Wytrzymałość lub wytrzymałość przypisywana węglikowi spiekanemu

Węglik spiekany jest używany od prawie wieku. W tym okresie stały się powszechnymi materiałami do produkcji narzędzi i wszystkich zastosowań wymagających wysokiej twardości i pewnej wytrzymałości. Ponieważ odporność i siła często występują pod różnymi nazwami, ich użytkownicy czasami mylą je ze sobą. Dowodzi to, że ludzie na ogół nie mają wystarczającej wiedzy na temat węglika spiekanego.

TRS – wytrzymałość na pękanie poprzeczne

Wyznaczanie wytrzymałości na pękanie poprzeczne węglika spiekanego: ISO 3327

Wytrzymałość węglika spiekanego jest mierzona za pomocą TRS, który jest prostym trzypunktowym testem zginania. Wartość TRS reprezentuje względną wytrzymałość narzędzia. Test TRS jest również wskaźnikiem poziomu jakości produktu. Węglik spiekany jest stosunkowo kruchym materiałem, na jego wytrzymałość w dużym stopniu wpływają wady i wady nieodłączne. Dlatego odchylenie standardowe CA średniej wartości TRS i wartości TRS można również wykorzystać jako wskaźnik jakości i wydajności węglika spiekanego. Wartość TRS węglika spiekanego można zwiększyć, zwiększając zawartość spoiwa i stosując mniejsze ziarna

Zgodnie z doświadczeniem wytrzymałość na rozciąganie WC stanowi około połowy wytrzymałości na pękanie poprzeczne.

Wartości wytrzymałości na pękanie poprzeczne gatunków węglików spiekanych przedstawione w tabelach wydajności różnych dostawców są oparte na wyżej wspomnianych standardowych testach, więc odzwierciedla się tylko wytrzymałość mechaniczna wielkości próbki. Wielu inżynierów aplikacji zwykle przyjmuje wartość TRS jako wartość wytrzymałości projektowej określonego poziomu i używa jej do określenia, że określony poziom powinien odgrywać rolę w konkretnej aplikacji, oczekując, że wartość ta będzie prawdziwa. W rzeczywistości wartości te maleją wraz ze wzrostem wielkości części, a wartość wytrzymałości projektowej większych części musi opierać się na efekcie rozmiaru. Dlatego wytrzymałość na kruche pękanie jest dobrym wskaźnikiem do oceny wydajności frezów końcowych.

Wytrzymałość na kruche pękanie

Znalezienie dokładnego rozwiązania problemu wpływu może być bardzo złożone. Wzór na naprężenie udarowe pokazuje, że naprężenie zmienia się bezpośrednio wraz z modułem sprężystości, więc węglik spiekany o wysokim module sprężystości nie nadaje się do wszystkich zastosowań udarowych. Jednak biorąc pod uwagę twardość węglika spiekanego, a zwłaszcza wyższą klasę wiązania ze spoiwem kobaltowym 25% i grubszą strukturą ziarna, wykazuje zaskakująco wysoką udarność.

Wytrzymałość na pękanie poprzeczne (TRS) jest zwykle mylona jako wskaźnik do oceny odporności na uderzenie węglika spiekanego. W rzeczywistości odporność na pękanie jest lepszym wskaźnikiem do oceny odporności na uderzenia węglika spiekanego. Jak pokazano na rysunku, wytrzymałość na kruche pękanie zmienia się w zależności od wielkości ziarna i zawartości spoiwa. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz test wcięcia palmqvist poniżej.

Siła przyczepności

Spoiwem większości marek węglików wolframu jest kobalt. W narzędziu obrotowym spoiwo jest dodawane jako procent wagowy, który waha się od 3% do 15%. Ilość lepiszcza jest bardzo ważnym czynnikiem przy określaniu wydajności każdego gatunku. Z doświadczenia wynika, że im niższa zawartość kobaltu, tym twardszy będzie materiał. Jednak zmiany wielkości cząstek i dodatków mogą podważyć tę zasadę.  

Kluczową kwestią, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że procent kobaltu jest „wagowy”. Jeśli masz w jednej ręce kobaltowy frez, a w drugiej węglikowy, poczujesz różnicę w wadze. Kiedy mówimy, że jest to masa kobaltu 10% lub 12%, w rzeczywistości jest to większa ilość objętości. Pod względem masy 12% kobaltu można przekształcić w objętości ponad 20%. Wzrost zawartości kobaltu zwykle zwiększa wytrzymałość na pękanie poprzeczne i „twardość” wymaganą dla mikro frezów palcowych, ale poświęcisz trochę „twardości”

Siła spoiwa

Wgłębienie jest powszechną metodą określania wytrzymałości węglika spiekanego. Odporność materiału na pękanie charakteryzuje się współczynnikiem intensywności naprężeń krytycznych K1C. Wyniki testu wytrzymałości wykazują, że odporność materiału na pękanie wzrasta wraz ze wzrostem zawartości kobaltu i wielkości ziarna WC.

Wytrzymałość na ściskanie 

Ta właściwość jest również jedną z najważniejszych właściwości węglika spiekanego. Materiał plastyczny będzie się rozszerzał lub rozszerzał bez pękania pod obciążeniem ściskającym, ale materiał kruchy ulegnie uszkodzeniu, co wynika głównie z pękania ścinającego, a nie z prawdziwego ściskania. W porównaniu z większością innych materiałów węglik spiekany wykazuje wysoką wytrzymałość na ściskanie, a wartość rośnie wraz ze spadkiem zawartości spoiwa i wielkości ziarna. W zależności od wielkości ziaren i zawartości lepiszcza wartość węglika spiekanego wynosi zwykle między 400k-900kpsi (7kn / m2)

Wytrzymałość na zginanie

Wytrzymałość materiału na zginanie odnosi się do jego odporności na odkształcenie pod obciążeniem. W przypadku materiałów ze znacznym odkształceniem, ale bez pękania, granica plastyczności (zwykle mierzona przy odkształceniu 5% / odkształceniu powierzchni zewnętrznej) jest zgłaszana jako wytrzymałość na zginanie lub wytrzymałość na zginanie.