Tungsten Karbür Ürünlerinin Isıl İşlemi

Çimentolu karbür (sert metal), yüksek erime noktalı metallerden (W, Mo, Ti, V, Ta, vb.) Oluşan karbür, nitrit, borit veya silisitlerden oluşan alaşımlar için genel bir terimdir. İki ana döküm ve sinterleme kategorisine ayrılmıştır. Döküm alaşımı yüksek kırılganlık ve düşük tokluğa sahiptir ve çok az pratik uygulama değerine sahiptir. Yaygın olarak kullanılan, genellikle tungsten karbür veya titanyum karbür ve kobalt tozundan sinterlenen ve yüksek sertliğe, aşınma direncine ve sıcak sertliğe sahip olan sinter alaşımlarıdır. Esas olarak sert malzemelerin yüksek hızda kesilmesi ve işlenmesi için kullanılan son yıllarda, kalıp endüstrisinde karbür kullanımı da artmaktadır, bu nedenle sert alaşımlı ısıl işlem hakkında tartışmak ve incelemek pratik bir öneme sahiptir.

1. Çimentolu Karbür Özellikleri

Karbür, refrakter metal sert bileşiğinden ve metal bağlama fazından toz metalurjisi yöntemi ile yapılır. Yaygın olarak kullanılan sert bileşikler karbürlerdir. Kesici takımlar için sert alaşımlı, yaygın olarak kullanılan WC, TiC, TaC, NbC, vb. Gibi bağlayıcı, Co'dur ve semente karbürün gücü esas olarak Co'nun içeriğine bağlıdır. Çünkü semente karbürdeki karbürün yüksek erime noktası (3140 ° C Ti C erime noktası gibi), yüksek sertlik (3200 HV TiC sertliği gibi), iyi bir kimyasal stabilite ve iyi bir termal stabilite, sertlik ve aşınma direnci gibi Bunların yüksek. Cinsiyet ve kimyasal stabilite, yüksek hızlı takım çeliklerinden çok daha yüksektir.
Yaygın olarak kullanılan semente karbür sert faz esas olarak iyi aşınma direncine sahip olan WC'dir. Bazı karbürler, WC ile benzer sertliğe sahip olsalar da, aynı aşınma direncine sahip değillerdir. WC daha yüksek akma dayanımına (6000 MPa) sahiptir, bu nedenle plastik deformasyona karşı daha dirençlidir. WC'nin termal iletkenliği de iyidir ve termal iletkenlik, takımın önemli bir performans endeksidir. WC, çeliğin yaklaşık 1 / 3'ünde daha düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir; elastikiyet modülü, çeliğin 3 katıdır ve basınç dayanımı da çelikten daha yüksektir. Ek olarak, WC oda sıcaklığında korozyon ve oksidasyona karşı iyi bir dirence, iyi elektrik direncine ve yüksek eğilme dayanımına sahiptir.

Şekil 1 WC-Co alaşımının yarı denge diyagramı

2. Isıl işlem ve alaşım organizasyonu

WC-Co alaşımlarının% 5 ila% 35 oranında farklı C / W oranları olan WC-Co alaşımlarının bağlanma aşamaları üzerinde çalışılmıştır. Sonuçlar şu şekilde çizilir: yavaş soğutmada alaşımda γ-faz veya (γ + WC) fazlar üretilir; Varsa (γ + η) fazlar belirir. Ancak, (γ + η) aşaması kararsız olduğundan, (γ + η) aşaması, tavlama işleminden sonra kararlı (γ + WC) aşamasına dönüşür. Test sonuçlarına göre, Şekil 1 'de gösterilen yarı-denge faz diyagramı çizilir (dolu çizgi, kararlı sistemin faz diyagramıdır ve kesikli çizgi, yarı kararlılığın η özelliklerini gösteren yerel faz diyagramıdır. faz).
Tipik semente karbürün tavlanması (yavaş soğutma) esas olarak karbon içeriğine bağlıdır: C / W> 1 olduğunda, serbest karbon, WC-Co faz sınırı üzerinde çökelir; C / W <1 olduğunda, alaşımın mikro yapısı her iki durumda da: Biri üç faz bölgesindedir (WC + γ + η). Alaşımın yavaş yavaş soğutulmasından sonra η fazının ortaya çıkması kaçınılmazdır. Eğer çimentolu fazda bu kadar büyük miktarda η faz varsa, dallı kristal taneleri ortaya çıkar ve küçük taneler eşit dağılmaz; η fazının büyük bir tanesi varsa, taneler uzun mesafelerle ayrılır, bu nedenle η fazının daha yüksek sıcaklıklar oluşmaya başladığına dair bilgiler vardır.
Diğer durumda, alaşım iki fazlı (WC + γ) bölgede olduğunda, W alaşımı düşük karbonlu alaşımın tavlanmasından sonra yapıştırma fazından Co3W olarak çökeltilecektir. Reaksiyon işlemi aşağıdaki formülle ifade edilebilir. Co Yüz merkezli kübik → Co Yüz merkezli kübik + Co3W Bu nedenle, düşük karbonlu iki fazlı WC-Co alaşımı, tavlama işleminden sonra üç fazlı (WC + γ + CoW) yapıya dönüştürülecektir. Şekil 2, farklı tavlama sıcaklıklarında iki fazlı WC-Co alaşımları için W'nin çözünme eğrilerini gösterir. Eğri, üç fazlı (WC + γ + CoW) alaşımlarına dönüştürülmüş iki fazlı alaşımlar için kritik sıcaklık eğrisidir: eğri sıcaklığının üstünde Tavlama iki fazlı bir mikroyapı alaşımında sonuçlanır; eğrinin altındaki sıcaklıklarda tavlama, Co3W içeren üç fazlı bir yapı verir.

3. Isıl işlemin sertlik alaşımının mekanik özelliklerine etkisi

(1) Mukavemet Üzerindeki Etki WC, Co'da farklı sıcaklıklarda farklı katı çözünürlüğe sahip olduğundan, katı faz sıcaklıkta söndürme ve daha sonra yaşlanma ile bağlayıcı fazın çökelme sertleşmesi olasılığını sağlar. Su verme, WC'nin çökelmesini ve Co'nun (Co yoğun altıgen, Co yüz merkezli kübik) homotropi geçişini önleyebilir. % 40 kobalt içeren alaşımın gücünün, söndürmeden sonra yaklaşık% 10 oranında arttırılabileceği, ancak% 10 kobalt içeren alaşımın gücünün, söndürmeden sonra azaldığı bildirilmiştir. Mühendislikte yaygın olarak kullanılan çimentolu karbürlerde bulunan kobalt miktarının genellikle% 10 ila% 37 arasında olduğu göz önüne alındığında, ısıl işlemin alaşım mukavemeti üzerindeki etkisi çok azdır. Bu yüzden birileri su vermenin W-Co alaşımlarının gücünü arttırmanın bir yolu olmadığını iddia etmeye cesaret etti. Tavlama ayrıca Tablo 1 ve 3'te gösterildiği gibi alaşımın gücünde bir azalmaya neden olur. Tungsten karbürün özellikleri, Şekil 4'te gösterildiği gibi içerdiği Co miktarına ve tanelerin kalınlığına göre değişir.

Şekil 2 WC-10% Co iki fazlı alaşımda tungstenin katı çözünürlük eğrisi

Şekil 3 800 ° C'de tavlamanın WC-10% Co içeriğinin eğilme dayanımı üzerindeki etkisi

Tablo 2 sert alaşımlı tipik ısıl işlem

Şekil 4 WC semente karbürün özellikleri, Co miktarı ve tane büyüklüğü ile değişir.

Şekil 5 WC-Co alaşımlı bağlayıcı fazın sertliği ve yaşlanma süresi arasındaki ilişki

Şekil 6 WC-Co alaşımının sertliği ve yaşlanma süresi arasındaki ilişki

4. Sert alaşımlı kaplama

Sert alaşımın aşınma direncini daha da geliştirmek için, TiC veya TiN gibi bir sert malzeme yüzeyinde buhar biriktirilebilir. Kaplama malzemesi aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:
1 Düşük sıcaklıkta ve yüksek sıcaklıkta yüksek sertliğe sahip olmalıdır.
2 iyi kimyasal stabiliteye sahiptir.
3 geçirgenliğe sahip olmalı ve hava deliği olmamalıdır.
4 İşlenecek malzeme düşük sürtünme faktörüne sahip olmalıdır.
5 Alet gövdesi ile sıkıca yapıştırmak için. 6 Ekonomik ve üretimi kolaydır. Günümüz dünyasında semente karbür aynı zamanda kesici takımların ana malzemesidir. Aynı zamanda kalıplardaki, ölçme takımlarındaki ve diğer alanlardaki uygulama payını genişletiyor.
Özetlemek gerekirse, esas olarak aşağıdaki hususlarda kullanılır:
1 Sürekli kesimde tornalama.
2 Bıçak derinliğinde küçük değişikliklerle profil tornalama.
3 düşük yoğunluklu aralıklı araçlar gerektirir.

4 Çelik veya gri dökme demirden yüksek hızlı frezeleme.

Kaplanmış semente karbürün avantajları çoktur ve aşağıdaki gibi özetlenmiştir:
1 İyi çok yönlülük.
2, iş parçası kesme yüzeyinin doğruluğunu artırabilir.
3 Aynı takım ömründe kesme hızı önemli ölçüde artar.
4 Aynı kesim hızında, takım ömrü arttırılabilir.
(1) Kaplama malzemesi Çoğu yabancı üretici, kaplanmış uçlar için TiC kaplaması, ardından TiN kaplaması kullanır. TiC-TiN kompozit kaplama ve Ti (C • N) katı çözelti kaplama yavaş yavaş arttı. Son yıllarda, birçok yeni kompozit kaplama da geliştirilmiştir.
TiC şu anda ideal bir kaplama malzemesidir, avantajları yüksek sıcaklık sertliği, yüksek mukavemet, iyi oksidasyon direnci ve krater aşınma direncidir; Dezavantajı, termal genleşme katsayısı ve gövde daha büyük olması ve yan aşınma direncinin düşük olmasıdır. TiC kaplama ile karşılaştırıldığında, TiN kaplama aşağıdaki avantajlara sahiptir: kaplanmış bıçak, kesim sırasında bir krater oluşturma eğilimindedir ve ısıl genleşme katsayısı, substratınkine yakındır ve termal şoka karşı düşük bir duyarlılığa sahiptir. ve bir tümör oluşturması muhtemel değildir. Anti-yan aşınması iyidir ve biriktirilmesi ve kontrol edilmesi kolaydır. Dezavantajı, substrata yapışmanın daha az katı olmasıdır. TiC-TiN kompozit kaplama ve Ti (C • N) katı çözelti kaplama, 1970'lerde geliştirilen ve üretimde başarıyla uygulanan yeni kaplamalardır.
Kompozit kaplama sert kaplama gelecek vaat ediyor.
(2) Kaplama işlemi Evde ve yurtdışında TiC kaplama kesici uçları üretme işlemi ve ekipmanı benzerdir. Ortak özellik, işlenmiş çimentolu karbür uçların bir biriktirme reaksiyon odasına yerleştirilmiş olmasıdır ve daha sonra H2, reaksiyon odasına TiCl4 ve metan vermek için bir taşıyıcı olarak kullanılır. Birikme reaksiyonu. Reaksiyon sıcaklığı yaklaşık 1000 ° C'de kabaca kontrol edilir. Isıtma yöntemi hemen hemen her zaman aynı yüksek frekanslı indüksiyonla ısıtmadır ve biriktirme basıncı çoğunlukla negatif basınçtır. Her ne kadar iyi kalitede bir kaplama normal basınç altında biriktirilse de, negatif basınç biriktirme kullanımı daha verimlidir ve kaplama daha düzgün ve yoğundur. Özellikle biriktirme bıçaklarının sayısı büyük olduğunda, negatif basınç biriktirme kullanmanın avantajları özellikle önemlidir.
(3) Kaplama kalınlığı TiC kaplamanın kalınlığı, evde ve yurt dışında üretilen kaplama uçları için genellikle 5 ~ 8 5m'dir. TiN kaplamanın kalınlığı 8 ~ 12μm arasındadır. (4) Kaplama matrisi kaplama performansı, matris kompozisyonundan büyük ölçüde etkilenir, kaplı bıçak matrisi, aşağıdaki gereklilikleri karşılamalıdır: 1, iyi bir tokluğa ve plastik deformasyona karşı dirence sahiptir. 2 yüksek sertliğe sahiptir. 3 Kimyasal bileşimi kaplama malzemesine uygun olmalı ve karşılıklı yapışma sağlam olmalıdır. 4 yüksek çökelme sıcaklıklarında hasar görmez. 5 Genleşme katsayısı, kaplama malzemesininkine benzer. 6 iyi termal iletkenliğe sahiptir. Çelik malzemelerin işlenmesinde WiC-TC-Co veya WC-TiC-TaC-Co alaşımları seçilmelidir; Dökme demir veya demir dışı metaller işlenirken, WC-Co alaşımları seçilmelidir. Farklı işleme malzemeleri, kaplama alaşımı matrisinin gereklilikleri de farklıdır; yani, kaplamanın kişiselleştirilmesi gerektiği anlamına gelir, herhangi bir ısıl işlem, etkinliklerini en üst seviyeye çıkarmak için belirli koşullar altında olduğu sürece her derde deva değildir.

5. Takım ve Kalıp Üretiminde Çimentolu Karbür Uygulaması

(1) Kesici takımlar alanında, semente karbür, 800-1000 ° C yüksek sıcaklıklarda bile mükemmel kesme performansı sağlar. Yüksek sıcaklıklarda hızlı kesim için uygundur ve ekonomik verimliliği artırmak için pratik öneme sahiptir. Bu nedenle, kademeli olarak yüksek hızlı takım çeliklerinin yerini almaktadır. Araçları yapmak. 2017 yılında sadece torna tezgahlarında, planya makinelerinde, sondaj bıçaklarında, üç bıçaklı frezelerde, kalıp frezelerinde ve frezelerde değil, aynı zamanda akıllı imalat ve sanayi 4.0'ın sürekli tanıtımı için de yaygın olarak kullanılmıştır. Daha geniş, geleceği dört gözle bekliyoruz Takım malzemesi hiç şüphesiz sert alaşımların dünyasıdır.
(2) Kalıplar alanında, çeşitli tel çekme kalıbı ve tel çekme kalıbı temel olarak semente karbürden yapılır. Fermuar dişleri yapmak için aşamalı kalıp, büyük çaplı çekme kalıplarını ve YG20C sert kalıplarını yapmak için YG8 ve YG15 sert alaşımlarını kullanır. Çok pozisyonlu progresif kalıp için alaşımlar. Manyetik olmayan mod genellikle YG15 ve YG20 semente karbürden yapılır. YG8 azot iyonu implante tel çekme kalıbının servis ömrü iki kattan fazladır. Kısacası, semente karbürün kalıplara uygulanması gittikçe yaygınlaşmaktadır. Ayrıca gage ve diğer alet endüstrilerinde de kullanılır ve detaylı olarak açıklanmayacaktır.

6. Sonuç

Sert alaşımın uygun ısıl işleminden sonra, biraz sertliği artırabilmesine rağmen, daha uzun ısıl işlem süresi dikkate alındığında ve eğilme dayanımına zarar verdiğinden, ısıl işlem belirli bir spesifikliğe sahip olmalıdır. Yüzey kaplama çimentolu karbür kullanımı için yeni yolu güçlendirir ve kaplama substratı, malzemesi, işlemi ve kalınlığı da bireyselleştirilmelidir.

Yorum yapın

tr_TRTürkçe
en_USEnglish zh_CN简体中文 es_ESEspañol arالعربية hi_INहिन्दी pt_BRPortuguês do Brasil bn_BDবাংলা ru_RUРусский ja日本語 pa_INਪੰਜਾਬੀ jv_IDBasa Jawa de_DEDeutsch ko_KR한국어 fr_FRFrançais viTiếng Việt pl_PLPolski tr_TRTürkçe