Vật liệu hợp kim được tạo thành từ hợp chất cứng của kim loại chịu lửa và kim loại kết dính thông qua quy trình luyện kim bột. Cacbua xi măng có một loạt các đặc tính tuyệt vời như độ cứng cao, chống mài mòn, độ bền và độ dẻo dai tốt, khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn, đặc biệt là độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, về cơ bản không thay đổi ngay cả ở nhiệt độ 500 ° C, vẫn có độ cứng cao ở 1000oC. Cacbua được sử dụng rộng rãi làm vật liệu dụng cụ, chẳng hạn như dụng cụ tiện, dao phay, máy bào, máy khoan, dụng cụ nhàm chán, v.v., để cắt gang, kim loại màu, nhựa, sợi hóa học, than chì, thủy tinh, đá và thép thông thường, và cũng có thể được sử dụng để cắt các vật liệu khó gia công như thép chịu nhiệt, thép không gỉ, thép mangan cao, thép công cụ, v.v. Tốc độ cắt của các công cụ cacbua mới hiện gấp hàng trăm lần so với thép cacbon.
Ứng dụng cacbua xi măng
(1) Vật liệu dụng cụ
Cacbua là lượng vật liệu dụng cụ lớn nhất, có thể được sử dụng để chế tạo dụng cụ tiện, dao phay, máy bào, máy khoan, v.v. Trong số đó, cacbua vonfram-coban thích hợp để xử lý chip ngắn của kim loại đen và kim loại màu và gia công vật liệu phi kim loại, như gang, đồng thau đúc, Bakelite, v.v.; cacbua vonfram-titan-coban thích hợp để xử lý lâu dài các kim loại màu như thép. Gia công chip. Trong số các hợp kim tương tự, những hợp kim có hàm lượng coban cao hơn thích hợp cho gia công thô và những hợp kim có hàm lượng coban ít hơn thích hợp để gia công tinh. Cacbua xi măng đa năng có tuổi thọ gia công dài hơn nhiều so với các cacbua xi măng khác đối với các vật liệu khó gia công như thép không gỉ.
(2) Vật liệu khuôn
Cacbua xi măng chủ yếu được sử dụng cho các khuôn gia công nguội như khuôn kéo nguội, khuôn đột dập nguội, khuôn ép đùn nguội và khuôn dập nguội.
Khuôn dập nguội cacbua được yêu cầu phải có độ bền va đập tốt, độ bền gãy, độ bền mỏi, độ bền uốn và khả năng chống mài mòn tốt trong điều kiện làm việc chịu mài mòn khi va đập hoặc va đập mạnh. Các loại hợp kim hạt trung bình và cao thường được sử dụng, chẳng hạn như YG15C.
Nói chung, mối quan hệ giữa khả năng chống mài mòn và độ bền của cacbua xi măng là mâu thuẫn: khả năng chống mài mòn tăng sẽ dẫn đến giảm độ bền và việc tăng độ bền chắc chắn sẽ dẫn đến giảm khả năng chống mài mòn. Do đó, khi lựa chọn loại hợp kim, cần phải đáp ứng các yêu cầu sử dụng cụ thể theo đối tượng gia công và điều kiện làm việc gia công.
Nếu loại đã chọn dễ bị nứt và hư hỏng sớm trong quá trình sử dụng thì nên chọn loại có độ bền cao hơn; Nếu loại đã chọn có xu hướng bị mòn và hư hỏng sớm trong quá trình sử dụng thì nên chọn loại có độ cứng cao hơn và khả năng chống mài mòn tốt hơn. . Các cấp sau: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Từ trái sang phải, độ cứng giảm, khả năng chống mài mòn giảm và độ dẻo dai tăng; ngược lại, điều ngược lại là đúng.
(3) Dụng cụ đo lường và các bộ phận chịu mài mòn
Cacbua được sử dụng làm lớp phủ bề mặt chịu mài mòn và các bộ phận của dụng cụ đo lường, vòng bi chính xác của máy mài, tấm dẫn hướng và thanh dẫn hướng của máy mài không tâm, mặt trên của máy tiện và các bộ phận chịu mài mòn khác.
Kim loại kết dính nói chung là kim loại nhóm sắt, phổ biến là coban và niken.
Khi sản xuất cacbua xi măng, kích thước hạt của bột nguyên liệu được chọn là từ 1 đến 2 micron và độ tinh khiết rất cao. Nguyên liệu thô được trộn theo tỷ lệ thành phần quy định, cồn hoặc các chất khác được thêm vào để nghiền ướt trong máy nghiền bi ướt để trộn đều và nghiền thành bột. Lọc hỗn hợp. Sau đó, hỗn hợp được tạo hạt, ép và nung đến nhiệt độ gần với nhiệt độ nóng chảy của kim loại kết dính (1300-1500°C), pha cứng và kim loại kết dính sẽ tạo thành hợp kim eutectic. Sau khi làm mát, các pha cứng được phân bố trong lưới gồm kim loại liên kết và được kết nối chặt chẽ với nhau để tạo thành một tổng thể vững chắc. Độ cứng của cacbua xi măng phụ thuộc vào hàm lượng pha cứng và kích thước hạt, nghĩa là hàm lượng pha cứng càng cao và hạt càng mịn thì độ cứng càng lớn. Độ dẻo dai của cacbua xi măng được xác định bởi kim loại kết dính. Hàm lượng kim loại kết dính càng cao thì độ bền uốn càng cao.
Năm 1923, Schlerter của Đức đã thêm 10% đến 20% coban vào bột cacbua vonfram làm chất kết dính và phát minh ra một hợp kim mới của cacbua vonfram và coban. Độ cứng chỉ đứng sau kim cương. Cacbua xi măng đầu tiên được thực hiện. Khi cắt thép bằng dụng cụ làm bằng hợp kim này, lưỡi cắt sẽ nhanh chóng bị mòn, thậm chí lưỡi cắt sẽ bị nứt. Năm 1929, Schwarzkov ở Hoa Kỳ đã thêm một lượng hợp chất cacbua vonfram và cacbua titan nhất định vào thành phần ban đầu, giúp cải thiện hiệu suất của dụng cụ khi cắt thép. Đây là một thành tựu khác trong lịch sử phát triển cacbua xi măng.
Cacbua xi măng có một loạt các đặc tính tuyệt vời như độ cứng cao, chống mài mòn, độ bền và độ dẻo dai tốt, khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn, đặc biệt là độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, về cơ bản không thay đổi ngay cả ở nhiệt độ 500 ° C, vẫn có độ cứng cao ở 1000oC. Cacbua được sử dụng rộng rãi làm vật liệu dụng cụ, chẳng hạn như dụng cụ tiện, dao phay, máy bào, máy khoan, dụng cụ nhàm chán, v.v., để cắt gang, kim loại màu, nhựa, sợi hóa học, than chì, thủy tinh, đá và thép thông thường, và cũng có thể được sử dụng để cắt các vật liệu khó gia công như thép chịu nhiệt, thép không gỉ, thép mangan cao, thép công cụ, v.v. Tốc độ cắt của các công cụ cacbua mới hiện gấp hàng trăm lần so với thép cacbon.
Cacbua cũng có thể được sử dụng để chế tạo dụng cụ khoan đá, dụng cụ khai thác mỏ, dụng cụ khoan, dụng cụ đo lường, bộ phận chịu mài mòn, chất mài mòn kim loại, ống lót xi lanh, vòng bi chính xác, vòi phun, khuôn kim loại (như khuôn kéo dây, khuôn bu lông, khuôn đai ốc). và Các khuôn buộc chặt khác nhau, hiệu suất tuyệt vời của cacbua xi măng dần dần thay thế các khuôn thép trước đó).
Sau đó, cacbua xi măng phủ cũng ra đời. Năm 1969, Thụy Điển đã phát triển thành công dụng cụ được phủ cacbua titan. Đế của dụng cụ này là cacbua vonfram-titan-coban hoặc cacbua vonfram-coban. Độ dày của lớp phủ cacbua titan trên bề mặt chỉ vài micron, nhưng so với các dụng cụ hợp kim cùng loại, tuổi thọ được kéo dài gấp 3 lần và tốc độ cắt tăng từ 25% đến 50%. Vào những năm 1970, thế hệ dụng cụ phủ thứ tư đã xuất hiện để cắt các vật liệu khó gia công.
Làm thế nào là cacbua xi măng thiêu kết?
Cacbua xi măng là vật liệu kim loại được chế tạo bằng phương pháp luyện kim bột cacbua và kim loại kết dính của một hoặc nhiều kim loại chịu lửa.
Mcác nước sản xuất lớn
Có hơn 50 quốc gia trên thế giới sản xuất cacbua xi măng, với tổng sản lượng 27.000-28.000t-. Các nhà sản xuất chính là Hoa Kỳ, Nga, Thụy Điển, Trung Quốc, Đức, Nhật Bản, Anh, Pháp, v.v. Thị trường cacbua xi măng thế giới về cơ bản đã bão hòa. , sự cạnh tranh trên thị trường rất khốc liệt. Ngành công nghiệp cacbua xi măng của Trung Quốc bắt đầu hình thành vào cuối những năm 1950. Từ những năm 1960 đến những năm 1970, ngành công nghiệp cacbua xi măng của Trung Quốc phát triển nhanh chóng. Đầu những năm 1990, tổng công suất sản xuất cacbua xi măng của Trung Quốc đạt 6000 tấn và tổng sản lượng cacbua xi măng đạt 5000 tấn, chỉ đứng sau Nga và Hoa Kỳ, đứng thứ ba trên thế giới.
Máy cắt WC
①Cacbua xi măng vonfram và coban
Thành phần chính là cacbua vonfram (WC) và chất kết dính coban (Co).
Loại của nó bao gồm “YG” (“cứng và coban” trong bính âm Trung Quốc) và tỷ lệ phần trăm hàm lượng coban trung bình.
Ví dụ: YG8 có nghĩa là WCo trung bình = 8% và phần còn lại là cacbua vonfram-coban của cacbua vonfram.
dao TIC
②Cacbua vonfram-titan-coban
Thành phần chính là cacbua vonfram, cacbua titan (TiC) và coban.
Loại của nó bao gồm “YT” (“cứng, titan” hai ký tự trong tiền tố Bính âm Trung Quốc) và hàm lượng trung bình của cacbua titan.
Ví dụ: YT15 có nghĩa là WTi trung bình = 15% và phần còn lại là cacbua vonfram và cacbua vonfram-titan-coban có hàm lượng coban.
Công cụ Tantalum vonfram Titan
③Cacbua xi măng vonfram-titan-tantalum (niobium)
Các thành phần chính là cacbua vonfram, cacbua titan, cacbua tantalum (hoặc cacbua niobi) và coban. Loại cacbua xi măng này còn được gọi là cacbua xi măng thông thường hoặc cacbua xi măng phổ quát.
Cấp độ của nó bao gồm “YW” (tiền tố phiên âm tiếng Trung của “cứng” và “wan”) cộng với một số thứ tự, chẳng hạn như YW1.
Đặc tính hiệu suất
Chèn hàn cacbua
Độ cứng cao (86～93HRA, tương đương 69～81HRC);
Độ cứng nhiệt tốt (lên tới 900 ～ 1000oC, giữ 60HRC);
Khả năng chống mài mòn tốt.
Dụng cụ cắt cacbua nhanh hơn thép tốc độ cao từ 4 đến 7 lần và tuổi thọ của dụng cụ cao hơn từ 5 đến 80 lần. Sản xuất khuôn mẫu và dụng cụ đo lường, tuổi thọ cao hơn từ 20 đến 150 lần so với thép công cụ hợp kim. Nó có thể cắt vật liệu cứng khoảng 50HRC.
Tuy nhiên, cacbua xi măng rất giòn và không thể gia công được, đồng thời rất khó chế tạo các công cụ tích hợp có hình dạng phức tạp. Do đó, các lưỡi dao có hình dạng khác nhau thường được chế tạo, được lắp trên thân dụng cụ hoặc thân khuôn bằng cách hàn, liên kết, kẹp cơ học, v.v.
Thanh hình đặc biệt
Thiêu kết
Đúc thiêu kết cacbua xi măng là ép bột thành phôi, sau đó đưa vào lò thiêu kết để nung đến nhiệt độ nhất định (nhiệt độ thiêu kết), giữ trong một thời gian nhất định (thời gian giữ), sau đó làm nguội để thu được xi măng vật liệu cacbua với các tính chất cần thiết.
Quá trình thiêu kết cacbua xi măng có thể được chia thành bốn giai đoạn cơ bản:
1: Ở giai đoạn loại bỏ chất tạo hình và thiêu kết trước, thân thiêu kết thay đổi như sau:
Việc loại bỏ chất tạo khuôn, với sự gia tăng nhiệt độ trong giai đoạn thiêu kết ban đầu, chất tạo khuôn dần dần bị phân hủy hoặc bay hơi, và phần thân thiêu kết bị loại trừ. Loại, số lượng và quá trình thiêu kết là khác nhau.
Các oxit trên bề mặt bột bị giảm. Ở nhiệt độ thiêu kết, hydro có thể khử các oxit của coban và vonfram. Nếu chất tạo hình được loại bỏ trong chân không và thiêu kết, phản ứng cacbon-oxy sẽ không mạnh. Ứng suất tiếp xúc giữa các hạt bột dần dần được loại bỏ, bột kim loại liên kết bắt đầu phục hồi và kết tinh lại, sự khuếch tán bề mặt bắt đầu xảy ra và độ bền đóng bánh được cải thiện.
2: Giai đoạn thiêu kết pha rắn (nhiệt độ 800oC –eutectic)
Ở nhiệt độ trước khi xuất hiện pha lỏng, ngoài việc tiếp tục quá trình của giai đoạn trước, phản ứng và khuếch tán pha rắn được tăng cường, dòng chảy nhựa được tăng cường và cơ thể thiêu kết co lại đáng kể.
3: Giai đoạn thiêu kết pha lỏng (nhiệt độ eutectic – nhiệt độ thiêu kết)
Khi pha lỏng xuất hiện trong thân thiêu kết, quá trình co rút nhanh chóng được hoàn thành, sau đó là sự biến đổi tinh thể để tạo thành cấu trúc và cấu trúc cơ bản của hợp kim.
4: Giai đoạn làm nguội (nhiệt độ thiêu kết – nhiệt độ phòng)
Ở giai đoạn này, cấu trúc và thành phần pha của hợp kim có một số thay đổi với các điều kiện làm nguội khác nhau. Tính năng này có thể được sử dụng để làm nóng cacbua xi măng để cải thiện các tính chất cơ lý của nó.
Thời gian đăng: 11-04-2022
