Phân loại và hiệu suất của vật liệu dụng cụ cacbua xi măng

1. Độ cứng: Hợp kim carbide xi măng chứa một lượng lớn carbide cứng (như WC, TiC), khiến độ cứng của nó cao hơn nhiều so với vật liệu thép gió. Độ cứng của hợp kim carbide xi măng càng cao thì khả năng chống mài mòn càng tốt, thường cao hơn nhiều so với thép gió.

Hàm lượng pha chất kết dính coban càng cao thì độ cứng của hợp kim càng thấp.

Vì TiC cứng hơn WC, hợp kim WC-TiC-Co có độ cứng cao hơn hợp kim WC-Co. Hàm lượng TiC càng cao thì độ cứng càng cao.

Việc thêm TaC vào hợp kim WC-Co làm tăng độ cứng thêm khoảng 40 đến 100 HV; việc thêm NbC làm tăng độ cứng thêm 70 đến 150 HV.

2. Độ bềnĐộ bền uốn của cacbua xi măng chỉ bằng khoảng 1/3 đến 1/2 độ bền uốn của vật liệu thép tốc độ cao.

Hàm lượng coban càng cao thì độ bền của hợp kim càng cao.

Hợp kim chứa TiC có độ bền thấp hơn hợp kim không chứa TiC; hàm lượng TiC càng cao thì độ bền càng thấp.

Việc bổ sung TaC vào cacbua xi măng WC-TiC-Co làm tăng cường độ uốn và cải thiện đáng kể khả năng chống mẻ và gãy của lưỡi cắt. Khi hàm lượng TaC tăng lên, độ bền mỏi cũng được cải thiện.

Cường độ nén của cacbua xi măng cao hơn từ 30% đến 50% so với thép tốc độ cao.

3. Độ dẻo daiĐộ dẻo dai của cacbua xi măng thấp hơn nhiều so với thép tốc độ cao.

Hợp kim chứa TiC có độ dẻo dai thấp hơn hợp kim không có TiC; khi hàm lượng TiC tăng, độ dẻo dai sẽ giảm.

Trong hợp kim WC-TiC-Co, việc bổ sung một lượng TaC thích hợp có thể tăng độ dẻo dai khoảng 10% trong khi vẫn duy trì khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn.

Do độ dẻo dai thấp hơn, cacbua xi măng không phù hợp với điều kiện có va đập hoặc rung động mạnh, đặc biệt là ở tốc độ cắt thấp khi độ bám dính và mẻ nghiêm trọng hơn.

4. Tính chất vật lý nhiệtĐộ dẫn nhiệt của cacbua xi măng cao hơn khoảng 2 đến 3 lần so với thép gió.

Do độ dẫn nhiệt của TiC thấp hơn WC, nên hợp kim WC-TiC-Co có độ dẫn nhiệt thấp hơn hợp kim WC-Co. Hàm lượng TiC càng cao thì độ dẫn nhiệt càng kém.

5. Khả năng chịu nhiệt: Cacbua xi măng có khả năng chịu nhiệt cao hơn nhiều so với thép gió và có thể cắt ở nhiệt độ 800 đến 1000°C với khả năng chống biến dạng dẻo tốt ở nhiệt độ cao.

Việc bổ sung TiC làm tăng độ cứng ở nhiệt độ cao. Vì nhiệt độ hóa mềm của TiC cao hơn WC, độ cứng của hợp kim WC-TiC-Co giảm chậm hơn theo nhiệt độ so với hợp kim WC-Co. Càng nhiều TiC và càng ít coban, độ cứng càng giảm ít.

Việc thêm TaC hoặc NbC (có nhiệt độ làm mềm cao hơn TiC) sẽ làm tăng thêm độ cứng và độ bền ở nhiệt độ cao.

6. Tính chất chống bám dínhNhiệt độ bám dính của cacbua xi măng cao hơn thép gió, giúp chống mài mòn bám dính tốt hơn.

Nhiệt độ bám dính của coban với thép thấp hơn nhiều so với WC; khi hàm lượng coban tăng, nhiệt độ bám dính giảm.

Nhiệt độ bám dính của TiC cao hơn WC, do đó hợp kim WC-TiC-Co có nhiệt độ bám dính cao hơn (cao hơn khoảng 100°C) so với hợp kim WC-Co. TiO2 hình thành ở nhiệt độ cao trong quá trình cắt làm giảm độ bám dính.

TaC và NbC có nhiệt độ bám dính cao hơn TiC, cải thiện khả năng chống bám dính. Độ bám dính của TaC với vật liệu phôi chỉ bằng một phần nhỏ đến vài phần mười so với WC.

7. Độ ổn định hóa họcKhả năng chống mài mòn của dụng cụ cacbua xi măng có liên quan chặt chẽ đến độ ổn định về mặt vật lý và hóa học của chúng ở nhiệt độ làm việc.

Nhiệt độ oxy hóa của cacbua xi măng cao hơn thép tốc độ cao.

Nhiệt độ oxy hóa của TiC cao hơn nhiều so với WC, do đó hợp kim WC-TiC-Co có trọng lượng oxy hóa thấp hơn ở nhiệt độ cao so với hợp kim WC-Co; càng nhiều TiC thì khả năng chống oxy hóa càng mạnh.

Nhiệt độ oxy hóa của TaC cũng cao hơn WC, và hợp kim chứa TaC và NbC có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao tốt hơn. Tuy nhiên, hàm lượng coban cao hơn khiến quá trình oxy hóa dễ dàng hơn.