Qu'est-ce que le carbure de tungstène ?

Le carbure de tungstène est un métal dur utilisé dans la fabrication d'outils de coupe et de pièces résistantes à l'usure comme les moules. Il peut être combiné avec d'autres métaux pour produire d'autres types de carbures. Un exemple de cette combinaison est le carbure de tungstène-cobalt qui est l'alliage de carbure de tungstène le plus populaire avec la combinaison de carbure de tungstène dur et de cobalt.

Le carbure de tungstène est fabriqué par une série de processus de production tels que le mélange de poudre, le pressage, le frittage, etc. Pendant le processus de frittage, le matériau liant comme le cobalt fondra et aidera le mélange et la liaison du carbure de tungstène pour augmenter le compactage et la densité de l'alliage final.

Le carbure de tungstène est l'un des meilleurs candidats au recyclage. Bien qu'il s'agisse d'un métal très précieux, il peut également être une source de ferraille. Par exemple, les déchets de carbure de tungstène peuvent être fondus et raffinés pour former de nouveaux morceaux de carbure de tungstène.

Propriétés du matériau en carbure de tungstène

Nous allons parler de 6 paramètres matériels clés du carbure de tungstène. Académiquement, le carbure cémenté est un matériau d'alliage avec une dureté extrêmement élevée et une bonne résistance à l'usure, qui est constitué de poudre de carbure de tungstène (phase durcie) de métal réfractaire de haute dureté comme composant principal et de métaux tels que le cobalt et le nickel (phase de liaison) comme le liant, par broyage à billes, pressage et frittage. Nous pouvons simplement le comprendre comme un matériau métallique avec une dureté élevée et une bonne résistance à l'usure. Le carbure de tungstène est généralement spécifié pour ses propriétés physiques, mais sa compatibilité chimique peut varier en fonction du liant métallique. Le carbure de tungstène lié au nickel, par exemple, est plus résistant à la corrosion que le carbure de tungstène lié au cobalt.

Selon les paramètres physiques pertinents, les propriétés mécaniques du carbure cémenté sont principalement indiquées dans les paramètres de matériau suivants :

Dureté du carbure de tungstène

La dureté du carbure de tungstène est fonction de sa densité ou de la quantité de masse d'un matériau contenue dans une unité de volume. L'unité SI de cette propriété est le kilogramme par mètre cube et l'unité anglaise est la livre par pied cube. Pour un pouce cube de carbure de tungstène, sa densité est de 14,5 g/cm3. Et pour différentes qualités d'alliage de carbure de tungstène-cobalt, la densité peut varier de 13 à 15 g/cm^3. Et la dureté peut aller de HRA86 à HRA95 qui est l'un des matériaux les plus durs au monde, juste derrière le diamant.

Résistance à la flexion du carbure de tungstène

La résistance à la flexion du carbure cémenté est inférieure à celle de l'acier rapide. Même le carbure cémenté YG8 à haute résistance à la flexion n'a qu'environ la moitié de celle de l'acier rapide. Plus la teneur en cobalt du carbure cémenté est élevée, plus sa résistance est élevée. Avec la même teneur en cobalt, la résistance à la flexion de l'alliage WC tic Co diminue avec l'augmentation de la teneur en TiC. En plus des types de carbures, la taille des grains de WC affecte également la résistance du carbure cémenté. La résistance à la flexion du carbure cémenté à grain grossier est supérieure à celle du carbure cémenté à grain moyen.

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Résistance à la compression du carbure de tungstène

La résistance à la compression du carbure cémenté est très élevée, ce qui peut être 30%-50% supérieure à celle de l'acier rapide, environ 3500-5600mpa, et le produit de pressage isostatique à chaud peut atteindre 6000mpa. La résistance à la compression du carbure cémenté est liée à la teneur en cobalt, et la résistance à la compression est la plus élevée lorsque la teneur en cobalt est de 5%. La résistance à la compression du carbure cémenté à grain fin est supérieure à celle du carbure cémenté à grain grossier, et la résistance à la compression du carbure cémenté YT est inférieure à celle du carbure cémenté YG, qui diminue avec l'augmentation de la teneur en TiC. L'ajout d'une petite quantité de TAC, NBC, VC, etc. peut affiner les grains de WC et améliorer la résistance à la compression.

Étant donné que la résistance à la compression du carbure cémenté est beaucoup plus élevée que la résistance à la flexion, lors de la conception de la structure de l'outil et de la sélection des lames en carbure cémenté, nous devons essayer de rendre la tête de l'outil dans un état de contrainte de compression et de moment de flexion moindre.

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Résistance à la traction du carbure de tungstène

La résistance à la traction du carbure cémenté est de 750 à 1500 MPa, soit environ 1/4 de la résistance à la compression. Étant donné que de nombreux facteurs affectent la plasticité des matériaux en carbure cémenté, la résistance à la traction d'un carbure cémenté se situe généralement dans une certaine plage.

Résistance aux chocs du carbure de tungstène

La résistance aux chocs du carbure cémenté est inférieure à celle de l'acier rapide. La résistance aux chocs de l'alliage YG8 avec de meilleures performances est de 30-40kj/m2, tandis que celle de l'acier rapide W18Cr4V est de 180-320kj/m2.

La résistance aux chocs du carbure cémenté contenant du tic diminue. Lorsque la teneur en tic augmente de 6% à 10%, la résistance aux chocs diminue de manière significative. La température a une certaine influence sur la résistance aux chocs du carbure cémenté WC Co. A température plus élevée, la résistance aux chocs est améliorée.

Étant donné que la résistance aux chocs du carbure cémenté est inférieure à celle de l'acier rapide, il ne convient pas pour une utilisation en cas de chocs et de vibrations importants, sinon il pourrait endommager les arêtes de coupe. La résistance aux chocs du carbure cémenté fluctue considérablement et sa valeur absolue est liée à la méthode d'essai. Par conséquent, lors de la comparaison de la résistance aux chocs du carbure cémenté, le même instrument doit être utilisé pour comparer des échantillons de même taille et de même forme.

Résistance à la fatigue du carbure de tungstène

Étant donné que l'outil travaille généralement dans des conditions dynamiques, sa résistance à la fatigue est très importante. Plus la teneur en cobalt du carbure cémenté est élevée, plus la résistance à la fatigue est élevée. La résistance à la fatigue du carbure cémenté est étroitement liée à la qualité de surface de l'échantillon. Plus la finition de surface est bonne, plus la résistance à la fatigue est élevée.

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