การจำแนกประเภทและประสิทธิภาพของวัสดุเครื่องมือคาร์ไบด์ซีเมนต์

1. ความแข็ง ซีเมนต์คาร์ไบด์ประกอบด้วยคาร์ไบด์แข็งจำนวนมาก (เช่น WC, TiC) ทำให้มีความแข็งสูงกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูงมาก ยิ่งซีเมนต์คาร์ไบด์มีความแข็งมากเท่าไร ความต้านทานการสึกหรอก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะสูงกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูงมาก

ยิ่งมีปริมาณโคบอลต์เป็นสารยึดเกาะมากเท่าไร ความแข็งของโลหะผสมก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

เนื่องจาก TiC มีความแข็งกว่า WC ดังนั้นโลหะผสม WC-TiC-Co จึงมีความแข็งมากกว่าโลหะผสม WC-Co ยิ่งมีปริมาณ TiC มากเท่าไร ความแข็งก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

การเติม TaC ลงในโลหะผสม WC-Co จะเพิ่มความแข็งขึ้นประมาณ 40 ถึง 100 HV ในขณะที่การเติม NbC จะเพิ่มความแข็งขึ้น 70 ถึง 150 HV

2. ความแข็งแรง ความแข็งแรงดัดงอของคาร์ไบด์ซีเมนต์นั้นมีเพียงประมาณ 1/3 ถึง 1/2 ของวัสดุเหล็กกล้าความเร็วสูง

ยิ่งมีปริมาณโคบอลต์สูงเท่าไร ความแข็งแรงของโลหะผสมก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

โลหะผสมที่มี TiC มีความแข็งแรงต่ำกว่าโลหะผสมที่ไม่มี TiC และยิ่งมี TiC มากเท่าไร ความแข็งแรงก็จะยิ่งลดลงเท่านั้น

การเติม TaC ลงในคาร์ไบด์ซีเมนต์ WC-TiC-Co ช่วยเพิ่มความแข็งแรงดัดงอและเสริมความต้านทานต่อการบิ่นและการแตกหักของคมตัดได้อย่างมาก นอกจากนี้ ความแข็งแรงต่อความล้าก็จะดีขึ้นเมื่อปริมาณ TaC เพิ่มขึ้นด้วย

ความแข็งแรงรับแรงอัดของซีเมนต์คาร์ไบด์สูงกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูงถึง 30% ถึง 50%

3. ความทนทาน ความทนทานของคาร์ไบด์ซีเมนต์นั้นต่ำกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูงมาก

โลหะผสมที่มี TiC จะมีความเหนียวน้อยกว่าโลหะผสมที่ไม่มี TiC และเมื่อปริมาณ TiC เพิ่มขึ้น ความเหนียวจะลดลง

ในโลหะผสม WC-TiC-Co การเติม TaC ในปริมาณที่เหมาะสมสามารถเพิ่มความเหนียวได้ประมาณ 10% ในขณะที่ยังคงรักษาความทนทานต่อความร้อนและความทนทานต่อการสึกหรอไว้ได้

เนื่องจากความเหนียวต่ำ คาร์ไบด์ซีเมนต์จึงไม่เหมาะสำหรับสภาวะที่มีแรงกระแทกหรือการสั่นสะเทือนรุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วในการตัดต่ำ ซึ่งการยึดเกาะและการบิ่นจะรุนแรงกว่า

4. คุณสมบัติทางกายภาพและความร้อน ค่าการนำความร้อนของคาร์ไบด์ซีเมนต์สูงกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูงประมาณ 2 ถึง 3 เท่า

เนื่องจากค่าการนำความร้อนของ TiC ต่ำกว่าของ WC ดังนั้นโลหะผสม WC-TiC-Co จึงมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าโลหะผสม WC-Co ยิ่งมีปริมาณ TiC มากเท่าไร ค่าการนำความร้อนก็จะยิ่งแย่ลงเท่านั้น

5. ความทนทานต่อความร้อน คาร์ไบด์ซีเมนต์มีความทนทานต่อความร้อนสูงกว่าเหล็กความเร็วสูงมาก และสามารถตัดชิ้นงานได้ที่อุณหภูมิ 800 ถึง 1000 องศาเซลเซียส โดยมีความทนทานต่อการเสียรูปพลาสติกที่อุณหภูมิสูงได้ดี

การเติม TiC ช่วยเพิ่มความแข็งที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากอุณหภูมิอ่อนตัวของ TiC สูงกว่า WC ความแข็งของโลหะผสม WC-TiC-Co จึงลดลงช้ากว่าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเมื่อเทียบกับโลหะผสม WC-Co ยิ่งมี TiC มากและโคบอลต์น้อย การลดลงของความแข็งก็จะยิ่งน้อยลง

การเติม TaC หรือ NbC (ซึ่งมีอุณหภูมิอ่อนตัวสูงกว่า TiC) จะช่วยเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงได้มากยิ่งขึ้น

6. คุณสมบัติป้องกันการยึดเกาะ อุณหภูมิการยึดเกาะของคาร์ไบด์ซีเมนต์สูงกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูง ทำให้มีความต้านทานต่อการสึกหรอจากการยึดเกาะได้ดีกว่า

อุณหภูมิการยึดเกาะของโคบอลต์กับเหล็กนั้นต่ำกว่าของ WC มาก และเมื่อปริมาณโคบอลต์เพิ่มขึ้น อุณหภูมิการยึดเกาะจะลดลง

อุณหภูมิการยึดเกาะของ TiC สูงกว่าของ WC ดังนั้นโลหะผสม WC-TiC-Co จึงมีอุณหภูมิการยึดเกาะสูงกว่า (สูงกว่าประมาณ 100°C) โลหะผสม WC-Co TiO2 ที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงระหว่างการตัดจะลดประสิทธิภาพการยึดเกาะลง

TaC และ NbC มีอุณหภูมิการยึดเกาะสูงกว่า TiC ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติป้องกันการเกาะติด ความสามารถในการยึดเกาะของ TaC กับวัสดุชิ้นงานนั้นน้อยกว่า WC มาก โดยมีค่าเพียงเศษเสี้ยวหรือเพียงไม่กี่ส่วนสิบเท่านั้น

7. ความเสถียรทางเคมี ความต้านทานการสึกหรอของเครื่องมือคาร์ไบด์ซีเมนต์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเสถียรทางกายภาพและทางเคมีที่อุณหภูมิการทำงาน

อุณหภูมิออกซิเดชันของคาร์ไบด์ซีเมนต์สูงกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูง

อุณหภูมิการเกิดออกซิเดชันของ TiC สูงกว่าของ WC มาก ดังนั้นโลหะผสม WC-TiC-Co จึงมีน้ำหนักออกซิเดชันเพิ่มขึ้นน้อยกว่าที่อุณหภูมิสูงเมื่อเทียบกับโลหะผสม WC-Co ยิ่งมี TiC มากเท่าไร ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันก็ยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้น

อุณหภูมิออกซิเดชันของ TaC สูงกว่า WC และโลหะผสมที่มี TaC และ NbC มีความต้านทานต่อการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม ปริมาณโคบอลต์ที่สูงขึ้นจะทำให้เกิดการออกซิเดชันได้ง่ายขึ้น