Ի՞նչ է ցեմենտացված կարբիդը, վոլֆրամի կարբիդը, կարծր մետաղը, կարծր համաձուլվածքը։

Համաձուլվածքային նյութ, որը պատրաստվում է հրակայուն մետաղի և կապակցող մետաղի կարծր միացությունից՝ փոշեմետալտուրիայի միջոցով: Ցեմենտացված կարբիդն ունի մի շարք գերազանց հատկություններ, ինչպիսիք են բարձր կարծրությունը, մաշվածության դիմադրությունը, լավ ամրությունն ու ամրությունը, ջերմակայունությունը և կոռոզիայի դիմադրությունը, հատկապես դրա բարձր կարծրությունն ու մաշվածության դիմադրությունը, որոնք գործնականում անփոփոխ են մնում նույնիսկ 500°C ջերմաստիճանում, դեռևս պահպանում են բարձր կարծրություն 1000℃-ում: Կարբիդը լայնորեն օգտագործվում է որպես գործիքային նյութ, ինչպիսիք են խառատային գործիքները, ֆրեզերային կտրիչները, հարթեցնող մեքենաները, հորատիչները, հորատման գործիքները և այլն, թուջ, գունավոր մետաղներ, պլաստմասսա, քիմիական մանրաթելեր, գրաֆիտ, ապակի, քար և սովորական պողպատ կտրելու համար, և կարող է նաև օգտագործվել դժվարամատչելի նյութեր կտրելու համար, ինչպիսիք են ջերմակայուն պողպատը, չժանգոտվող պողպատը, բարձր մանգանային պողպատը, գործիքային պողպատը և այլն: Նոր կարբիդային գործիքների կտրման արագությունն այժմ հարյուրավոր անգամ գերազանցում է ածխածնային պողպատին:

Ցեմենտացված կարբիդի կիրառումը

(1) Գործիքի նյութ

Կարբիդը գործիքային նյութի ամենամեծ քանակն է, որը կարող է օգտագործվել խառատային գործիքներ, ֆրեզերային կտրիչներ, հարթեցնող մեքենաներ, հորատիչներ և այլն պատրաստելու համար: Դրանցից վոլֆրամ-կոբալտային կարբիդը հարմար է սև և գունավոր մետաղների կարճ կտրվածքների մշակման և ոչ մետաղական նյութերի, ինչպիսիք են թուջը, ձուլածո արույրը, բակելիտը և այլն, մշակման համար. վոլֆրամ-տիտանի-կոբալտային կարբիդը հարմար է սև մետաղների, ինչպիսիք են պողպատը, երկարատև մշակման համար: Կտրվածքների մշակում: Նմանատիպ համաձուլվածքներից ավելի շատ կոբալտի պարունակություն ունեցողները հարմար են կոպիտ մշակման համար, իսկ ավելի քիչ կոբալտի պարունակություն ունեցողները՝ վերջնական մշակման համար: Ընդհանուր նշանակության ցեմենտացված կարբիդներն ունեն շատ ավելի երկար մշակման ժամկետ, քան այլ ցեմենտացված կարբիդները՝ դժվար մշակվող նյութերի, ինչպիսին է չժանգոտվող պողպատը, համար:

(2) Ձուլվածքի նյութ

Ցեմենտացված կարբիդը հիմնականում օգտագործվում է սառը մշակման մատրիցների համար, ինչպիսիք են սառը ձգման մատրիցները, սառը դակիչ մատրիցները, սառը էքստրուզիոն մատրիցները և սառը ամրակապման մատրիցները:

Կարբիդային սառը գլխիկավորմամբ մամլիչները պետք է ունենան լավ հարվածային ամրություն, կոտրման ամրություն, հոգնածության դիմադրություն, ծռման դիմադրություն և լավ մաշվածության դիմադրություն՝ հարվածային կամ ուժեղ հարվածային աշխատանքային պայմաններում: Սովորաբար օգտագործվում են միջին և բարձր կոբալտի պարունակությամբ և միջին և խոշորահատիկավոր համաձուլվածքներ, ինչպիսին է YG15C-ն:

Ընդհանուր առմամբ, ցեմենտացված կարբիդի մաշվածության դիմադրության և ամրության միջև կապը հակասական է. մաշվածության դիմադրության աճը կհանգեցնի ամրության նվազմանը, իսկ ամրության աճը անխուսափելիորեն կհանգեցնի մաշվածության դիմադրության նվազմանը: Հետևաբար, համաձուլվածքների տեսակներ ընտրելիս անհրաժեշտ է բավարարել մշակման օբյեկտի և աշխատանքային պայմաններին համապատասխան օգտագործման հատուկ պահանջները:

Եթե ​​ընտրված տեսակը հակված է վաղ ճաքերի և վնասվելու օգտագործման ընթացքում, պետք է ընտրել ավելի բարձր ամրություն ունեցող տեսակը։ Եթե ընտրված տեսակը հակված է վաղ մաշվածության և վնասվելու օգտագործման ընթացքում, պետք է ընտրել ավելի բարձր կարծրություն և ավելի լավ մաշվածության դիմադրություն ունեցող տեսակը։ Հետևյալ կատեգորիաները՝ YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C։ Ձախից աջ կարծրությունը նվազում է, մաշվածության դիմադրությունը նվազում է, իսկ ամրությունը մեծանում է։ Ընդհակառակը, հակառակն է ճիշտ։

(3) Չափիչ գործիքներ և մաշվածությանը դիմացկուն մասեր

Կարբիդն օգտագործվում է մաշվածությանը դիմացկուն մակերեսային ներդիրների և չափիչ գործիքների մասերի, հղկող մեքենաների ճշգրիտ կրող սարքերի, անկենտրոն հղկող մեքենաների ուղեցույց թիթեղների և ուղեցույց ձողերի, խառատահաստոցների գագաթների և այլ մաշվածությանը դիմացկուն մասերի համար։

Կապող մետաղները սովորաբար երկաթի խմբի մետաղներ են, սովորաբար կոբալտ և նիկել։

Ցեմենտացված կարբիդի արտադրության ժամանակ ընտրված հումքի փոշու մասնիկների չափը 1-ից 2 միկրոն է, իսկ մաքրությունը՝ շատ բարձր։ Հումքը խմբաքանակավորվում է սահմանված բաղադրության հարաբերակցությամբ, և սպիրտ կամ այլ միջավայրեր են ավելացվում թաց աղացում՝ թաց գնդիկավոր ջրաղացում՝ դրանք լիովին խառնելու և փոշիացնելու համար։ Խառնուրդը մաղվում է։ Այնուհետև խառնուրդը հատիկավորվում է, սեղմվում և տաքացվում մինչև կապող մետաղի հալման կետին մոտ ջերմաստիճան (1300-1500 °C), կարծրացած փուլը և կապող մետաղը կձևավորեն էվտեկտիկ համաձուլվածք։ Սառեցնելուց հետո կարծրացած փուլերը բաշխվում են կապող մետաղից կազմված ցանցի մեջ և սերտորեն կապված են միմյանց հետ՝ կազմելով պինդ ամբողջություն։ Ցեմենտացված կարբիդի կարծրությունը կախված է կարծրացած փուլի պարունակությունից և հատիկի չափից, այսինքն՝ որքան բարձր է կարծրացած փուլի պարունակությունը և որքան նուրբ են հատիկները, այնքան մեծ է կարծրությունը։ Ցեմենտացված կարբիդի կարծրությունը որոշվում է կապող մետաղով։ Որքան բարձր է կապող մետաղի պարունակությունը, այնքան բարձր է ճկման ամրությունը։

1923 թվականին գերմանացի Շլերտերը վոլֆրամի կարբիդի փոշուն որպես կապակցանյութ ավելացրեց 10%-ից 20% կոբալտ և հորինեց վոլֆրամի կարբիդի և կոբալտի նոր համաձուլվածք։ Կարծրությամբ զիջում է միայն ադամանդին։ Առաջին ցեմենտացված կարբիդը պատրաստվեց։ Այս համաձուլվածքից պատրաստված գործիքով պողպատ կտրելիս կտրող ծայրը արագ մաշվում է, և նույնիսկ կտրող ծայրը ճաքում է։ 1929 թվականին ԱՄՆ-ում Շվարցկովը որոշակի քանակությամբ վոլֆրամի կարբիդ և տիտանի կարբիդի միացությունների կարբիդներ ավելացրեց սկզբնական կազմին, ինչը բարելավեց գործիքի աշխատանքը պողպատ կտրելիս։ Սա ևս մեկ նվաճում է ցեմենտացված կարբիդի մշակման պատմության մեջ։

Ցեմենտացված կարբիդն ունի մի շարք գերազանց հատկություններ, ինչպիսիք են բարձր կարծրությունը, մաշվածության դիմադրությունը, լավ ամրությունն ու ամրությունը, ջերմակայունությունը և կոռոզիայի դիմադրությունը, հատկապես դրա բարձր կարծրությունն ու մաշվածության դիմադրությունը, որոնք գործնականում անփոփոխ են մնում նույնիսկ 500°C ջերմաստիճանում, դեռևս պահպանում են բարձր կարծրություն 1000℃-ում: Կարբիդը լայնորեն օգտագործվում է որպես գործիքային նյութ, ինչպիսիք են խառատային գործիքները, ֆրեզերային կտրիչները, հարթեցնող մեքենաները, հորատիչները, հորատման գործիքները և այլն, թուջ, գունավոր մետաղներ, պլաստմասսա, քիմիական մանրաթելեր, գրաֆիտ, ապակի, քար և սովորական պողպատ կտրելու համար, և կարող է օգտագործվել նաև դժվարամատչելի նյութեր կտրելու համար, ինչպիսիք են ջերմակայուն պողպատը, չժանգոտվող պողպատը, բարձր մանգանային պողպատը, գործիքային պողպատը և այլն: Նոր կարբիդային գործիքների կտրման արագությունն այժմ հարյուրավոր անգամ գերազանցում է ածխածնային պողպատին:

Կարբիդը կարող է օգտագործվել նաև ժայռի հորատման գործիքների, հանքարդյունաբերական գործիքների, հորատման գործիքների, չափիչ գործիքների, մաշվածության դիմացկուն մասերի, մետաղական հղկող նյութերի, գլանային ծածկույթների, ճշգրիտ կրողների, ծայրակալների, մետաղական կաղապարների (օրինակ՝ մետաղալարերի քաշման կաղապարների, պտուտակների կաղապարների, ընկույզների կաղապարների և տարբեր ամրացնող կաղապարների) արտադրության համար։ Ցեմենտացված կարբիդի գերազանց կատարողականությունը աստիճանաբար փոխարինեց նախկին պողպատե կաղապարներին։

Ավելի ուշ թողարկվեց նաև պատված ցեմենտացված կարբիդը։ 1969 թվականին Շվեդիայում հաջողությամբ մշակվեց տիտանի կարբիդով պատված գործիք։ Գործիքի հիմքը վոլֆրամ-տիտանի-կոբալտ կարբիդ կամ վոլֆրամ-կոբալտ կարբիդ է։ Տիտանի կարբիդային ծածկույթի հաստությունը մակերեսին ընդամենը մի քանի միկրոն է, բայց նույն ապրանքանիշի համաձուլվածքային գործիքների համեմատ, ծառայության ժամկետը երկարաձգվում է 3 անգամ, իսկ կտրման արագությունը՝ 25%-ից մինչև 50%։ 1970-ական թվականներին ի հայտ եկավ պատված գործիքների չորրորդ սերունդը՝ դժվար մշակվող նյութերը կտրելու համար։

Ինչպե՞ս է ցեմենտացված կարբիդը սինթեզվում:

Ցեմենտացված կարբիդը մետաղական նյութ է, որը ստացվում է մեկ կամ մի քանի հրակայուն մետաղների կարբիդներից և կապակցող մետաղներից փոշեմետալուրգիայի միջոցով։

Mխոշոր արտադրող երկրներ

Աշխարհում կա ցեմենտացված կարբիդ արտադրող ավելի քան 50 երկիր՝ 27,000-28,000 տոննա ընդհանուր արտադրությամբ։ Հիմնական արտադրողներն են՝ ԱՄՆ-ն, Ռուսաստանը, Շվեդիան, Չինաստանը, Գերմանիան, Ճապոնիան, Միացյալ Թագավորությունը, Ֆրանսիան և այլն։ Ցեմենտացված կարբիդի համաշխարհային շուկան հիմնականում հագեցած է, շուկայական մրցակցությունը շատ կատաղի է։ Չինաստանի ցեմենտացված կարբիդի արդյունաբերությունը սկսեց ձևավորվել 1950-ականների վերջին։ 1960-ականներից մինչև 1970-ականները Չինաստանի ցեմենտացված կարբիդի արդյունաբերությունը արագ զարգացավ։ 1990-ականների սկզբին Չինաստանի ցեմենտացված կարբիդի ընդհանուր արտադրական հզորությունը հասավ 6000 տոննայի, իսկ ցեմենտացված կարբիդի ընդհանուր արտադրությունը՝ 5000 տոննայի, զիջելով միայն Ռուսաստանին և ԱՄՆ-ին, և աշխարհում զբաղեցնում է երրորդ տեղը։

Զուգարանի կտրիչ

① Վոլֆրամի և կոբալտի ցեմենտացված կարբիդ
Հիմնական բաղադրիչներն են վոլֆրամի կարբիդը (WC) և կապակցող նյութը՝ կոբալտը (Co):
Դրա տեսակը կազմված է «YG»-ից («կարծր և կոբալտ» չինական պինյինով) և կոբալտի միջին պարունակության տոկոսից։
Օրինակ, YG8-ը նշանակում է միջին WCo=8%, իսկ մնացածը վոլֆրամի կարբիդի վոլֆրամ-կոբալտ կարբիդ է։
TIC դանակներ

②Վոլֆրամ-տիտանի-կոբալտի կարբիդ
Հիմնական բաղադրիչներն են վոլֆրամի կարբիդը, տիտանի կարբիդը (TiC) և կոբալտը։
Դրա տեսակը կազմված է «YT»-ից («կարծր, տիտան» չինական պինյին նախածանցում երկու նիշ) և տիտանի կարբիդի միջին պարունակությունից։
Օրինակ՝ YT15-ը նշանակում է միջին WTi=15%, իսկ մնացածը վոլֆրամի կարբիդ է և վոլֆրամ-տիտանի-կոբալտի կարբիդ՝ կոբալտի պարունակությամբ։
Վոլֆրամե տիտանի տանտալային գործիք

③ Վոլֆրամ-տիտանի-տանտալ (նիոբիում) ցեմենտացված կարբիդ
Հիմնական բաղադրիչներն են վոլֆրամի կարբիդը, տիտանի կարբիդը, տանտալի կարբիդը (կամ նիոբիումի կարբիդը) և կոբալտը: Այս տեսակի ցեմենտացված կարբիդը կոչվում է նաև ընդհանուր ցեմենտացված կարբիդ կամ ունիվերսալ ցեմենտացված կարբիդ:
Դրա աստիճանը կազմված է «YW»-ից («hard» և «wan» բառերի չինական հնչյունական նախածանցից) գումարած հաջորդական համար, օրինակ՝ YW1։

Արդյունավետության բնութագրերը

Կարբիդային եռակցված ներդիրներ

Բարձր կարծրություն (86~93HRA, համարժեք է 69~81HRC-ի):

Լավ ջերմային կարծրություն (մինչև 900~1000℃, պահպանեք 60HRC):

Լավ քայքայման դիմադրություն:

Կարբիդային կտրող գործիքները 4-7 անգամ ավելի արագ են, քան արագագործ պողպատը, իսկ գործիքի կյանքի տևողությունը 5-80 անգամ ավելի բարձր է: Ձուլվածքների և չափիչ գործիքների արտադրության մեջ ծառայության ժամկետը 20-150 անգամ ավելի բարձր է, քան համաձուլված գործիքային պողպատինը: Այն կարող է կտրել մոտ 50HRC կոշտ նյութեր:

Սակայն, ցեմենտացված կարբիդը փխրուն է և չի կարող մեքենայական մշակման ենթարկվել, և դժվար է պատրաստել բարդ ձևերի ամբողջական գործիքներ: Հետևաբար, հաճախ պատրաստվում են տարբեր ձևերի շեղբեր, որոնք տեղադրվում են գործիքի կամ կաղապարի վրա եռակցման, միացման, մեխանիկական ամրացման և այլնի միջոցով:

Հատուկ ձևի բար

Սինտերինգ

Ցեմենտացված կարբիդային սինթերացման ձուլումը բաղկացած է փոշին սեղմելուց և այն մոնտաժի մեջ մտցնելուց, այնուհետև այն սինթերացման վառարան մտցնելուց՝ որոշակի ջերմաստիճանի (սինթերացման ջերմաստիճան) տաքացնելու, որոշակի ժամանակ (պահելու ժամանակ) պահելու, ապա սառեցնելու համար՝ անհրաժեշտ հատկություններով ցեմենտացված կարբիդային նյութ ստանալու համար։

Ցեմենտացված կարբիդի սինտերացման գործընթացը կարելի է բաժանել չորս հիմնական փուլերի՝

1: Ձևավորող նյութի հեռացման և նախնական սինտերացման փուլում սինտերացված մարմինը փոխվում է հետևյալ կերպ.
Ձուլման սկզբնական փուլում ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ, ձուլման նյութը աստիճանաբար քայքայվում կամ գոլորշիանում է, և թրծված մարմինը բացառվում է։ Տեսակը, քանակը և թրծման գործընթացը տարբեր են։
Փոշու մակերեսին գտնվող օքսիդները վերականգնվում են։ Սինտերացման ջերմաստիճանում ջրածինը կարող է վերականգնել կոբալտի և վոլֆրամի օքսիդները։ Եթե առաջացնող նյութը հեռացվում է վակուումում և սինտերացվում, ածխածին-թթվածին ռեակցիան ուժեղ չէ։ Փոշու մասնիկների միջև շփման լարումը աստիճանաբար վերանում է, կապող մետաղական փոշին սկսում է վերականգնվել և վերաբյուրեղանալ, սկսում է տեղի ունենալ մակերեսային դիֆուզիա, և բրիկետավորման ամրությունը բարելավվում է։

2: Պինդ փուլի սինտերացման փուլ (800℃–էվտեկտիկ ջերմաստիճան)
Հեղուկ փուլի ի հայտ գալուց առաջ եղած ջերմաստիճանում, նախորդ փուլի գործընթացը շարունակելուց բացի, ուժեղանում են պինդ փուլի ռեակցիան և դիֆուզիան, ուժեղանում է պլաստիկ հոսքը, և սինտերացված մարմինը զգալիորեն կծկվում է։

3: Հեղուկ փուլի սինտերացման փուլ (էվտեկտիկ ջերմաստիճան – սինտերացման ջերմաստիճան)
Երբ հեղուկ փուլը հայտնվում է սինտերացված մարմնում, կծկումը արագ ավարտվում է, որին հաջորդում է բյուրեղագրական ձևափոխությունը՝ ձևավորելով համաձուլվածքի հիմնական կառուցվածքը և կառուցվածքը։

4: Սառեցման փուլ (սինտերացման ջերմաստիճան – սենյակային ջերմաստիճան)
Այս փուլում համաձուլվածքի կառուցվածքը և փուլային կազմը որոշակի փոփոխություններ են կրում տարբեր սառեցման պայմանների դեպքում։ Այս հատկությունը կարող է օգտագործվել ցեմենտացված կարբիդը տաքացնելու համար՝ դրա ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները բարելավելու համար։