Málmblanda úr hörðu efnasambandi eldfasts málms og bindiefnis í gegnum duftmálmvinnslu. Sementkarbíð hefur fjölda framúrskarandi eiginleika eins og mikla hörku, slitþol, góðan styrk og seiglu, hitaþol og tæringarþol, sérstaklega mikla hörku og slitþol, sem helst nánast óbreytt jafnvel við 500°C hitastig, en hefur samt mikla hörku við 1000°C. Karbíð er mikið notað sem verkfæraefni, svo sem beygjutæki, fræsara, hefla, borvélar, borvélar o.s.frv., til að skera steypujárn, málma sem ekki eru járn, plast, efnatrefjar, grafít, gler, stein og venjulegt stál, og er einnig hægt að nota til að skera erfitt efni eins og hitaþolið stál, ryðfrítt stál, stál með háu manganinnihaldi, verkfærastál o.s.frv. Skurðhraði nýrra karbíðverkfæra er nú hundruð sinnum meiri en kolefnisstáls.
Notkun sementaðs karbíðs
(1) Efni verkfæra
Karbíð er stærsta efniviðurinn í verkfærum og hægt er að nota það til að búa til beygjutæki, fræsara, hefla, borvélar o.s.frv. Meðal þeirra er wolfram-kóbaltkarbíð hentugt til stuttflísvinnslu á járn- og önnur málmum og vinnslu á öðrum málmum eins og steypujárni, steyptum látúni, bakelíti o.s.frv.; wolfram-títan-kóbaltkarbíð er hentugt til langtímavinnslu á járnmálmum eins og stáli. Spónavinnsla. Meðal svipaðra málmblanda eru þær sem hafa meira kóbaltinnihald hentugar til grófvinnslu og þær sem hafa minna kóbaltinnihald hentugar til frágangs. Almennt sementað karbíð hefur mun lengri vinnslutíma en önnur sementað karbíð fyrir erfið efni eins og ryðfrítt stál.
(2) Mótefni
Sementkarbíð er aðallega notað í köldvinnslumót eins og köldteygjumót, köldstöngunarmót, köldútpressunarmót og köldstöngunarmót.
Kaltskurðarform úr karbíði þurfa að hafa góða höggþol, brotþol, þreytuþol, beygjuþol og slitþol við slitþolnar vinnuaðstæður eins og högg eða sterk högg. Venjulega eru notaðar meðal- og há-kóbalt og meðal- og grófkornuð málmblöndur, eins og YG15C.
Almennt séð er samband slitþols og seiglu sementaðs karbíðs mótsagnakennt: aukið slitþol mun leiða til minnkaðrar seiglu, og aukið seigla mun óhjákvæmilega leiða til minnkaðrar slitþols. Þess vegna, þegar málmblöndur eru valdar, er nauðsynlegt að uppfylla sérstakar notkunarkröfur í samræmi við vinnsluhlutinn og vinnsluskilyrði.
Ef valin gæðaflokkur er viðkvæmur fyrir snemmbúnum sprungum og skemmdum við notkun, ætti að velja gæðaflokk með meiri seigju; ef valin gæðaflokkur er viðkvæmur fyrir snemmbúnu sliti og skemmdum við notkun, ætti að velja gæðaflokk með meiri hörku og betri slitþoli. Eftirfarandi gæðaflokkar: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C Frá vinstri til hægri minnkar hörkan, slitþolið minnkar og seigjan eykst; þvert á móti, hið gagnstæða er satt.
(3) Mælitæki og slitþolnir hlutar
Karbít er notað í slitþolnar yfirborðsinnlegg og hluta af mælitólum, nákvæmnislegur í kvörn, leiðarplötur og leiðarstengur í miðjulausum kvörn, toppa rennibekka og aðra slitþolna hluti.
Bindingarmálmar eru almennt málmar úr járnflokknum, oftast kóbalt og nikkel.
Við framleiðslu á sementuðu karbíði er agnastærð valins hráefnisdufts á bilinu 1 til 2 míkron og hreinleikinn er mjög hár. Hráefnin eru sett í skömmtun samkvæmt fyrirmælum um samsetningarhlutfall og alkóhóli eða öðru efni er bætt við blautkvörn í blautkúlukvörn til að gera þau fullkomlega blandað og malað. Blandan er sigtuð. Síðan er blandan kornuð, pressuð og hituð upp í hitastig nálægt bræðslumarki bindiefnisins (1300-1500 °C), þar sem herta fasinn og bindiefnið mynda evtektískt málmblöndu. Eftir kælingu eru hertu fasarnir dreifðir í ristinni sem samanstendur af bindiefninu og tengjast náið saman til að mynda fasta heild. Hörku sementuðu karbíðisins fer eftir innihaldi herta fasans og kornastærð, það er að segja, því hærra sem innihald herta fasans er og því fínni sem kornin eru, því meiri er hörkan. Seigja sementuðu karbíðisins er ákvörðuð af bindiefninu. Því hærra sem innihald bindiefnisins er, því meiri er beygjustyrkurinn.
Árið 1923 bætti Schlerter frá Þýskalandi 10% til 20% kóbalti við wolframkarbíðduft sem bindiefni og fann upp nýja málmblöndu af wolframkarbíði og kóbalti. Hörku hennar er næst á eftir demöntum. Þetta er fyrsta sementaða karbíðið sem framleitt var. Þegar stál er skorið með verkfæri úr þessari málmblöndu slitnar skurðarbrúnin fljótt og jafnvel skurðarbrúnin springur. Árið 1929 bætti Schwarzkov í Bandaríkjunum ákveðnu magni af wolframkarbíði og títankarbíði í upprunalegu samsetninguna, sem bætti afköst verkfærisins við að skera stál. Þetta er enn eitt afrekið í sögu þróunar sementaðs karbíðs.
Karbíð hefur fjölda framúrskarandi eiginleika eins og mikla hörku, slitþol, góðan styrk og seiglu, hitaþol og tæringarþol, sérstaklega mikla hörku og slitþol, sem helst nánast óbreytt jafnvel við 500°C hitastig, en hefur samt mikla hörku við 1000°C. Karbíð er mikið notað sem verkfæraefni, svo sem beygjutæki, fræsara, hefla, borvélar, leiðindatæki o.s.frv., til að skera steypujárn, málma sem ekki eru járn, plast, efnatrefjar, grafít, gler, stein og venjulegt stál, og er einnig hægt að nota til að skera efni sem eru erfið í vinnslu eins og hitaþolið stál, ryðfrítt stál, stál með háu manganinnihaldi, verkfærastál o.s.frv. Skurðhraði nýrra karbíðverkfæra er nú hundruð sinnum meiri en kolefnisstáls.
Karbíð er einnig hægt að nota til að búa til bergborunartól, námuvinnslutól, borunartól, mælitól, slitþolna hluti, slípiefni úr málmi, strokkafóðringar, nákvæmnislegur, stúta, málmmót (eins og vírteikningarmót, boltamót, hnetumót og ýmis festingarmót, þar sem framúrskarandi árangur sementaðs karbíðs kom smám saman í stað fyrri stálmóta).
Síðar kom einnig fram húðað sementkarbíð. Árið 1969 þróaði Svíþjóð verkfæri með góðum árangri sem húðað var með títankarbíði. Grunnurinn að verkfærinu er wolfram-títan-kóbaltkarbíð eða wolfram-kóbaltkarbíð. Þykkt títankarbíðhúðunarinnar á yfirborðinu er aðeins nokkur míkron, en samanborið við verkfæri af sama framleiðanda er endingartími verkfæranna þrefalt lengri og skurðarhraðinn eykst um 25% í 50%. Á áttunda áratugnum kom fjórða kynslóð húðaðra verkfæra fram til að skera efni sem erfitt er að vinna með.
Hvernig er sementkarbíð sintrað?
Sementkarbíð er málmefni sem er búið til með duftmálmvinnslu úr karbíðum og bindiefni úr einum eða fleiri eldföstum málmum.
Mhelstu framleiðslulönd
Meira en 50 lönd í heiminum framleiða sementað karbíð, með heildarframleiðslu upp á 27.000-28.000 tonn. Helstu framleiðendurnir eru Bandaríkin, Rússland, Svíþjóð, Kína, Þýskaland, Japan, Bretland, Frakkland og fleiri. Heimsmarkaðurinn fyrir sementað karbíð er nánast mettaður og samkeppnin á markaðnum er mjög hörð. Kínverski sementað karbíðiðnaðurinn fór að taka á sig mynd seint á sjötta áratugnum. Frá sjöunda áratugnum til áttunda áratugarins þróaðist kínverski sementað karbíðiðnaðurinn hratt. Í byrjun tíunda áratugarins náði heildarframleiðslugeta Kína á sementuðu karbíði 6000 tonnum og heildarframleiðsla þess náði 5000 tonnum, sem er næst á eftir Rússlandi og Bandaríkjunum og er þriðja sætið í heiminum.
WC-skera
①Sementað karbíð úr wolfram og kóbalti
Helstu efnisþættirnir eru wolframkarbíð (WC) og bindiefni kóbalt (Co).
Einkenni þess er samsett úr „YG“ („hart og kóbalt“ á kínversku pinyin) og hlutfalli meðalkóbaltinnihalds.
Til dæmis þýðir YG8 að meðaltal WCo = 8%, og afgangurinn er wolfram-kóbaltkarbíð úr wolframkarbíði.
TIC hnífar
②Tungsten-títan-kóbaltkarbíð
Helstu efnisþættirnir eru wolframkarbíð, títankarbíð (TiC) og kóbalt.
Einkenni þess er samsett úr „YT“ („hart, títan“, tveir stafir í kínversku pinyin-forskeytinu) og meðalinnihaldi títankarbíðs.
Til dæmis þýðir YT15 að meðaltal WTi = 15%, og afgangurinn er wolframkarbíð og wolfram-títan-kóbaltkarbíð með kóbaltinnihaldi.
Títan Tantal Tól fyrir Wolfram
③Sementað karbíð úr wolfram-títan-tantal (níóbíum)
Helstu efnisþættirnir eru wolframkarbíð, títankarbíð, tantalkarbíð (eða níóbíumkarbíð) og kóbalt. Þessi tegund af sementuðu karbíði er einnig kölluð almennt sementað karbíð eða alhliða sementað karbíð.
Einkunn þess er samsett úr „YW“ (kínverska hljóðfræðilega forskeytið „hard“ og „wan“) ásamt raðnúmeri, eins og YW1.
Afköstareiginleikar
Karbít-suðuð innlegg
Mikil hörku (86 ~ 93HRA, jafngildir 69 ~ 81HRC);
Góð hitaþol (allt að 900 ～1000 ℃, haldið 60HRC);
Góð núningþol.
Karbíðskurðarverkfæri eru 4 til 7 sinnum hraðari en hraðstál og endingartími verkfæranna er 5 til 80 sinnum meiri. Í framleiðslu á mótum og mælitækjum er endingartími verkfæranna 20 til 150 sinnum meiri en hjá málmblönduðu stáli. Þau geta skorið hörð efni með þéttleika um 50HRC.
Hins vegar er sementkarbíð brothætt og ekki hægt að vinna það úr vélrænum vinnslubúnaði, og það er erfitt að búa til samþætt verkfæri með flóknum formum. Þess vegna eru oft smíðuð blöð af mismunandi lögunum sem eru fest á verkfærahlutann eða móthlutann með suðu, límingu, vélrænni klemmu o.s.frv.
Sérstakt lagað bar
Sintrun
Sintrunarmótun með sementuðu karbíði felst í því að þrýsta duftinu í stykki og síðan fara inn í sintrunarofninn til að hita það upp í ákveðið hitastig (sintrunarhitastig), halda því í ákveðinn tíma (biðtíma) og síðan kæla það niður til að fá sementað karbítefni með tilskildum eiginleikum.
Sintrunarferlið með sementuðu karbíði má skipta í fjögur grunnstig:
1: Þegar mótunarefnið er fjarlægt og forsintrað breytist sintraða hlutinn á eftirfarandi hátt:
Þegar mótunarefnið er fjarlægt, með hækkandi hitastigi í upphafsstigi sintrunar, brotnar mótunarefnið smám saman niður eða gufar upp og sintrað efni hverfur. Tegund, magn og sintrunarferlið eru mismunandi.
Oxíðin á yfirborði duftsins eru afoxuð. Við sintunarhitastig getur vetni afoxað kóbalt- og wolframoxíð. Ef myndunarefnið er fjarlægt í lofttæmi og sintrað, verða kolefnis-súrefnisviðbrögðin ekki sterk. Snertispennan milli duftagnanna hverfur smám saman, bindiefni málmduftsins byrjar að jafna sig og endurkristallast, yfirborðsdreifing byrjar að eiga sér stað og brikettstyrkurinn batnar.
2: Sintrunarstig í föstu formi (800℃–eutectic hitastig)
Við hitastigið áður en vökvafasinn kemur fram, auk þess að halda áfram ferli fyrra stigs, eykst fastfasaviðbrögðin og dreifingin, plastflæðið eykst og sinteraði hlutinn minnkar verulega.
3: Sintrunarstig í vökvafasa (eutectic hitastig – sintrunarhitastig)
Þegar fljótandi fasinn birtist í sinteruðu líkamanum er rýrnunin lokið fljótt og síðan kristallafræðileg umbreyting myndast til að mynda grunnbyggingu og uppbyggingu málmblöndunnar.
4: Kælingarstig (sintrunarhitastig – stofuhitastig)
Á þessu stigi breytist uppbygging og fasasamsetning málmblöndunnar við mismunandi kælingarskilyrði. Þennan eiginleika er hægt að nota til að hita sementkarbíð til að bæta eðlisfræðilega og vélræna eiginleika þess.
Birtingartími: 11. apríl 2022
