Matériau en alliage constitué d'un composé dur d'un métal réfractaire et d'un métal liant grâce à un processus de métallurgie des poudres. Le carbure cémenté possède une série d'excellentes propriétés telles qu'une dureté élevée, une résistance à l'usure, une bonne résistance et ténacité, une résistance à la chaleur et une résistance à la corrosion, en particulier sa dureté et sa résistance à l'usure élevées, qui restent fondamentalement inchangées même à une température de 500 °C. dureté élevée à 1000℃. Le carbure est largement utilisé comme matériau d'outils, tels que les outils de tournage, les fraises, les raboteuses, les perceuses, les outils d'alésage, etc., pour couper la fonte, les métaux non ferreux, les plastiques, les fibres chimiques, le graphite, le verre, la pierre et l'acier ordinaire. et peut également être utilisé pour couper des matériaux difficiles à usiner tels que l'acier résistant à la chaleur, l'acier inoxydable, l'acier à haute teneur en manganèse, l'acier à outils, etc. La vitesse de coupe des nouveaux outils en carbure est désormais des centaines de fois supérieure à celle de l'acier au carbone.
Application de carbure cémenté
(1) Matériau de l'outil
Le carbure est la plus grande quantité de matériau d'outil, qui peut être utilisé pour fabriquer des outils de tournage, des fraises, des raboteuses, des forets, etc. Parmi eux, le carbure de tungstène-cobalt convient au traitement des copeaux courts de métaux ferreux et non ferreux et au traitement des les matériaux non métalliques, tels que la fonte, le laiton moulé, la bakélite, etc. ; Le carbure de tungstène-titane-cobalt convient au traitement à long terme des métaux ferreux tels que l'acier. Usinage de copeaux. Parmi les alliages similaires, ceux qui contiennent plus de cobalt conviennent à l'usinage grossier, et ceux qui contiennent moins de cobalt conviennent à la finition. Les carbures cémentés à usage général ont une durée de vie d'usinage beaucoup plus longue que les autres carbures cémentés pour les matériaux difficiles à usiner tels que l'acier inoxydable.
(2) Matériau du moule
Le carbure cémenté est principalement utilisé pour les matrices de travail à froid telles que les matrices d'étirage à froid, les matrices de poinçonnage à froid, les matrices d'extrusion à froid et les matrices de jetée à froid.
Les matrices de frappe à froid en carbure doivent avoir une bonne ténacité aux chocs, une bonne ténacité à la rupture, une résistance à la fatigue, une résistance à la flexion et une bonne résistance à l'usure dans des conditions de travail résistantes à l'usure d'impact ou de fort impact. Des qualités d'alliage à moyen et haut cobalt et à grains moyens et grossiers sont généralement utilisées, telles que YG15C.
D'une manière générale, la relation entre la résistance à l'usure et la ténacité du carbure cémenté est contradictoire : l'augmentation de la résistance à l'usure entraînera une diminution de la ténacité, et l'augmentation de la ténacité entraînera inévitablement une diminution de la résistance à l'usure. Par conséquent, lors de la sélection des qualités d’alliage, il est nécessaire de répondre aux exigences d’utilisation spécifiques en fonction de l’objet de traitement et des conditions de travail du traitement.
Si la nuance sélectionnée est sujette à des fissures et à des dommages précoces pendant l'utilisation, la nuance ayant une ténacité plus élevée doit être sélectionnée ; si la nuance sélectionnée est sujette à une usure précoce et à des dommages pendant l'utilisation, la nuance ayant une dureté plus élevée et une meilleure résistance à l'usure doit être sélectionnée. . Les nuances suivantes : YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C De gauche à droite, la dureté diminue, la résistance à l'usure diminue et la ténacité augmente ; au contraire, c'est le contraire qui est vrai.
(3) Outils de mesure et pièces résistantes à l'usure
Le carbure est utilisé pour les incrustations de surface résistantes à l'usure et les pièces d'outils de mesure, les roulements de précision des meuleuses, les plaques de guidage et les tiges de guidage des meuleuses sans centre, les dessus des tours et autres pièces résistantes à l'usure.
Les métaux liants sont généralement des métaux du groupe du fer, généralement le cobalt et le nickel.
Lors de la fabrication de carbure cémenté, la granulométrie de la poudre de matière première sélectionnée est comprise entre 1 et 2 microns et la pureté est très élevée. Les matières premières sont mises en lots selon le rapport de composition prescrit, et de l'alcool ou d'autres supports sont ajoutés au broyage humide dans un broyeur à boulets humide pour les rendre entièrement mélangés et pulvérisés. Tamisez le mélange. Ensuite, le mélange est granulé, pressé et chauffé à une température proche du point de fusion du métal liant (1 300-1 500 °C), la phase durcie et le métal liant formeront un alliage eutectique. Après refroidissement, les phases durcies sont réparties dans la grille composée du métal de liaison et sont étroitement liées les unes aux autres pour former un tout solide. La dureté du carbure cémenté dépend de la teneur en phase durcie et de la taille des grains, c'est-à-dire que plus la teneur en phase durcie est élevée et plus les grains sont fins, plus la dureté est grande. La ténacité du carbure cémenté est déterminée par le métal liant. Plus la teneur en métal liant est élevée, plus la résistance à la flexion est élevée.
En 1923, l'Allemand Schlerter ajouta 10 à 20 % de cobalt à la poudre de carbure de tungstène comme liant et inventa un nouvel alliage de carbure de tungstène et de cobalt. La dureté est juste derrière le diamant. Le premier carbure cémenté fabriqué. Lorsque vous coupez de l'acier avec un outil fabriqué à partir de cet alliage, le tranchant s'usera rapidement et même le tranchant se fissurera. En 1929, Schwarzkov aux États-Unis a ajouté une certaine quantité de carbure de tungstène et de carbure de titane à la composition originale, ce qui a amélioré les performances de l'outil dans la coupe de l'acier. Il s’agit d’une autre réalisation dans l’histoire du développement du carbure cémenté.
Le carbure cémenté possède une série d'excellentes propriétés telles qu'une dureté élevée, une résistance à l'usure, une bonne résistance et ténacité, une résistance à la chaleur et une résistance à la corrosion, en particulier sa dureté et sa résistance à l'usure élevées, qui restent fondamentalement inchangées même à une température de 500 °C. dureté élevée à 1000℃. Le carbure est largement utilisé comme matériau d'outils, tels que les outils de tournage, les fraises, les raboteuses, les perceuses, les outils d'alésage, etc., pour couper la fonte, les métaux non ferreux, les plastiques, les fibres chimiques, le graphite, le verre, la pierre et l'acier ordinaire. et peut également être utilisé pour couper des matériaux difficiles à usiner tels que l'acier résistant à la chaleur, l'acier inoxydable, l'acier à haute teneur en manganèse, l'acier à outils, etc. La vitesse de coupe des nouveaux outils en carbure est désormais des centaines de fois supérieure à celle de l'acier au carbone.
Le carbure peut également être utilisé pour fabriquer des outils de forage de roche, des outils miniers, des outils de forage, des outils de mesure, des pièces résistantes à l'usure, des abrasifs métalliques, des chemises de cylindre, des roulements de précision, des buses, des moules métalliques (tels que des matrices de tréfilage, des matrices de boulons, des matrices d'écrous). , et divers moules de fixation, les excellentes performances du carbure cémenté ont progressivement remplacé les moules en acier précédents).
Plus tard, du carbure cémenté revêtu est également sorti. En 1969, la Suède a développé avec succès un outil revêtu de carbure de titane. La base de l'outil est en carbure de tungstène-titane-cobalt ou en carbure de tungstène-cobalt. L'épaisseur du revêtement en carbure de titane sur la surface n'est que de quelques microns, mais par rapport à la même marque d'outils en alliage, la durée de vie est prolongée de 3 fois et la vitesse de coupe est augmentée de 25 % à 50 %. Dans les années 1970, une quatrième génération d’outils revêtus apparaît pour couper des matériaux difficiles à usiner.
Comment le carbure cémenté est-il fritté ?
Le carbure cémenté est un matériau métallique fabriqué par métallurgie des poudres de carbures et de métaux liants d'un ou plusieurs métaux réfractaires.
Mprincipaux pays producteurs
Il existe plus de 50 pays dans le monde qui produisent du carbure cémenté, avec une production totale de 27 000 à 28 000 tonnes. Les principaux producteurs sont les États-Unis, la Russie, la Suède, la Chine, l’Allemagne, le Japon, le Royaume-Uni, la France, etc. Le marché mondial du carbure cémenté est fondamentalement saturé. , la concurrence sur le marché est très féroce. L’industrie chinoise du carbure cémenté a commencé à prendre forme à la fin des années 1950. Entre les années 1960 et 1970, l’industrie chinoise du carbure cémenté s’est développée rapidement. Au début des années 1990, la capacité de production totale de carbure cémenté de la Chine atteignait 6 000 tonnes, et la production totale de carbure cémenté atteignait 5 000 tonnes, juste derrière la Russie et les États-Unis, elle se classe au troisième rang mondial.
Coupe-WC
①Carbure cémenté de tungstène et de cobalt
Les principaux composants sont le carbure de tungstène (WC) et le liant cobalt (Co).
Son grade est composé du « YG » (« dur et cobalt » en chinois Pinyin) et du pourcentage de teneur moyenne en cobalt.
Par exemple, YG8 signifie que le WCo moyen = 8 %, et le reste est constitué de carbure de tungstène-cobalt ou de carbure de tungstène.
Couteaux TIC
②Carbure de tungstène-titane-cobalt
Les principaux composants sont le carbure de tungstène, le carbure de titane (TiC) et le cobalt.
Sa nuance est composée de « YT » (« dur, titane » deux caractères du préfixe chinois Pinyin) et de la teneur moyenne en carbure de titane.
Par exemple, YT15 signifie WTi moyen = 15 %, et le reste est constitué de carbure de tungstène et de carbure de tungstène-titane-cobalt avec une teneur en cobalt.
Outil de tantale en titane et tungstène
③Carbure cémenté tungstène-titane-tantale (niobium)
Les principaux composants sont le carbure de tungstène, le carbure de titane, le carbure de tantale (ou carbure de niobium) et le cobalt. Ce type de carbure cémenté est également appelé carbure cémenté général ou carbure cémenté universel.
Son grade est composé de « YW » (le préfixe phonétique chinois de « hard » et « wan ») plus un numéro de séquence, tel que YW1.
Caractéristiques de performance
Inserts soudés en carbure
Dureté élevée (86～93HRA, équivalent à 69～81HRC) ;
Bonne dureté thermique (jusqu'à 900～1000℃, conserver 60HRC) ;
Bonne résistance à l'abrasion.
Les outils de coupe en carbure sont 4 à 7 fois plus rapides que l'acier rapide et leur durée de vie est 5 à 80 fois supérieure. Fabrication de moules et d'outils de mesure, la durée de vie est 20 à 150 fois supérieure à celle de l'acier à outils allié. Il peut couper des matériaux durs d'environ 50HRC.
Cependant, le carbure cémenté est fragile et ne peut pas être usiné, et il est difficile de fabriquer des outils intégraux aux formes complexes. Par conséquent, des lames de formes différentes sont souvent réalisées, qui sont installées sur le corps d'outil ou le corps de moule par soudage, collage, serrage mécanique, etc.
Barre de forme spéciale
Frittage
Le moulage par frittage de carbure cémenté consiste à presser la poudre dans une billette, puis à entrer dans le four de frittage pour chauffer à une certaine température (température de frittage), à la conserver pendant un certain temps (temps de maintien), puis à la refroidir pour obtenir un cimenté. matériau carbure avec les propriétés requises.
Le processus de frittage du carbure cémenté peut être divisé en quatre étapes de base :
1 : Dans l'étape d'élimination de l'agent de formage et de pré-frittage, le corps fritté change comme suit :
L'élimination de l'agent de moulage, avec l'augmentation de la température dans l'étape initiale du frittage, l'agent de moulage se décompose ou se vaporise progressivement, et le corps fritté est exclu. Le type, la quantité et le processus de frittage sont différents.
Les oxydes à la surface de la poudre sont réduits. A la température de frittage, l'hydrogène peut réduire les oxydes de cobalt et de tungstène. Si l'agent de formage est retiré sous vide et fritté, la réaction carbone-oxygène n'est pas forte. La contrainte de contact entre les particules de poudre est progressivement éliminée, la poudre métallique de liaison commence à récupérer et à recristalliser, la diffusion en surface commence à se produire et la résistance au briquetage est améliorée.
2 : Étape de frittage en phase solide (température eutectique de 800 ℃)
À la température précédant l'apparition de la phase liquide, en plus de poursuivre le processus de l'étape précédente, la réaction et la diffusion en phase solide sont intensifiées, l'écoulement du plastique est amélioré et le corps fritté se contracte considérablement.
3 : Étape de frittage en phase liquide (température eutectique – température de frittage)
Lorsque la phase liquide apparaît dans le corps fritté, le retrait est rapidement terminé, suivi d'une transformation cristallographique pour former la structure de base et la structure de l'alliage.
4 : Étape de refroidissement (température de frittage – température ambiante)
À ce stade, la structure et la composition des phases de l’alliage subissent quelques changements avec différentes conditions de refroidissement. Cette fonctionnalité peut être utilisée pour chauffer le carbure cémenté afin d’améliorer ses propriétés physiques et mécaniques.
Heure de publication : 11 avril 2022
