Avez-vous les connaissances de base des matériaux en carbure cimenté? 2

Le carbure cémenté est le matériau d'outil d'usinage à grande vitesse (HSM) le plus utilisé. Ce type de matériau est produit par un procédé de métallurgie des poudres, qui est composé de particules de carbure cémenté (généralement du carbure de tungstène WC) et d'une liaison métallique molle. À l'heure actuelle, il existe des centaines de composants différents de carbures cémentés à base de WC, la plupart d'entre eux utilisent du cobalt (CO) comme liant, du nickel (Ni) et du chrome (CR) sont également des éléments de liaison couramment utilisés, en outre, certains autres éléments d'alliage peuvent être ajouté.

Nuances de carbure cémenté simple

These grades used in metal cutting usually contain 3% – 12% cobalt (weight ratio). The size range of WC grains is usually 1-8 μ M. As with other grades, the hardness and transverse fracture strength (TRS) of WC can be improved by reducing its particle size, but its toughness can be reduced. The hardness of single type brand is usually between 89-93.5hra, and the transverse fracture strength is usually between 1.2-2.4mpa (175-350ksi). There may be a large number of recycled raw materials in the powder of this brand.

La marque pure peut être divisée en C1-C4 en système de marque C et en séries de marques K, N, s et H en système de marque ISO. Les marques simples avec des caractéristiques intermédiaires peuvent être classées comme des marques générales (telles que C2 ou K20), qui peuvent être utilisées pour le tournage, le fraisage, le rabotage et la découpe au wok; les marques avec une granulométrie plus petite ou une teneur en cobalt plus faible et une dureté plus élevée peuvent être classées comme marques de finition (comme C4 ou K01); les marques avec une plus grande taille de grain ou une teneur en cobalt plus élevée et une meilleure ténacité peuvent être classées en tant que marques de traitement brut (telles que C1 ou K30).

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The tool made of pure type can be used for cutting cast iron, 200 and 300 series stainless steel, aluminum and other non-ferrous metals, high temperature alloy and hardened steel. These grades can also be used in the field of non-metal cutting (such as as as rock and geological drilling tools). The grain size of these grades ranges from 1.5 to 10 μ m (or larger), and the cobalt content is 6% – 16%. Another non-metal cutting use of pure cemented carbide grades is to make dies and punches. These grades usually have medium-sized grain size and cobalt content of 16% – 30%.

Grades de carbure cémenté microcristallin

These brands usually contain 6% – 15% cobalt. In the process of liquid phase sintering, the addition of VCC and / or chromium carbide can control the grain growth and obtain the fine grain structure with the grain size less than 1 μ M. This kind of fine grain grade has very high hardness and transverse fracture strength above 3.45mpa (500ksi). The combination of high strength and enough toughness makes it possible for this kind of tool to adopt a larger positive rake angle, so as to reduce cutting force and produce thinner chips by cutting instead of pushing metal materials.

Grâce à l'identification stricte de la qualité de diverses matières premières dans la production de poudre de carbure cémenté de qualité et au contrôle strict des conditions du processus de frittage, pour empêcher la formation de gros grains anormaux dans la microstructure du matériau, nous pouvons obtenir les propriétés appropriées du matériau. Afin de conserver une granulométrie fine et uniforme, la poudre recyclée ne peut être utilisée que lorsque la matière première et le processus de recyclage peuvent être entièrement contrôlés et qu'un contrôle qualité approfondi peut être effectué.

La marque microcristalline peut être classée selon la série de marques m dans le système de marque ISO. De plus, d'autres méthodes de classification dans le système de marque C et le système de marque ISO sont les mêmes que celles de la marque pure. La qualité microcristalline peut être utilisée pour fabriquer des outils pour couper des matériaux de pièce plus mous, car la surface de ces outils peut être usinée très lisse et peut maintenir une arête de coupe extrêmement tranchante.

Des outils microcristallins peuvent également être utilisés pour traiter des superalliages à base de nickel car ils peuvent résister à des températures de coupe allant jusqu'à 1200 ℃. Pour le traitement des superalliages et d'autres matériaux spéciaux, l'utilisation de coupeurs de qualité microcristalline et de coupeurs de qualité pure contenant du ruthénium peut améliorer leur résistance à l'usure, leur résistance à la déformation et leur ténacité en même temps. Les nuances microcristallines sont utilisées pour créer un outil rotatif (tel qu'un foret) qui produira une contrainte de cisaillement. Un type de foret est en carbure cémenté de qualité composite. La teneur en cobalt du matériau est différente dans la partie spécifique du même trépan, de sorte que la dureté et la ténacité du trépan sont optimisées en fonction des besoins de traitement.

Grades de carbure cémenté

These grades are mainly used for cutting steel parts, with cobalt content of 5% – 10% and grain size of 0.8-2 μ M. By adding 4% ~ 25% titanium carbide (TIC), the tendency of WC diffusion to the steel chip surface can be reduced. By adding no more than 25% tantalum carbide (TAC) and Carbyne (NBC), the strength, wear resistance and impact resistance of the tool can be improved. The addition of such cubic carbide can also improve the red hardness of the tool, which is helpful to avoid thermal deformation of the tool in heavy load cutting or other processes where the cutting edge will generate high temperature. In addition, titanium carbide can provide nucleation position and improve the distribution uniformity of cubic carbide in the workpiece.

De manière générale, la plage de dureté du carbure cémenté de type alliage est de 91 ~ 94HRA et la résistance à la rupture transversale est de 1 ~ 2KPa (150 ~ 300ksi). Par rapport au type pur, la résistance à l'usure du type alliage est pire et la résistance est plus faible, mais la résistance à l'usure adhésive est meilleure. Les nuances d'alliage peuvent être divisées en C5-C8 dans le système de nuance C et les nuances P et M dans le système de nuance ISO. Les nuances de type alliage aux propriétés intermédiaires peuvent être classées comme nuances universelles (telles que C6 ou P30), qui peuvent être utilisées pour le tournage, le taraudage, le rabotage et le fraisage. Les grades de dureté les plus élevés peuvent être classés en grades de finition (tels que C8 et P01) pour la finition et le clavetage. Ces qualités ont généralement une granulométrie plus petite et une teneur en cobalt plus faible pour obtenir la dureté et la résistance à l'usure requises. Cependant, des propriétés de matériau similaires peuvent être obtenues en ajoutant plus de carbures cubiques. Les nuances ayant la meilleure ténacité peuvent être classées comme nuances d'usinage grossières (telles que C5 ou P50). Ces qualités ont généralement une granulométrie moyenne et une teneur élevée en cobalt, et l'addition de carbure cubique est moindre, de manière à obtenir la ténacité requise en inhibant la croissance des fissures. En tournage intermittent, les performances de coupe peuvent être encore améliorées en adoptant la qualité riche en cobalt avec une teneur élevée en cobalt sur la surface de l'outil de coupe.

Alloy grades with low titanium carbide content are used for cutting stainless steel and malleable cast iron, but also for processing non-ferrous metals (such as nickel base superalloys). The grain size of these brands is usually less than 1 μ m, and the content of cobalt is 8% – 12%. Grades with higher hardness (such as M10) can be used for turning malleable cast iron, while grades with better toughness (such as M40) can be used for milling and planing steel parts, or for turning stainless steel or super alloy.

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Alloy type cemented carbide grades can also be used for non-metal cutting purposes, mainly for the manufacture of wear-resistant parts. The grain size of these brands is usually 1.2-2 μ m, and the cobalt content is 7% – 10%. In the production of these brands, a large proportion of recycled raw materials are usually added, so as to obtain high cost-effectiveness in the application of wear-resistant parts. Wear resistant parts need to have very high corrosion resistance and high hardness. These properties can be obtained by adding nickel and chromium carbide in the production of such brands.

Afin de répondre aux exigences techniques et économiques des fabricants d'outils, la poudre de carbure cémenté est l'élément clé. La poudre conçue pour l'équipement d'usinage et les paramètres de processus du fabricant d'outils peut garantir les performances de la pièce finie et conduire à des centaines de marques de carbure cémenté. Les caractéristiques de recyclage des matériaux en carbure cémenté et la capacité de travailler directement avec les fournisseurs de poudre permettent aux fabricants d'outils de contrôler efficacement la qualité de leurs produits et les coûts des matériaux.