Carbure cémenté

La base du carbure cémenté se compose de deux parties: une partie est la phase durcie; l'autre partie est le métal lié.
La phase durcie est un carbure de métal de transition dans le tableau périodique, tel que le carbure de tungstène, le carbure de titane et le carbure de tantale. Leur dureté est élevée, le point de fusion est supérieur à 2000 ° C, et certains dépassent même 4000 ° C. De plus, les nitrures, borures et siliciures des métaux de transition ont des propriétés similaires et peuvent également agir comme phases durcies dans les carbures cémentés. La présence de la phase durcie détermine la dureté et la résistance à l'usure extrêmement élevées de l'alliage. Le métal liant est généralement un métal du groupe du fer, et le cobalt et le nickel sont couramment utilisés.
Lors de la fabrication de carbure cémenté, la poudre de matière première utilisée a une granulométrie comprise entre 1 et 2 microns et est très pure. Les matières premières sont mélangées selon le rapport de composition spécifié, ajoutées avec de l'alcool ou un autre milieu, broyées par voie humide dans un broyeur à boulets humides, de sorte qu'elles sont soigneusement mélangées et pulvérisées, séchées, tamisées, puis ajoutées avec un agent de moulage tel que cire ou colle, puis séché et passé. Tamisez le mélange. Ensuite, lorsque le mélange est granulé, pressé et chauffé à une température proche du point de fusion du métal liant (1300 à 1500 ° C), la phase durcie forme un alliage eutectique avec le métal liant. Après refroidissement, les phases durcies sont réparties dans une grille de métaux liés qui sont étroitement liés les uns aux autres pour former un tout solide. La dureté du carbure cémenté dépend de la teneur en phase durcie et de la granulométrie, c'est-à-dire que plus la teneur en phase durcie est élevée et plus le grain est fin, plus la dureté est élevée. La ténacité du carbure cémenté est déterminée par le métal de liaison. Plus la teneur en métal de liaison est élevée, plus la résistance à la flexion est élevée.
En 1923, Schreiter d'Allemagne a ajouté 10% à 20% de cobalt comme liant à la poudre de carbure de tungstène, inventant un nouvel alliage de carbure de tungstène et de cobalt, qui est le deuxième seulement après le diamant en dureté. Le premier type de carbure cémenté. Lorsqu'un outil fait de cet alliage coupe l'acier, la lame s'use rapidement et même le bord de la lame se casse. En 1929, Schwarzkov aux États-Unis a ajouté une certaine quantité de carbures complexes de carbure de tungstène et de carbure de titane à la composition d'origine, ce qui a amélioré les performances de l'acier de coupe d'outils. 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 que la dureté élevée, la résistance à l'usure, la force et la ténacité, la résistance à la chaleur et la 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. une dureté élevée à 1000 ° C. Le carbure est largement utilisé comme matériau d'outil, comme les outils de tournage, les fraises, les raboteuses, les forets, 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 , 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 et l'acier à outils. La vitesse de coupe des nouveaux outils en carbure cémenté est maintenant plusieurs centaines de fois supérieure à celle de l'acier au carbone.
Le carbure cémenté peut également être utilisé pour fabriquer des outils de forage de roche, des outils d'extraction, des outils de forage, des jauges de mesure, des pièces d'usure, des outils de meulage des métaux, des chemises de cylindre, des roulements de précision, des buses, etc. Le carbure cémenté revêtu est également disponible depuis près de deux décennies. En 1969, la Suède a développé avec succès un outil de stratification en carbure de titane. La base de l'outil est un alliage dur de tungstène-titane cobalt ou un alliage dur de tungstène-cobalt. L'épaisseur du revêtement de surface en carbure de titane n'est que de quelques micromètres, mais comparée à un outil en alliage de même qualité. La durée de vie est prolongée de 3 fois et la vitesse de coupe est augmentée de 25% à 50%. La quatrième génération d'outils de revêtement est apparue dans les années 1970 pour couper des matériaux difficiles.

Superalliage

Les superalliages fonctionnent généralement à des températures supérieures à 700 ° C (voire 1000 ° C) et doivent avoir des propriétés spéciales telles que la résistance à l'oxydation et la résistance à haute température.
L'oxydation et la corrosion sont les points faibles des métaux. Dans des conditions de température élevée, la réaction de corrosion oxydative des métaux sera fortement accélérée. En conséquence, la surface du métal sera rugueuse, affectant sa précision et sa résistance, et même les pièces seront mises au rebut. S'il fonctionne dans les conditions de température élevée du milieu corrosif (comme le phosphore, le soufre et le vanadium dans le gaz après une combustion à haute température et à haute pression de l'essence), l'effet de corrosion est plus fort, donc l'alliage à haute température doit avoir une résistance élevée à l'oxydation et corrosion.
Les superalliages fonctionnant à des températures très élevées doivent avoir une résistance au fluage suffisante (c'est-à-dire une déformation lente et continue des matériaux solides sous certaines contraintes) pour garantir qu'ils sont soumis à certaines températures et contraintes. Travaillant de longues heures, la déformation totale est toujours dans une certaine tolérance.

Les superalliages fonctionnent dans des conditions de température élevée ou dans des conditions de température alternées, sont plus sujets à la rupture de fatigue que la température normale, ou provoquent des contraintes thermiques considérables en raison de changements rapides et répétés de froid et de chaleur pendant le travail. Les superalliages doivent avoir une bonne résistance à la fatigue (c'est-à-dire une rupture soudaine de matériaux ou de pièces sous des charges variables à long terme).
Afin de répondre aux besoins des derniers alliages de haute technologie à haute température à base de métaux réfractaires (point de fusion W 3400 ° C, Re3160 ° C, Ta 2996 ° C, Mo 2615 ° C, Nb 2415 ° C) peuvent fonctionner dans un environnement à humidité élevée au-dessus de 1500 ° C, adapté à la fabrication de composants d'engins spatiaux travaillant dans des environnements à haute température et à forte contrainte. Parmi les métaux réfractaires, les alliages de Ta et de Nb ont les caractéristiques de résistance à haute température et de résistance à la corrosion, et de haute résistance et dureté. Certains alliages à base de bismuth peuvent fonctionner dans la plage de 1300 à 1600 ° C, ce qui est de 300 à 500 ° C plus élevé que les alliages à base de nickel. Un alliage à base de bismuth développé en Chine, contenant du W8% et du Hf2%, a toujours une résistance élevée, une bonne usinabilité et une soudabilité à une température ultra-élevée de 2000 ° C, et est un superalliage plus idéal. Les cermets sont parfois également inclus dans les superalliages.

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