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 vẫn không thay đổi ngay cả ở nhiệt độ 500 ° C, vẫn có độ cứng cao ở 1000 ° C. 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 khoan, 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 dụng cụ, v.v. Tốc độ cắt của dụng cụ cacbua mới hiện nay gấp hàng trăm lần so với thép cacbon.
Ứng dụng của cacbua xi măng
(1) Vật liệu dụng cụ
Cacbua là vật liệu dụng cụ có khối lượng 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 cho quá trình gia công phoi ngắn đối với kim loại đen và kim loại màu, cũng như gia công vật liệu phi kim loại như gang, đồng thau đúc, bakelit, v.v.; cacbua vonfram-titan-coban thích hợp cho quá trình gia công dài hạn đối với kim loại đen như thép. Gia công phoi. Trong số các hợp kim tương tự, hợp kim có hàm lượng coban cao hơn thích hợp cho gia công thô, hợp kim có hàm lượng coban thấp hơn thích hợp cho gia công tinh. Cacbua xi măng đa dụng có tuổi thọ gia công dài hơn nhiều so với các loại 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 khuôn gia công nguội như khuôn kéo nguội, khuôn đột nguội, khuôn đùn nguội và khuôn trụ nguội.
Khuôn dập nguội cacbua cần có độ bền va đập, độ bền gãy, độ bền mỏi, độ bền uốn và khả năng chống mài mòn tốt trong điều kiện làm việc chịu mài mòn như va đập hoặc va đập mạnh. Hợp kim coban hạt trung bình và cao, hợp kim hạt trung bình và hạt thô thường được sử dụng, chẳng hạn như YG15C.
Nhìn chung, mối quan hệ giữa khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai của cacbua xi măng là trái ngược nhau: khả năng chống mài mòn tăng sẽ dẫn đến độ dẻo dai giảm, và độ dẻo dai tăng tất yếu sẽ dẫn đến khả năng chống mài mòn giảm. Do đó, khi lựa chọn mác 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 cấp độ đã chọn dễ bị nứt sớm và hư hỏng trong quá trình sử dụng, thì nên chọn cấp độ có độ dẻo dai cao hơn; nếu cấp độ đã chọn dễ bị mài mòn sớm và hư hỏng trong quá trình sử dụng, thì nên chọn cấp độ có độ cứng cao hơn và khả năng chống mài mòn tốt hơn. Các cấp độ sau đây: 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 mới đúng.
(3) Dụng cụ đo và các bộ phận chịu mài mòn
Cacbua được sử dụng để chế tạo các chi tiết bề mặt chống mài mòn và các bộ phận của dụng cụ đo, ổ trục chính xác của máy mài, tấm dẫn hướng và thanh dẫn hướng của máy mài không tâm, đầu máy tiện và các bộ phận chống mài mòn khác.
Kim loại kết dính thường là kim loại nhóm sắt, phổ biến là coban và niken.
Khi sản xuất cacbua xi măng, kích thước hạt của bột nguyên liệu thô được chọn nằm trong khoảng từ 1 đến 2 micron và độ tinh khiết rất cao. Nguyên liệu thô được trộn theo tỷ lệ thành phần quy định, và cồn hoặc các phương tiện khác được thêm vào để nghiền ướt trong máy nghiền bi ướt để làm cho chúng được trộn đều và nghiền thành bột. Rây hỗn hợp. Sau đó, hỗn hợp được tạo hạt, nén và nung nóng đến nhiệt độ gần với điểm nóng chảy của kim loại kết dính (1300-1500 °C), pha đã đông cứng và kim loại kết dính sẽ tạo thành hợp kim eutectic. Sau khi làm nguội, các pha đã đông cứng được phân bố trong lưới bao gồm kim loại liên kết và được kết nối chặt chẽ với nhau để tạo thành một khối rắn chắc. Độ cứng của cacbua xi măng phụ thuộc vào hàm lượng pha đã đông cứng và kích thước hạt, nghĩa là hàm lượng pha đã đông 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 người Đức đã thêm 10% đến 20% coban vào bột cacbua vonfram làm chất kết dính, và phát minh ra một hợp kim mới từ cacbua vonfram và coban. Độ cứng của nó chỉ đứng sau kim cương. Đây là hợp kim cacbua xi măng đầu tiên được tạo ra. Khi cắt thép bằng dụng cụ làm từ hợp kim này, lưỡi cắt sẽ nhanh chóng bị mòn, thậm chí lưỡi cắt sẽ bị nứt. Năm 1929, Schwarzkov tại Hoa Kỳ đã thêm một lượng cacbua vonfram và cacbua titan hợp chất 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 tính chất tuyệt vời như độ cứng cao, khả năng 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 vẫn không thay đổi ngay cả ở nhiệt độ 500 ° C, vẫn có độ cứng cao ở 1000 ° C. 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 khoan, 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 dụng cụ, v.v. Tốc độ cắt của dụng cụ cacbua mới hiện nay 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, chi tiết chịu mài mòn, vật liệu mài mòn kim loại, ống lót xi lanh, ổ trục chính xác, vòi phun, khuôn kim loại (như khuôn kéo dây, khuôn bu lông, khuôn đai ốc và nhiều loại khuôn chốt, hiệu suất tuyệt vời của cacbua xi măng đã dần thay thế các khuôn thép trước đây).
Sau đó, cacbua xi măng phủ cũng ra đời. Năm 1969, Thụy Điển đã phát triển thành công dụng cụ phủ cacbua titan. Đế dụng cụ là cacbua vonfram-titan-coban hoặc cacbua vonfram-coban. Độ dày 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 để thiêu kết cacbua xi măng?
Cacbua xi măng là vật liệu kim loại được tạo ra bằng phương pháp luyện kim bột giữa cacbua và kim loại kết dính của một hoặc nhiều kim loại chịu lửa.
Mcác nước sản xuất chính
Có hơn 50 quốc gia trên thế giới sản xuất cacbua xi măng, với tổng sản lượng từ 27.000-28.000 tấn. Các nhà sản xuất chính là Hoa Kỳ, Nga, Thụy Điển, Trung Quốc, Đức, Nhật Bản, Vương quốc Anh, Pháp, v.v. Thị trường cacbua xi măng thế giới về cơ bản đã bão hòa. , cạnh tranh 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 đã phát triển nhanh chóng. Vào 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
①Vonfram và coban cacbua xi măng
Thành phần chính là cacbua vonfram (WC) và chất kết dính coban (Co).
Cấp độ của nó bao gồm “YG” (“cứng và coban” trong phiên âm tiếng Trung) 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
②Vonfram-titan-coban cacbua
Các thành phần chính là cacbua vonfram, cacbua titan (TiC) và coban.
Cấp độ của nó bao gồm “YT” (“cứng, titan” hai ký tự theo tiền tố Bính âm tiếng Trung) và hàm lượng trung bình của titan cacbua.
Ví dụ, YT15 có nghĩa là WTi trung bình = 15% và phần còn lại là cacbua vonfram và cacbua vonfram-titan-coban có chứa coban.
Dụng cụ Tantalum Titan Vonfram
③Cacbua xi măng vonfram-titan-tantalum (niobi)
Thành phần chính là cacbua vonfram, cacbua titan, cacbua tantali (hoặc cacbua niobi) và coban. Loại cacbua xi măng này còn được gọi là cacbua xi măng thông dụng hoặc cacbua xi măng đa năng.
Cấp độ của nó bao gồm “YW” (tiền tố phiên âm tiếng Trung của “hard” và “wan”) cộng với một số thứ tự, chẳng hạn như YW1.
Đặc điểm hiệu suất
Chèn hàn cacbua
Độ cứng cao (86～93HRA, tương đương 69～81HRC);
Độ cứng nhiệt tốt (lên đến 900～1000℃, giữ 60HRC);
Khả năng chống mài mòn tốt.
Dụng cụ cắt cacbua nhanh hơn thép gió từ 4 đến 7 lần, tuổi thọ dụng cụ cao hơn từ 5 đến 80 lần. Sản xuất khuôn mẫu và dụng cụ đo lường, tuổi thọ cao hơn thép hợp kim từ 20 đến 150 lần. Có thể cắt vật liệu cứng khoảng 50HRC.
Tuy nhiên, carbide xi măng giòn và không thể gia công, và rất khó chế tạo các dụng cụ tích hợp có hình dạng phức tạp. Do đó, lưỡi dao có nhiều hình dạng khác nhau thường được chế tạo, lắp vào thân dụng cụ hoặc thân khuôn bằng phương pháp hàn, liên kết, kẹp cơ học, v.v.
Thanh hình dạng 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 thời gian nhất định (thời gian giữ) rồi làm nguội để thu được vật liệu cacbua xi măng có các tính chất cần thiết.
Quá trình thiêu kết cacbua xi măng có thể được chia thành bốn giai đoạn cơ bản:
1: Trong giai đoạn loại bỏ tác nhân tạo hình và thiêu kết sơ bộ, vật thể thiêu kết thay đổi như sau:
Việc loại bỏ tác nhân đúc, cùng với sự gia tăng nhiệt độ trong giai đoạn đầu của quá trình thiêu kết, tác nhân đúc dần dần phân hủy hoặc bốc hơi, và vật thể thiêu kết bị loại bỏ. Loại, số lượng và quy trình thiêu kết khác nhau.
Các oxit trên bề mặt bột bị khử. 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 bị loại bỏ, bột kim loại liên kết bắt đầu phục hồi và kết tinh lại, hiện tượng khuếch tán bề mặt bắt đầu xảy ra, và cường độ briqueting được cải thiện.
2: Giai đoạn thiêu kết pha rắn (nhiệt độ eutectic 800℃)
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 dẻo được tăng cường và vật 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 vật thể thiêu kết, quá trình co ngót diễn ra nhanh chóng, tiếp theo là quá trình biến đổi tinh thể để hình thành nên cấu trúc cơ bản và cấu trúc 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 theo các điều kiện làm nguội khác nhau. Đặc điểm này có thể được sử dụng để gia nhiệt cacbua xi măng nhằm cải thiện các tính chất vật lý và cơ học của nó.
Thời gian đăng: 11-04-2022
