Un material de aleación hecho de un compuesto duro de un metal refractario y un metal aglutinante mediante un proceso de pulvimetalurgia. El carburo cementado tiene una serie de excelentes propiedades como alta dureza, resistencia al desgaste, buena resistencia y tenacidad, resistencia al calor y resistencia a la corrosión, especialmente su alta dureza y resistencia al desgaste, que permanecen básicamente sin cambios incluso a una temperatura de 500 °C, todavía tiene alta dureza a 1000 ℃. El carburo se usa ampliamente como material para herramientas, como herramientas de torneado, fresas, cepilladoras, taladros, herramientas de mandrinado, etc., para cortar hierro fundido, metales no ferrosos, plásticos, fibras químicas, grafito, vidrio, piedra y acero común. y también se puede utilizar para cortar materiales difíciles de mecanizar, como acero resistente al calor, acero inoxidable, acero con alto contenido de manganeso, acero para herramientas, etc. La velocidad de corte de las nuevas herramientas de carburo es ahora cientos de veces mayor que la del acero al carbono.
Aplicación de carburo cementado.
(1) Material de la herramienta
El carburo es la mayor cantidad de material para herramientas, que se puede utilizar para fabricar herramientas de torneado, fresas, cepilladoras, brocas, etc. Entre ellos, el carburo de tungsteno-cobalto es adecuado para el procesamiento de virutas cortas de metales ferrosos y no ferrosos y para el procesamiento de materiales no metálicos, como hierro fundido, latón fundido, baquelita, etc.; El carburo de tungsteno-titanio-cobalto es adecuado para el procesamiento a largo plazo de metales ferrosos como el acero. Mecanizado de virutas. Entre aleaciones similares, las que tienen más contenido de cobalto son adecuadas para el mecanizado de desbaste y las que tienen menos contenido de cobalto son adecuadas para el acabado. Los carburos cementados de uso general tienen una vida de mecanizado mucho más larga que otros carburos cementados para materiales difíciles de mecanizar como el acero inoxidable.
(2) Material del molde
El carburo cementado se utiliza principalmente para troqueles de trabajo en frío, como troqueles de trefilado en frío, troqueles de punzonado en frío, troqueles de extrusión en frío y troqueles de muelle en frío.
Se requiere que las matrices de carburo para estampación en frío tengan buena tenacidad al impacto, tenacidad a la fractura, resistencia a la fatiga, resistencia a la flexión y buena resistencia al desgaste en condiciones de trabajo resistentes al desgaste de impacto o impacto fuerte. Generalmente se utilizan grados de aleación de cobalto medio y alto y de grano medio y grueso, como YG15C.
En términos generales, la relación entre la resistencia al desgaste y la tenacidad del carburo cementado es contradictoria: el aumento de la resistencia al desgaste conducirá a una disminución de la tenacidad, y el aumento de la tenacidad conducirá inevitablemente a una disminución de la resistencia al desgaste. Por lo tanto, al seleccionar grados de aleación, es necesario cumplir requisitos de uso específicos según el objeto de procesamiento y las condiciones de trabajo del procesamiento.
Si el grado seleccionado es propenso a agrietarse y dañarse tempranamente durante el uso, se debe seleccionar el grado con mayor tenacidad; Si el grado seleccionado es propenso a sufrir desgaste prematuro y daños durante el uso, se debe seleccionar el grado con mayor dureza y mejor resistencia al desgaste. . Los siguientes grados: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C De izquierda a derecha, la dureza disminuye, la resistencia al desgaste disminuye y la tenacidad aumenta; por el contrario, ocurre todo lo contrario.
(3) Herramientas de medición y piezas resistentes al desgaste.
El carburo se utiliza para incrustaciones de superficies resistentes al desgaste y piezas de herramientas de medición, cojinetes de precisión de amoladoras, placas guía y varillas guía de amoladoras sin centros, tapas de tornos y otras piezas resistentes al desgaste.
Los metales aglutinantes son generalmente metales del grupo del hierro, comúnmente cobalto y níquel.
En la fabricación de carburo cementado, el tamaño de partícula del polvo de materia prima seleccionada está entre 1 y 2 micras y la pureza es muy alta. Las materias primas se dosifican según la proporción de composición prescrita y se añade alcohol u otros medios a la molienda húmeda en un molino de bolas húmedo para mezclarlas y pulverizarlas por completo. Tamizar la mezcla. Luego, la mezcla se granula, se prensa y se calienta a una temperatura cercana al punto de fusión del metal aglutinante (1300-1500 °C), la fase endurecida y el metal aglutinante formarán una aleación eutéctica. Después del enfriamiento, las fases endurecidas se distribuyen en la rejilla compuesta del metal aglutinante y se unen estrechamente entre sí para formar un todo sólido. La dureza del carburo cementado depende del contenido de fase endurecida y del tamaño del grano, es decir, cuanto mayor sea el contenido de fase endurecida y más finos sean los granos, mayor será la dureza. La tenacidad del carburo cementado está determinada por el metal aglutinante. Cuanto mayor sea el contenido de metal aglutinante, mayor será la resistencia a la flexión.
En 1923, Schlerter de Alemania añadió entre un 10% y un 20% de cobalto al polvo de carburo de tungsteno como aglutinante e inventó una nueva aleación de carburo de tungsteno y cobalto. La dureza es superada sólo por el diamante. El primer carburo cementado fabricado. Al cortar acero con una herramienta hecha de esta aleación, el filo se desgastará rápidamente e incluso el filo se agrietará. En 1929, Schwarzkov en los Estados Unidos añadió una cierta cantidad de carburos compuestos de carburo de tungsteno y carburo de titanio a la composición original, lo que mejoró el rendimiento de la herramienta al cortar acero. Este es otro logro en la historia del desarrollo del carburo cementado.
El carburo cementado tiene una serie de excelentes propiedades como alta dureza, resistencia al desgaste, buena resistencia y tenacidad, resistencia al calor y resistencia a la corrosión, especialmente su alta dureza y resistencia al desgaste, que permanecen básicamente sin cambios incluso a una temperatura de 500 °C, todavía tiene alta dureza a 1000 ℃. El carburo se usa ampliamente como material para herramientas, como herramientas de torneado, fresas, cepilladoras, taladros, herramientas de mandrinado, etc., para cortar hierro fundido, metales no ferrosos, plásticos, fibras químicas, grafito, vidrio, piedra y acero común. y también se puede utilizar para cortar materiales difíciles de mecanizar, como acero resistente al calor, acero inoxidable, acero con alto contenido de manganeso, acero para herramientas, etc. La velocidad de corte de las nuevas herramientas de carburo es ahora cientos de veces mayor que la del acero al carbono.
El carburo también se puede utilizar para fabricar herramientas de perforación de rocas, herramientas de minería, herramientas de perforación, herramientas de medición, piezas resistentes al desgaste, abrasivos metálicos, camisas de cilindros, cojinetes de precisión, boquillas, moldes metálicos (como matrices de trefilado, matrices de pernos, matrices de tuercas). y Varios moldes de sujetadores, el excelente rendimiento del carburo cementado reemplazó gradualmente a los moldes de acero anteriores).
Posteriormente también salió el carburo cementado recubierto. En 1969, Suecia desarrolló con éxito una herramienta recubierta de carburo de titanio. La base de la herramienta es carburo de tungsteno-titanio-cobalto o carburo de tungsteno-cobalto. El espesor del recubrimiento de carburo de titanio en la superficie es de solo unas pocas micras, pero en comparación con la misma marca de herramientas de aleación, la vida útil se prolonga 3 veces y la velocidad de corte aumenta entre un 25% y un 50%. En la década de 1970 apareció una cuarta generación de herramientas recubiertas para cortar materiales difíciles de mecanizar.
¿Cómo se sinteriza el carburo cementado?
El carburo cementado es un material metálico obtenido mediante pulvimetalurgia de carburos y metales aglutinantes de uno o más metales refractarios.
Mprincipales países productores
Hay más de 50 países en el mundo que producen carburo cementado, con una producción total de 27.000-28.000t-. Los principales productores son Estados Unidos, Rusia, Suecia, China, Alemania, Japón, Reino Unido, Francia, etc. El mercado mundial de carburo cementado está básicamente saturado. , la competencia en el mercado es muy feroz. La industria del carburo cementado de China comenzó a tomar forma a finales de los años cincuenta. Desde la década de 1960 hasta la de 1970, la industria del carburo cementado de China se desarrolló rápidamente. A principios de la década de 1990, la capacidad de producción total de carburo cementado de China alcanzó las 6.000 toneladas y la producción total de carburo cementado alcanzó las 5.000 toneladas, solo superada por Rusia y Estados Unidos, y ocupa el tercer lugar en el mundo.
cortador de WC
①Carburo cementado de tungsteno y cobalto
Los componentes principales son el carburo de tungsteno (WC) y el aglutinante cobalto (Co).
Su grado se compone de “YG” (“duro y cobalto” en pinyin chino) y el porcentaje de contenido promedio de cobalto.
Por ejemplo, YG8 significa WCo promedio = 8% y el resto es carburo de tungsteno-cobalto o carburo de tungsteno.
cuchillos TIC
②Carburo de tungsteno-titanio-cobalto
Los componentes principales son carburo de tungsteno, carburo de titanio (TiC) y cobalto.
Su grado se compone de “YT” (“duro, titanio”, dos caracteres en el prefijo chino Pinyin) y el contenido promedio de carburo de titanio.
Por ejemplo, YT15 significa WTi promedio = 15% y el resto es carburo de tungsteno y carburo de tungsteno-titanio-cobalto con contenido de cobalto.
Herramienta de tantalio de titanio y tungsteno
③Carburo cementado de tungsteno-titanio-tantalio (niobio)
Los componentes principales son carburo de tungsteno, carburo de titanio, carburo de tantalio (o carburo de niobio) y cobalto. Este tipo de carburo cementado también se denomina carburo cementado general o carburo cementado universal.
Su grado se compone de “YW” (el prefijo fonético chino de “hard” y “wan”) más un número de secuencia, como YW1.
Características de rendimiento
Insertos soldados de carburo
Alta dureza (86～93HRA, equivalente a 69～81HRC);
Buena dureza térmica (hasta 900～1000℃, mantener 60HRC);
Buena resistencia a la abrasión.
Las herramientas de corte de carburo son de 4 a 7 veces más rápidas que las de acero rápido y la vida útil de la herramienta es de 5 a 80 veces mayor. Al fabricar moldes y herramientas de medición, la vida útil es de 20 a 150 veces mayor que la del acero aleado para herramientas. Puede cortar materiales duros de aproximadamente 50 HRC.
Sin embargo, el carburo cementado es frágil y no se puede mecanizar, y es difícil fabricar herramientas integrales con formas complejas. Por lo tanto, a menudo se fabrican hojas de diferentes formas, que se instalan en el cuerpo de la herramienta o del molde mediante soldadura, unión, sujeción mecánica, etc.
barra de forma especial
Sinterización
El moldeo por sinterización de carburo cementado consiste en presionar el polvo en un tocho y luego ingresar al horno de sinterización para calentarlo a una cierta temperatura (temperatura de sinterización), mantenerlo durante un tiempo determinado (tiempo de retención) y luego enfriarlo para obtener un cementado. material de carburo con las propiedades requeridas.
El proceso de sinterización de carburo cementado se puede dividir en cuatro etapas básicas:
1: En la etapa de eliminación del agente formador y presinterización, el cuerpo sinterizado cambia de la siguiente manera:
Al eliminar el agente de moldeo, con el aumento de la temperatura en la etapa inicial de sinterización, el agente de moldeo se descompone o vaporiza gradualmente y el cuerpo sinterizado queda excluido. El tipo, la cantidad y el proceso de sinterización son diferentes.
Se reducen los óxidos de la superficie del polvo. A la temperatura de sinterización, el hidrógeno puede reducir los óxidos de cobalto y tungsteno. Si el agente formador se elimina al vacío y se sinteriza, la reacción carbono-oxígeno no es fuerte. La tensión de contacto entre las partículas de polvo se elimina gradualmente, el polvo metálico de unión comienza a recuperarse y recristalizarse, comienza a producirse la difusión superficial y se mejora la resistencia a la formación de briquetas.
2: Etapa de sinterización en fase sólida (800 ℃ – temperatura eutéctica)
A la temperatura anterior a la aparición de la fase líquida, además de continuar el proceso de la etapa anterior, se intensifica la reacción y difusión en fase sólida, se mejora el flujo plástico y el cuerpo sinterizado se contrae significativamente.
3: Etapa de sinterización en fase líquida (temperatura eutéctica – temperatura de sinterización)
Cuando aparece la fase líquida en el cuerpo sinterizado, la contracción se completa rápidamente, seguida de la transformación cristalográfica para formar la estructura básica y la estructura de la aleación.
4: Etapa de enfriamiento (temperatura de sinterización – temperatura ambiente)
En esta etapa, la estructura y composición de fases de la aleación tienen algunos cambios con diferentes condiciones de enfriamiento. Esta característica se puede utilizar para calentar el carburo cementado para mejorar sus propiedades físicas y mecánicas.
Hora de publicación: 11-abr-2022
