In de cementcarbide-industrie weten veel mensen dat het "hard en slijtvast" is, maar zijn zij onzeker over de specifieke samenstelling van het materiaal.cementcarbide is geen enkel materiaal, maar een composiet dat wordt gemaakt door het combineren van "harde fasen""bindende fasen" en kleine hoeveelheden "additieve fasen" in specifieke verhoudingen.De combinatie van verschillende materialen bepaalt de kern eigenschappen zoals hardheid, taaiheid en hittebestendigheid van gecementiseerd carbide, die rechtstreeks van invloed zijn op de geschiktheid voor verschillende scenario's (bijv.snijden, mijnbouw, precieze gietvormen)Zo verschilt bijvoorbeeld de samenstelling van gecementiseerd carbide dat wordt gebruikt voor het snijden van staal volledig van die van slijtageonderdelen in de mijnbouw.In dit artikel wordt het materiaalstelsel van gecementiseerd carbide uiteengezet op basis van aspecten van kernmateriaalcategorieën, hun rollen, gemeenschappelijke combinaties en selectielogica, die u helpen te begrijpen "waarom materialen op deze manier worden gekoppeld" en "hoe u materialen voor uw scenario kunt kiezen".
1De materiële samenstelling van gecementiseerd carbide: drie kerncomponenten
De prestaties van gecementiseerd carbide worden bepaald door de wisselwerking van "harde fase + bindende fase + additieve fase", elk met verschillende functies: de harde fase zorgt voor hardheid en slijtvastheid,de bindende fase biedt taaiheid, en additieve fasen optimaliseren specifieke eigenschappen (bijv. hittebestendigheid, corrosiebestendigheid).Het aandeel en het type van deze componenten zijn van cruciaal belang voor het onderscheid tussen de verschillende soorten gecementiseerd carbide.
1.1 Component 1: harde fase De "ruggengraat" van gecementiseerd carbide
De harde fase is de kern van gecementiseerd carbide, meestal goed voor 90% ~ 95% van de samenstelling.In de industrie worden vier hardfasematerialen veel gebruikt., elk met verschillende kenmerken en toepassingen:
| Materiaal voor harde fase |
Chemisch symbool |
Kernfunctie |
Typische toepassingen |
Notities |
| wolfraamcarbide |
Wc |
Biedt hoge hardheid (8,5 ‰ 9 Mohs), hoge slijtvastheid en kosteneffectiviteit |
Algemene scenario's (snijgereedschappen, mijnbouwvoertuigen, afdichtingsringen) |
Alleen matige hittebestendigheid (≤ 800°C); additieven zijn nodig om het vermogen te verbeteren |
| Titaniumcarbide |
TiC |
Verbetert de weerstand tegen "opgebouwde randen" (vermijdt dat metaal tijdens het snijden aan gereedschap vastkleeft) en vermindert de wrijving |
Snijgereedschappen voor staal |
Iets lagere hardheid dan WC (8 ̊8,5 Mohs); alleen slechte hardheid, moet worden gemengd met WC |
| Tantalumcarbide |
TaC |
Verbetert de hittebestendigheid aanzienlijk (bestaat > 1200°C) en verfijnt de graanstructuur |
Hoog snelheidssnijden van harde metalen (roestvrij staal, gelegeerd staal) |
Hoge kosten; zelden alleen gebruikt, meestal toegevoegd bij 5%~10% met WC |
| Niobiumcarbide |
NbC |
Vergelijkbaar met TaC, verbetert het hittebestendigheid en thermische schokbestendigheid tegen lagere kosten |
Snijgereedschappen van middelgrote tot hoge kwaliteit en slijtageonderdelen bij hoge temperaturen (als TaC-alternatieven) |
Lijktjes lagere prestaties dan TaC; geschikt voor kostensensitieve scenario's bij hoge temperaturen |
Belangrijke conclusie: WC is de meest gebruikte harde fase (meer dan 90% van de toepassingen) vanwege de evenwichtige hardheid, slijtvastheid en kosten." gemengd met WC om specifieke prestatie tekortkomingen aan te pakken.
1.2 Component 2: Bindingsfase De kleefstof van gecementiseerd carbide
De bindende fase bindt de harde fase deeltjes strak, waardoor breekbare breuk van de harde fase wordt voorkomen.het bepaalt de taaiheid en slagweerstand van gecementiseerd carbideEr zijn 3 veelgebruikte bindmaterialen:
| Bindmateriaal |
Chemisch symbool/samenstelling |
Kernfunctie |
Geschikte scenario's |
Prestatiebeperkingen |
| Cobalt |
Co. |
Goede taaiheid (schokbestendigheid), sterke binding aan WC en uitstekende vormbaarheid |
Algemene scenario's (snijgereedschappen, slijtageonderdelen voor mijnbouw, precieze vormen) |
Matige corrosiebestendigheid (gevoelig voor roest in vochtige/chemische omgevingen) |
| Nikkel |
Ni |
Hoge corrosiebestendigheid (rustbestendig in zeewater, zuren en alkalis); niet-magnetisch |
Corrosieve omgevingen (scheepvaart, chemische kleppen, medische hulpmiddelen) |
Iets lagere taaiheid dan Co; gevoelig voor oxidatie tijdens sinteren (vereist vacuümbewerking) |
| Nikkel-chroomlegering |
Ni-Cr |
Betere corrosiebestendigheid dan puur Ni; verbetert de oxidatiebestendigheid bij hoge temperaturen (≤1000°C) |
Sterk corrosieve + middeltemperatuur scenario's (componenten van chemische reactoren) |
Hoge kosten; lagere taaiheid dan Co; ongeschikt voor scenario's met een hoge impact |
Belangrijke conclusie: Co is het meest gebruikte bindmiddel (meer dan 80% van de toepassingen) voor de meeste niet-corrosieve scenario's. Ni en Ni-Cr worden alleen gebruikt wanneer corrosiebestendigheid vereist is,het aanvaarden van de afweging van hogere kosten en lagere taaiheid.
1.3 Component 3: Additieve fase De "prestatie-optimalisator" van gecementiseerd carbide
De additieve fasen maken meestal minder dan 5% uit van de samenstelling." gericht op specifieke prestatieverbeteringen zonder de kern eigenschappen van gecementiseerd carbide te veranderenIn de industrie zijn er drie algemene additieve fasen:
| Aanvullend materiaal |
Chemisch symbool |
Kernoptimalisatiefunctie |
Toepassingsvoorbeelden |
Opnameverhoudingsbereik |
| Vanadiumcarbide |
VC |
Verfijnt de hardheid van de korrels, verbetert de hardheidsgemeenschap en de slagweerstand |
Deeltjes met dunne wand (bijv. micromolen, medische gereedschappen) |
00,5% ∼2% |
| Molybdeen |
Mo. |
Vermindert de sintertemperatuur (energiebesparing) en verbetert de materiaaldichtheid (vermindert de porositeit) |
Deeltjes met een complexe vorm (bijv. onregelmatige afdichtingsringen, gereedschappen met meerdere randen) |
1% ∼3% |
| Chroom |
Cr |
Verbetert de corrosiebestendigheid (vooral bij Ni-binders) en voorkomt oxidatie |
Vochtige/mild corrosieve scenario's (bijv. waterpomprollen, onderdelen van voedselmachines) |
00,3% ∼ 1% |
Belangrijke conclusie: Additieven worden "op aanvraag toegevoegd". Bijvoorbeeld wordt VC toegevoegd aan dunwandige onderdelen om granen te verfijnen, en wordt Mo toegevoegd aan complexe onderdelen om de sinterbaarheid te verbeteren.Overmatige toevoeging is onnodig (overmaat verhoogt de kosten of veroorzaakt prestatieonbalans).
2. Gemeenschappelijke materiaalcombinaties in gecementiseerd karbide: geclassificeerd naar scenario
Verschillende scenario's vereisen verschillende eigenschappen, wat leidt tot gestandaardiseerde materiaalcombinaties voor gecementiseerd carbide. Hieronder zijn 4 meest voorkomende combinaties, die meer dan 90% van de industriële toepassingen beslaan:
| Type combinatie |
Samenstelling van de harde fase |
Bindingsfase |
Additieve fase |
Kernprestatiekenmerken |
Typische toepassingen |
| WC-Co (Algemeen) |
90%~95% WC |
5% ∼10% Co |
Geen (of 0,5% VC) |
Balanceert hardheid en taaiheid; kosteneffectief; gemakkelijk te verwerken |
Deeltjes en delen daarvan, van kunststof |
| WC-TiC-Co (snijden van staal) |
80%85% WC + 5%10% TiC |
5%·8% Co |
Geen |
Voor de vervaardiging van elektrische elektrische apparaten |
draaibankstukken, freesmachines, draadverwerkingsgereedschappen |
| WC-TaC-Co (High-Speed Hard Metal) |
85%-90% WC + 5%-8% TaC |
6%~10% Co |
1% Mo |
met een gewicht van niet meer dan 10 kg |
Snijgereedschappen van roestvrij staal, gereedschappen voor de verwerking van legeringen voor de luchtvaart |
| WC-Ni (corrosiebestendig) |
92%~95% WC |
5% ∼8% Ni |
00,5% Cr |
Weerstand tegen zeewater, zuren en alkalis; niet-magnetisch |
Zuiveringsringen voor pompen voor de scheepvaart, chemische klepkernen, medische scalpels |
Selectie logica: de kernbehoeften verduidelijken voordat een combinatie wordt gekozen; WC-Co gebruiken voor algemene scenario's, WC-TiC-Co voor de staalverwerking, WC-TaC-Co voor het snelle snijden van harde metalen,en WC-Ni voor corrosieve omgevingenEr is geen complexe evaluatie nodig; gewoon de scenario's aanpassen.
3. Drie belangrijke factoren voor de keuze van gecementiseerde carbide materialen
Veel mensen vallen in de "parametervergelijkingsval" (bijv. obsessief over 1% verschillen in WC-inhoud).
3.1 Kernvereiste: slijtvastheid, slagvastheid of corrosiebestandheid?
- Prioriteit geven aan slijtvastheid: Kies voor combinaties met een hoog WC-gehalte (≥ 94%) en een lage bindingsfase (5%~6% Co) (bijv. WC-Co).
- Prioriteit geven aan slagvastheid: Kies combinaties met een laag WC-gehalte (90% ∼92%) en een hoge bindingsfase (8% ∼10% Co) (bijv. WC-Co met VC).
- Prioriteit geven aan corrosiebestendigheid: selecteer rechtstreeks WC-Ni- of WC-Ni-Cr-combinaties; vermijd co-gebaseerde materialen.
3.2 Bedieningstemperatuur: is deze hoger dan 800 °C?
- Kamertemperatuur tot 800°C: gewone WC-Co-combinaties volstaan; TaC/NbC is niet nodig.
- 800 °C tot 1200 °C: moet TaC (5% ∼8%) of NbC toevoegen; kies WC-TaC-Co combinaties.
- Bovenaan 1200°C: gecementiseerd carbide is ongeschikt; gebruik in plaats daarvan keramiek of ultra-hoge temperatuurlegeringen.
3.3 Verwerkingskosten: is een complexe vormgeving vereist?
- Eenvoudige vormen (bijv. ronde voering, gewone gereedschappen): kies WC-Co-combinaties voor een lage verwerkingsmoeilijkheden en gecontroleerde kosten.
- Complexe vormen (bijv. dunwandige micro-gatonderdelen, onregelmatige malen): Kies combinaties met 1% ∼2% Mo om de sintertemperatuur te verlagen en vormdefecten tot een minimum te beperken.
4. Het ophelderen van veelgebruikte mythen: Drie misvattingen over gecementiseerde carbide materialen
Mythe 1: "Hoger WC-gehalte betekent betere prestaties van gecementiseerde koolwaterstoffen"
Feit: Hoewel een hoog WC-gehalte de hardheid verbetert, vermindert het de taaiheid.cementcarbide met 96% WC en 4% Co is extreem hard, maar net zo broos als keramiek.De correcte aanpak is "balance on demand" in plaats van een hoog WC-gehalte te nastreven.
Mythe 2: "Cobalt is voldoende voor bindmiddelen; nikkel is te duur en onnodig"
Feit: In corrosieve omgevingen (bijv. zeewater, chemicaliën) roest en vervalt cementcarbide op basis van co-cement binnen 3-6 maanden, terwijl cementcarbide op basis van Ni 2-3 jaar meegaat.Opties op basis van Ni zijn economischer op lange termijnHet gebruik van Ni hangt af van de corrosiebehoeften, niet alleen van de kosten.
Mythe 3: "Meer additieven betekent meer prestaties"
Feit: additieven zijn "single-function optimizers"; over-additie veroorzaakt interferentie.het toevoegen van zowel VC (om de taaiheid te verbeteren) als TaC (om de hittebestendigheid te verbeteren) vormt broze verbindingen tijdens het sinterenGebruik maximaal 1·2 toevoegingsmiddelen met een totaalgehalte ≤ 5%.
5. Conclusie: Selectie van gecementiseerde carbide materialen "Samenstemmen met de behoeften, niet blindelings na te streven parameters"
Het materiaalstelsel van gecementiseerd carbide kan complex lijken, maar het volgt duidelijke regels: gebruik WC als kernharde fase, kies Co/Ni als bindmiddel op basis van de behoeften,optimaliseren met kleine hoeveelheden additieven, en vaste combinaties aan scenario's te passen (bijv. WC-Co voor algemeen gebruik, WC-Ni voor corrosiebestendigheid).
Voor professionals is het niet nodig om alle materialsymbolen te onthouden.Vast 3 vragen te verduidelijken: vereist uw scenario " slijtvastheid / slagvastheid / corrosiebestendigheid"?Is de werktemperatuur hoger dan 800°C?Is de vorm van het onderdeel complex?
Als uw scenario uniek is (bijv. zowel slijtvastheid als hittebestendigheid bij 1000°C vereist) en u onzeker bent over de materiaalverbinding, kunt u de volgende vragen stellen:Voel je vrij om uit te reikenWe kunnen aangepaste materiaalcombinaties leveren op basis van uw specifieke werkomstandigheden.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
Dutch
