Cacbua là loại vật liệu dụng cụ gia công tốc độ cao (HSM) được sử dụng rộng rãi nhất, được sản xuất bằng quy trình luyện kim bột và bao gồm các hạt cacbua cứng (thường là cacbua vonfram WC) và thành phần liên kết kim loại mềm hơn. Hiện nay, có hàng trăm loại cacbua xi măng gốc WC với các thành phần khác nhau, hầu hết sử dụng coban (Co) làm chất kết dính, niken (Ni) và crom (Cr) cũng là các nguyên tố kết dính thường được sử dụng, và một số nguyên tố hợp kim khác cũng có thể được thêm vào. Tại sao lại có nhiều loại cacbua như vậy? Làm thế nào để các nhà sản xuất dụng cụ lựa chọn vật liệu dụng cụ phù hợp cho một hoạt động cắt cụ thể? Để trả lời những câu hỏi này, trước tiên chúng ta hãy xem xét các đặc tính khác nhau khiến cacbua xi măng trở thành vật liệu dụng cụ lý tưởng.
độ cứng và độ dẻo dai
Hợp kim carbide xi măng WC-Co có những ưu điểm độc đáo về cả độ cứng và độ dẻo dai. Hợp kim carbide vonfram (WC) vốn rất cứng (hơn cả corundum hoặc alumina), và độ cứng của nó hiếm khi giảm khi nhiệt độ vận hành tăng. Tuy nhiên, nó thiếu độ dẻo dai cần thiết, một đặc tính thiết yếu của dụng cụ cắt. Để tận dụng độ cứng cao của hợp kim carbide vonfram và cải thiện độ dẻo dai của nó, người ta sử dụng liên kết kim loại để liên kết các hợp kim carbide vonfram với nhau, nhờ đó vật liệu này có độ cứng vượt xa thép gió, đồng thời có thể chịu được hầu hết các hoạt động cắt gọt. Ngoài ra, nó có thể chịu được nhiệt độ cắt cao do gia công tốc độ cao gây ra.
Ngày nay, hầu hết dao và miếng chèn WC-Co đều được phủ, do đó vai trò của vật liệu nền dường như ít quan trọng hơn. Nhưng trên thực tế, chính mô đun đàn hồi cao của vật liệu WC-Co (một thước đo độ cứng, gấp khoảng ba lần độ cứng của thép gió ở nhiệt độ phòng) mới là nền tảng không biến dạng cho lớp phủ. Ma trận WC-Co cũng cung cấp độ dẻo dai cần thiết. Những đặc tính này là những đặc tính cơ bản của vật liệu WC-Co, nhưng các đặc tính vật liệu cũng có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh thành phần và cấu trúc vi mô của vật liệu khi sản xuất bột carbide xi măng. Do đó, tính phù hợp của hiệu suất dụng cụ với một quy trình gia công cụ thể phụ thuộc phần lớn vào quy trình phay ban đầu.
Quá trình xay xát
Bột cacbua vonfram thu được bằng cách thấm cacbon bột vonfram (W). Các đặc tính của bột cacbua vonfram (đặc biệt là kích thước hạt) chủ yếu phụ thuộc vào kích thước hạt của bột vonfram nguyên liệu thô, nhiệt độ và thời gian thấm cacbon. Kiểm soát hóa học cũng rất quan trọng, và hàm lượng cacbon phải được giữ không đổi (gần với giá trị thành phần hóa học là 6,13% theo trọng lượng). Có thể thêm một lượng nhỏ vanadi và/hoặc crom trước khi thấm cacbon để kiểm soát kích thước hạt bột trong các công đoạn tiếp theo. Các điều kiện quy trình hạ nguồn khác nhau và mục đích xử lý cuối khác nhau đòi hỏi sự kết hợp cụ thể giữa kích thước hạt cacbua vonfram, hàm lượng cacbon, hàm lượng vanadi và hàm lượng crom, nhờ đó có thể sản xuất ra nhiều loại bột cacbua vonfram khác nhau. Ví dụ, ATI Alldyne, một nhà sản xuất bột cacbua vonfram, sản xuất 23 loại bột cacbua vonfram tiêu chuẩn, và các loại bột cacbua vonfram được tùy chỉnh theo yêu cầu của người dùng có thể đạt hàm lượng cao hơn gấp 5 lần so với các loại bột cacbua vonfram tiêu chuẩn.
Khi trộn và nghiền bột cacbua vonfram và liên kết kim loại để tạo ra bột cacbua xi măng đạt một cấp độ nhất định, có thể sử dụng nhiều cách kết hợp khác nhau. Hàm lượng coban thường được sử dụng nhất là 3% - 25% (tỷ lệ trọng lượng), và trong trường hợp cần tăng cường khả năng chống ăn mòn của dụng cụ, cần bổ sung niken và crom. Ngoài ra, liên kết kim loại có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách bổ sung các thành phần hợp kim khác. Ví dụ, việc bổ sung rutheni vào cacbua xi măng WC-Co có thể cải thiện đáng kể độ dẻo dai của nó mà không làm giảm độ cứng. Việc tăng hàm lượng chất kết dính cũng có thể cải thiện độ dẻo dai của cacbua xi măng, nhưng sẽ làm giảm độ cứng của nó.
Giảm kích thước của các hạt cacbua vonfram có thể làm tăng độ cứng của vật liệu, nhưng kích thước hạt của cacbua vonfram phải giữ nguyên trong quá trình thiêu kết. Trong quá trình thiêu kết, các hạt cacbua vonfram kết hợp và phát triển thông qua quá trình hòa tan và kết tủa lại. Trong quá trình thiêu kết thực tế, để tạo thành vật liệu có mật độ hoàn toàn, liên kết kim loại trở thành chất lỏng (gọi là thiêu kết pha lỏng). Tốc độ phát triển của các hạt cacbua vonfram có thể được kiểm soát bằng cách thêm các cacbua kim loại chuyển tiếp khác, bao gồm cacbua vanadi (VC), cacbua crom (Cr3C2), cacbua titan (TiC), cacbua tantali (TaC) và cacbua niobi (NbC). Các cacbua kim loại này thường được thêm vào khi bột cacbua vonfram được trộn và nghiền với liên kết kim loại, mặc dù cacbua vanadi và cacbua crom cũng có thể được hình thành khi bột cacbua vonfram được thấm cacbon.
Bột cacbua vonfram cũng có thể được sản xuất bằng cách sử dụng vật liệu cacbua xi măng phế liệu tái chế. Việc tái chế và tái sử dụng cacbua phế liệu đã có lịch sử lâu đời trong ngành công nghiệp cacbua xi măng và là một phần quan trọng của toàn bộ chuỗi kinh tế của ngành, giúp giảm chi phí vật liệu, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và tránh lãng phí vật liệu. Xử lý độc hại. Cacbua xi măng phế liệu thường có thể được tái sử dụng bằng quy trình APT (ammonium paratungstate), quy trình thu hồi kẽm hoặc bằng cách nghiền. Các loại bột cacbua vonfram "tái chế" này thường có độ đặc tốt hơn, có thể dự đoán được vì chúng có diện tích bề mặt nhỏ hơn so với bột cacbua vonfram được sản xuất trực tiếp thông qua quy trình thấm cacbon vonfram.
Điều kiện xử lý nghiền hỗn hợp bột cacbua vonfram và liên kết kim loại cũng là các thông số quy trình quan trọng. Hai kỹ thuật nghiền được sử dụng phổ biến nhất là nghiền bi và nghiền vi mô. Cả hai quy trình đều cho phép trộn đều bột nghiền và giảm kích thước hạt. Để phôi sau khi ép có đủ độ bền, duy trì hình dạng của phôi và cho phép người vận hành hoặc người thao tác nhấc phôi lên để vận hành, thường cần thêm chất kết dính hữu cơ trong quá trình nghiền. Thành phần hóa học của liên kết này có thể ảnh hưởng đến mật độ và độ bền của phôi sau khi ép. Để dễ dàng xử lý, nên thêm chất kết dính có độ bền cao, nhưng điều này dẫn đến mật độ nén thấp hơn và có thể tạo ra các cục vón cục có thể gây ra khuyết tật cho sản phẩm cuối cùng.
Sau khi nghiền, bột thường được sấy phun để tạo ra các khối kết tụ chảy tự do được liên kết với nhau bằng chất kết dính hữu cơ. Bằng cách điều chỉnh thành phần của chất kết dính hữu cơ, độ chảy và mật độ điện tích của các khối kết tụ này có thể được điều chỉnh theo ý muốn. Bằng cách sàng lọc các hạt thô hoặc mịn hơn, phân bố kích thước hạt của khối kết tụ có thể được điều chỉnh thêm để đảm bảo độ chảy tốt khi nạp vào khoang khuôn.
Sản xuất phôi
Phôi cacbua có thể được tạo hình bằng nhiều phương pháp gia công khác nhau. Tùy thuộc vào kích thước phôi, mức độ phức tạp của hình dạng và lô sản xuất, hầu hết các miếng chèn cắt được đúc bằng khuôn cứng áp lực trên và dưới. Để duy trì sự đồng nhất về trọng lượng và kích thước phôi trong mỗi lần ép, cần đảm bảo lượng bột (khối lượng và thể tích) chảy vào khoang khuôn là hoàn toàn giống nhau. Độ chảy của bột chủ yếu được kiểm soát bởi sự phân bố kích thước của các khối kết tụ và các đặc tính của chất kết dính hữu cơ. Phôi đúc (hay "phôi") được tạo hình bằng cách áp dụng áp suất đúc từ 10-80 ksi (kilo pound trên foot vuông) lên bột được nạp vào khoang khuôn.
Ngay cả dưới áp suất đúc cực cao, các hạt cacbua vonfram cứng sẽ không bị biến dạng hoặc vỡ, nhưng chất kết dính hữu cơ được ép vào các khoảng trống giữa các hạt cacbua vonfram, do đó cố định vị trí của các hạt. Áp suất càng cao, liên kết của các hạt cacbua vonfram càng chặt và mật độ nén của phôi càng lớn. Các tính chất đúc của các loại bột cacbua xi măng có thể khác nhau, tùy thuộc vào hàm lượng chất kết dính kim loại, kích thước và hình dạng của các hạt cacbua vonfram, mức độ kết tụ, thành phần và việc bổ sung chất kết dính hữu cơ. Để cung cấp thông tin định lượng về các tính chất nén của các loại bột cacbua xi măng, mối quan hệ giữa mật độ đúc và áp suất đúc thường được thiết kế và xây dựng bởi nhà sản xuất bột. Thông tin này đảm bảo rằng bột được cung cấp tương thích với quy trình đúc của nhà sản xuất dụng cụ.
Phôi cacbua cỡ lớn hoặc phôi cacbua có tỷ lệ kích thước lớn (như cán dao phay ngón và mũi khoan) thường được sản xuất từ bột cacbua được ép đồng đều trong túi mềm. Mặc dù chu kỳ sản xuất của phương pháp ép cân bằng dài hơn phương pháp đúc, nhưng chi phí sản xuất dụng cụ lại thấp hơn, do đó phương pháp này phù hợp hơn cho sản xuất hàng loạt nhỏ.
Phương pháp này bao gồm việc cho bột vào túi, bịt kín miệng túi, sau đó cho túi đầy bột vào khoang chứa, và tạo áp lực 30-60ksi thông qua thiết bị thủy lực để ép. Các phôi ép thường được gia công theo hình dạng cụ thể trước khi thiêu kết. Kích thước của bao được mở rộng để phù hợp với độ co ngót của phôi trong quá trình nén và để cung cấp đủ biên độ cho các thao tác nghiền. Do phôi cần được gia công sau khi ép, nên yêu cầu về độ đồng đều của quá trình nạp liệu không khắt khe như phương pháp đúc, nhưng vẫn cần đảm bảo lượng bột nạp vào túi mỗi lần là như nhau. Nếu mật độ nạp liệu của bột quá nhỏ, có thể dẫn đến tình trạng không đủ bột trong túi, khiến phôi quá nhỏ và phải loại bỏ. Nếu mật độ nạp liệu của bột quá cao và lượng bột nạp vào túi quá nhiều, phôi cần được xử lý để loại bỏ thêm bột sau khi ép. Mặc dù lượng bột thừa được loại bỏ và các phôi bị loại bỏ có thể được tái chế, nhưng việc này sẽ làm giảm năng suất.
Phôi cacbua cũng có thể được tạo hình bằng khuôn đùn hoặc khuôn phun. Quy trình đúc đùn phù hợp hơn cho việc sản xuất hàng loạt các phôi có hình dạng trục đối xứng, trong khi quy trình đúc phun thường được sử dụng cho việc sản xuất hàng loạt các phôi có hình dạng phức tạp. Trong cả hai quy trình đúc, các loại bột cacbua xi măng được treo lơ lửng trong chất kết dính hữu cơ, tạo cho hỗn hợp cacbua xi măng có độ đặc giống như kem đánh răng. Hợp chất sau đó được đùn qua lỗ hoặc phun vào khoang để tạo hình. Các đặc tính của loại bột cacbua xi măng quyết định tỷ lệ bột và chất kết dính tối ưu trong hỗn hợp và có ảnh hưởng quan trọng đến khả năng chảy của hỗn hợp qua lỗ đùn hoặc phun vào khoang.
Sau khi phôi được tạo hình bằng phương pháp đúc, ép đẳng tĩnh, đùn hoặc ép phun, chất kết dính hữu cơ cần được loại bỏ khỏi phôi trước khi bước vào giai đoạn thiêu kết cuối cùng. Quá trình thiêu kết loại bỏ độ xốp của phôi, làm cho phôi trở nên đặc hoàn toàn (hoặc đáng kể). Trong quá trình thiêu kết, liên kết kim loại trong phôi được tạo hình bằng ép trở thành dạng lỏng, nhưng phôi vẫn giữ nguyên hình dạng dưới tác động kết hợp của lực mao dẫn và liên kết hạt.
Sau khi thiêu kết, hình dạng phôi vẫn giữ nguyên, nhưng kích thước được giảm bớt. Để đạt được kích thước phôi mong muốn sau khi thiêu kết, cần xem xét tỷ lệ co ngót khi thiết kế dụng cụ. Cấp bột cacbua dùng để chế tạo từng dụng cụ phải được thiết kế để có độ co ngót chính xác khi nén dưới áp suất thích hợp.
Trong hầu hết các trường hợp, cần phải xử lý phôi sau khi thiêu kết. Phương pháp xử lý cơ bản nhất đối với dụng cụ cắt là mài lưỡi cắt. Nhiều dụng cụ cần mài lại hình dạng và kích thước sau khi thiêu kết. Một số dụng cụ cần mài mặt trên và mặt dưới; một số khác cần mài ngoại vi (có hoặc không mài lưỡi cắt). Tất cả phoi cacbua từ quá trình mài đều có thể được tái chế.
Lớp phủ phôi
Trong nhiều trường hợp, phôi gia công hoàn thiện cần được phủ một lớp. Lớp phủ này cung cấp độ bôi trơn và độ cứng tăng lên, cũng như tạo ra một lớp rào cản khuếch tán lên bề mặt vật liệu, ngăn ngừa quá trình oxy hóa khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Nền carbide xi măng đóng vai trò quan trọng đối với hiệu suất của lớp phủ. Ngoài việc điều chỉnh các đặc tính chính của bột nền, các đặc tính bề mặt của nền cũng có thể được điều chỉnh bằng cách lựa chọn hóa chất và thay đổi phương pháp thiêu kết. Thông qua quá trình di chuyển coban, có thể làm giàu thêm coban ở lớp ngoài cùng của bề mặt lưỡi dao trong phạm vi độ dày 20-30 μm so với phần còn lại của phôi, do đó mang lại cho bề mặt nền độ bền và độ dẻo dai tốt hơn, giúp chống biến dạng tốt hơn.
Dựa trên quy trình sản xuất riêng của họ (chẳng hạn như phương pháp tẩy sáp, tốc độ gia nhiệt, thời gian thiêu kết, nhiệt độ và điện áp thấm cacbon), nhà sản xuất dụng cụ có thể có một số yêu cầu đặc biệt đối với cấp bột cacbua xi măng được sử dụng. Một số nhà sản xuất dụng cụ có thể thiêu kết phôi trong lò chân không, trong khi những nhà sản xuất khác có thể sử dụng lò thiêu kết ép đẳng tĩnh nóng (HIP) (tạo áp suất cho phôi gần cuối chu trình xử lý để loại bỏ bất kỳ cặn bẩn nào (lỗ chân lông). Phôi được thiêu kết trong lò chân không cũng có thể cần được ép đẳng tĩnh nóng thông qua một quy trình bổ sung để tăng mật độ của phôi. Một số nhà sản xuất dụng cụ có thể sử dụng nhiệt độ thiêu kết chân không cao hơn để tăng mật độ thiêu kết của hỗn hợp có hàm lượng coban thấp hơn, nhưng phương pháp này có thể làm thô cấu trúc vi mô của chúng. Để duy trì kích thước hạt mịn, có thể lựa chọn bột cacbua vonfram có kích thước hạt nhỏ hơn. Để phù hợp với thiết bị sản xuất cụ thể, điều kiện tẩy sáp và điện áp thấm cacbon cũng có các yêu cầu khác nhau về hàm lượng cacbon trong bột cacbua xi măng.
Phân loại lớp
Sự kết hợp các loại bột cacbua vonfram khác nhau, thành phần hỗn hợp và hàm lượng chất kết dính kim loại, loại và lượng chất ức chế sinh trưởng hạt, v.v. tạo nên nhiều loại cacbua xi măng khác nhau. Các thông số này sẽ quyết định cấu trúc vi mô và tính chất của cacbua xi măng. Một số kết hợp tính chất cụ thể đã trở thành ưu tiên cho một số ứng dụng gia công cụ thể, khiến việc phân loại các loại cacbua xi măng khác nhau trở nên có ý nghĩa.
Hai hệ thống phân loại carbide được sử dụng phổ biến nhất cho các ứng dụng gia công là hệ thống ký hiệu C và hệ thống ký hiệu ISO. Mặc dù không có hệ thống nào phản ánh đầy đủ các đặc tính vật liệu ảnh hưởng đến việc lựa chọn cấp độ carbide xi măng, nhưng chúng cung cấp một điểm khởi đầu để thảo luận. Đối với mỗi phân loại, nhiều nhà sản xuất có cấp độ đặc biệt riêng, tạo ra nhiều loại carbide khác nhau.
Các loại carbide cũng có thể được phân loại theo thành phần. Các loại carbide vonfram (WC) có thể được chia thành ba loại cơ bản: đơn giản, vi tinh thể và hợp kim. Các loại simplex chủ yếu bao gồm các chất kết dính vonfram carbide và coban, nhưng cũng có thể chứa một lượng nhỏ chất ức chế sự phát triển hạt. Các loại microcrystalline bao gồm các carbide vonfram và chất kết dính coban được thêm vào với một vài phần nghìn vanadi carbide (VC) và (hoặc) crom carbide (Cr3C2), và kích thước hạt của nó có thể đạt tới 1 μm hoặc nhỏ hơn. Các loại hợp kim bao gồm các carbide vonfram và chất kết dính coban chứa một vài phần trăm titan carbide (TiC), tantal carbide (TaC) và niobi carbide (NbC). Những chất bổ sung này cũng được gọi là carbide khối do tính chất thiêu kết của chúng. Cấu trúc vi mô thu được thể hiện một cấu trúc ba pha không đồng nhất.
1) Các loại cacbua đơn giản
Các loại thép này dùng để cắt kim loại thường chứa từ 3% đến 12% coban (theo trọng lượng). Kích thước hạt cacbua vonfram thường nằm trong khoảng 1-8 μm. Giống như các loại thép khác, việc giảm kích thước hạt cacbua vonfram sẽ làm tăng độ cứng và độ bền đứt ngang (TRS), nhưng lại làm giảm độ dai. Độ cứng của loại tinh khiết thường nằm trong khoảng HRA89-93,5; độ bền đứt ngang thường nằm trong khoảng 175-350ksi. Bột của các loại thép này có thể chứa một lượng lớn vật liệu tái chế.
Cấp độ đơn giản có thể được chia thành C1-C4 trong hệ thống cấp độ C, và có thể được phân loại theo các cấp độ K, N, S và H trong hệ thống cấp độ ISO. Cấp độ đơn giản với các tính chất trung gian có thể được phân loại là cấp độ đa năng (như C2 hoặc K20) và có thể được sử dụng để tiện, phay, bào và khoan; cấp độ có kích thước hạt nhỏ hơn hoặc hàm lượng coban thấp hơn và độ cứng cao hơn có thể được phân loại là cấp độ hoàn thiện (như C4 hoặc K01); cấp độ có kích thước hạt lớn hơn hoặc hàm lượng coban cao hơn và độ dẻo dai tốt hơn có thể được phân loại là cấp độ thô (như C1 hoặc K30).
Dụng cụ chế tạo từ thép hợp kim Simplex có thể được sử dụng để gia công gang, thép không gỉ dòng 200 và 300, nhôm và các kim loại màu khác, siêu hợp kim và thép tôi. Các loại thép này cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng cắt phi kim loại (ví dụ như dụng cụ khoan đá và khoan địa chất), và chúng có phạm vi kích thước hạt từ 1,5-10μm (hoặc lớn hơn) và hàm lượng coban từ 6%-16%. Một ứng dụng cắt phi kim loại khác của thép hợp kim Simple carbide là trong sản xuất khuôn và mũi đột. Các loại thép này thường có kích thước hạt trung bình với hàm lượng coban từ 16%-30%.
(2) Các loại cacbua xi măng vi tinh thể
Các loại thép này thường chứa 6%-15% coban. Trong quá trình thiêu kết pha lỏng, việc bổ sung vanadi cacbua và/hoặc crom cacbua có thể kiểm soát sự phát triển của hạt để đạt được cấu trúc hạt mịn với kích thước hạt nhỏ hơn 1 μm. Loại thép hạt mịn này có độ cứng rất cao và cường độ đứt gãy ngang trên 500ksi. Sự kết hợp giữa độ bền cao và độ dẻo dai vừa đủ cho phép các loại thép này sử dụng góc nghiêng dương lớn hơn, giúp giảm lực cắt và tạo ra phoi mỏng hơn bằng cách cắt thay vì đẩy vật liệu kim loại.
Thông qua việc xác định chất lượng nghiêm ngặt của các loại nguyên liệu thô khác nhau trong quá trình sản xuất bột cacbua xi măng, và kiểm soát chặt chẽ các điều kiện trong quá trình thiêu kết để ngăn ngừa sự hình thành các hạt lớn bất thường trong cấu trúc vi mô của vật liệu, có thể đạt được các đặc tính vật liệu phù hợp. Để duy trì kích thước hạt nhỏ và đồng đều, chỉ nên sử dụng bột tái chế tái chế khi có sự kiểm soát toàn diện về nguyên liệu thô và quy trình thu hồi, đồng thời kiểm tra chất lượng rộng rãi.
Cấp độ vi tinh thể có thể được phân loại theo cấp độ M trong hệ thống cấp độ ISO. Ngoài ra, các phương pháp phân loại khác trong hệ thống cấp độ C và hệ thống cấp độ ISO cũng giống như cấp độ tinh khiết. Cấp độ vi tinh thể có thể được sử dụng để chế tạo dụng cụ cắt vật liệu phôi mềm hơn, vì bề mặt dụng cụ có thể được gia công rất mịn và có thể duy trì lưỡi cắt cực kỳ sắc bén.
Các loại thép vi tinh thể cũng có thể được sử dụng để gia công siêu hợp kim gốc niken, vì chúng có thể chịu được nhiệt độ cắt lên đến 1200°C. Đối với việc gia công siêu hợp kim và các vật liệu đặc biệt khác, việc sử dụng các dụng cụ thép vi tinh thể và dụng cụ thép nguyên chất chứa rutheni có thể đồng thời cải thiện khả năng chống mài mòn, khả năng chống biến dạng và độ bền của chúng. Các loại thép vi tinh thể cũng thích hợp để chế tạo các dụng cụ quay như mũi khoan tạo ra ứng suất cắt. Có một loại mũi khoan được làm từ các loại thép hợp kim cacbua xi măng. Ở các bộ phận cụ thể của cùng một mũi khoan, hàm lượng coban trong vật liệu thay đổi, do đó độ cứng và độ bền của mũi khoan được tối ưu hóa theo nhu cầu gia công.
(3) Các loại hợp kim cacbua xi măng
Các loại này chủ yếu được sử dụng để cắt các bộ phận bằng thép, và hàm lượng coban của chúng thường là 5%-10% và kích thước hạt dao động từ 0,8-2μm. Bằng cách thêm 4%-25% titan cacbua (TiC), có thể làm giảm xu hướng khuếch tán của cacbua vonfram (WC) lên bề mặt của phoi thép. Độ bền của dụng cụ, khả năng chống mài mòn hố và khả năng chống sốc nhiệt có thể được cải thiện bằng cách thêm tới 25% tantali cacbua (TaC) và niobi cacbua (NbC). Việc bổ sung các cacbua khối như vậy cũng làm tăng độ cứng đỏ của dụng cụ, giúp tránh biến dạng nhiệt của dụng cụ trong quá trình cắt nặng hoặc các hoạt động khác mà lưỡi cắt sẽ tạo ra nhiệt độ cao. Ngoài ra, cacbua titan có thể cung cấp các vị trí tạo mầm trong quá trình thiêu kết, cải thiện tính đồng đều của sự phân bố cacbua khối trong phôi.
Nhìn chung, phạm vi độ cứng của các loại cacbua xi măng hợp kim là HRA91-94 và độ bền gãy ngang là 150-300ksi. So với các loại tinh khiết, các loại hợp kim có khả năng chống mài mòn kém và độ bền thấp hơn, nhưng có khả năng chống mài mòn dính tốt hơn. Các loại hợp kim có thể được chia thành C5-C8 trong hệ thống loại C và có thể được phân loại theo chuỗi loại P và M trong hệ thống loại ISO. Các loại hợp kim có tính chất trung gian có thể được phân loại là các loại mục đích chung (như C6 hoặc P30) và có thể được sử dụng để tiện, taro, bào và phay. Các loại cứng nhất có thể được phân loại là các loại tinh (như C8 và P01) để tinh các hoạt động tiện và khoan. Các loại này thường có kích thước hạt nhỏ hơn và hàm lượng coban thấp hơn để đạt được độ cứng và khả năng chống mài mòn cần thiết. Tuy nhiên, có thể đạt được các đặc tính vật liệu tương tự bằng cách thêm nhiều cacbua khối hơn. Các loại có độ dẻo dai cao nhất có thể được phân loại là các loại thô (ví dụ: C5 hoặc P50). Các loại thép này thường có kích thước hạt trung bình và hàm lượng coban cao, với hàm lượng cacbua khối thấp để đạt được độ dẻo dai mong muốn bằng cách ức chế sự phát triển vết nứt. Trong các hoạt động tiện gián đoạn, hiệu suất cắt có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách sử dụng các loại thép giàu coban đã đề cập ở trên với hàm lượng coban cao hơn trên bề mặt dụng cụ.
Các loại hợp kim có hàm lượng titan cacbua thấp hơn được sử dụng để gia công thép không gỉ và sắt dễ uốn, nhưng cũng có thể được sử dụng để gia công kim loại màu như siêu hợp kim gốc niken. Kích thước hạt của các loại hợp kim này thường nhỏ hơn 1 μm, và hàm lượng coban là 8%-12%. Các loại hợp kim cứng hơn, chẳng hạn như M10, có thể được sử dụng để tiện sắt dễ uốn; các loại hợp kim cứng hơn, chẳng hạn như M40, có thể được sử dụng để phay và bào thép, hoặc để tiện thép không gỉ hoặc siêu hợp kim.
Các loại hợp kim carbide xi măng cũng có thể được sử dụng cho mục đích cắt phi kim loại, chủ yếu để chế tạo các chi tiết chịu mài mòn. Kích thước hạt của các loại này thường là 1,2-2 μm, và hàm lượng coban là 7%-10%. Khi sản xuất các loại này, tỷ lệ nguyên liệu thô tái chế cao thường được bổ sung, mang lại hiệu quả chi phí cao trong các ứng dụng gia công chi tiết chịu mài mòn. Các chi tiết chịu mài mòn đòi hỏi khả năng chống ăn mòn tốt và độ cứng cao, có thể đạt được bằng cách bổ sung niken và crom carbide khi sản xuất các loại này.
Để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế của các nhà sản xuất dụng cụ, bột carbide là yếu tố then chốt. Bột carbide được thiết kế cho thiết bị gia công và các thông số quy trình của nhà sản xuất dụng cụ, đảm bảo hiệu suất của phôi gia công hoàn thiện và đã tạo ra hàng trăm loại carbide. Tính chất có thể tái chế của vật liệu carbide và khả năng làm việc trực tiếp với các nhà cung cấp bột carbide cho phép các nhà sản xuất dụng cụ kiểm soát hiệu quả chất lượng sản phẩm và chi phí vật liệu.
Thời gian đăng: 18-10-2022
