צמנט טונגסטן-טיטניום-טנטלום (ניוביום)
המרכיבים העיקריים הם טונגסטן קרביד, טיטניום קרביד, טנטלום קרביד (או ניוביום קרביד) וקובלט. סוג זה של קרביד צמנטי נקרא גם קרביד צמנטי כללי או קרביד צמנטי אוניברסלי.
הדירוג שלו מורכב מ-"YW" (הקידומת הפונטית הסינית של "hard" ו-"wan") בתוספת מספר סידורי, כגון YW1.

מאפייני ביצועים

מוסיף קרביד מרותך

קשיות גבוהה (86 ~ 93HRA, שווה ערך ל- 69 ~ 81HRC);

קשיות תרמית טובה (עד 900 ~ 1000 ℃, שמירה על 60HRC);

עמידות טובה בפני שחיקה.

כלי חיתוך קרביד מהירים פי 4 עד 7 מפלדה מהירה, וחיי הכלי גבוהים פי 5 עד 80. בייצור תבניות וכלי מדידה, חיי השירות גבוהים פי 20 עד 150 מאלה של פלדת סגסוגת. הם יכולים לחתוך חומרים קשים של כ-50HRC.

עם זאת, קרביד צמנטי הוא שביר ולא ניתן לעיבוד במכונה, וקשה לייצר כלים אינטגרליים בעלי צורות מורכבות. לכן, לעתים קרובות מייצרים להבים בצורות שונות, המותקנים על גוף הכלי או גוף התבנית באמצעות ריתוך, הדבקה, הידוק מכני וכו'.

מוט בצורת מיוחדת

סינטור

יציקת סינטור קרביד צמנטית היא לחיצה של האבקה לתוך בילט, ולאחר מכן כניסה לתנור הסינטר לחימום לטמפרטורה מסוימת (טמפרטורת סינטור), שמירה למשך זמן מסוים (זמן החזקה), ולאחר מכן קירור כדי לקבל חומר קרביד צמנטי עם התכונות הנדרשות.

ניתן לחלק את תהליך הסינטר של קרביד צמנט לארבעה שלבים בסיסיים:

1: בשלב הסרת חומר העיצוב והסינטור המקדים, הגוף המסונטר משתנה באופן הבא:
הסרת חומר היציקה, עם עליית הטמפרטורה בשלב הראשוני של הסינטור, חומר היציקה מתפרק בהדרגה או מתאדה, והגוף המסונטר נשלל. הסוג, הכמות ותהליך הסינטור שונים.
תחמוצות על פני האבקה מצטמצמות. בטמפרטורת הסינטור, מימן יכול להפחית את תחמוצות הקובלט והטונגסטן. אם חומר היוצר מוסר בוואקום ומסונטר, תגובת הפחמן-חמצן אינה חזקה. מאמץ המגע בין חלקיקי האבקה מתבטל בהדרגה, אבקת המתכת המקשרת מתחילה להתאושש ולהתגבש מחדש, דיפוזיה על פני השטח מתחילה להתרחש, וחוזק הבריקט משתפר.

2: שלב סינטור בפאזה מוצקה (טמפרטורה אוטקטית של 800℃)
בטמפרטורה שלפני הופעת הפאזה הנוזלית, בנוסף להמשך תהליך השלב הקודם, התגובה והדיפוזיה של הפאזה המוצקה מתעצמות, הזרימה הפלסטית משופרת, והגוף המסונטר מתכווץ משמעותית.

3: שלב סינטור בפאזה נוזלית (טמפרטורה אוטקטית - טמפרטורת סינטור)
כאשר השלב הנוזלי מופיע בגוף המסונטר, ההתכווצות מסתיימת במהירות, ולאחר מכן מתרחשת טרנספורמציה קריסטלוגרפית ליצירת המבנה והמבנה הבסיסיים של הסגסוגת.

4: שלב קירור (טמפרטורת סינטור - טמפרטורת חדר)
בשלב זה, המבנה וההרכב של הפאזה של הסגסוגת משתנים בתנאי קירור שונים. ניתן להשתמש בתכונה זו לחימום קרביד צמנט כדי לשפר את תכונותיו הפיזיקליות והמכניות.