ซีเมนต์คาร์ไบด์, ทังสเตนคาร์ไบด์, โลหะหนัก, โลหะผสมแข็ง คืออะไร??

วัสดุโลหะผสมที่ทำจากสารประกอบแข็งของโลหะทนไฟและโลหะประสานผ่านกระบวนการผงโลหะซีเมนต์คาร์ไบด์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมาย เช่น ความแข็งสูง ต้านทานการสึกหรอ ความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี ทนความร้อนและทนต่อการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งสูงและความทนทานต่อการสึกหรอ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะไม่เปลี่ยนแปลงแม้ที่อุณหภูมิ 500 °C ก็ยังมี ความแข็งสูงที่ 1,000 ℃คาร์ไบด์ถูกใช้เป็นวัสดุเครื่องมืออย่างแพร่หลาย เช่น เครื่องมือกลึง หัวกัด กบ สว่าน เครื่องมือคว้าน ฯลฯ สำหรับการตัดเหล็กหล่อ โลหะนอกกลุ่มเหล็ก พลาสติก เส้นใยเคมี กราไฟต์ แก้ว หิน และเหล็กธรรมดา และยังสามารถใช้ตัดวัสดุที่ยากต่อการตัดเฉือน เช่น เหล็กทนความร้อน สแตนเลส เหล็กแมงกานีสสูง เหล็กกล้าเครื่องมือ เป็นต้น ขณะนี้ความเร็วตัดของเครื่องมือคาร์ไบด์ใหม่เร็วกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนหลายร้อยเท่า

การประยุกต์ใช้ซีเมนต์คาร์ไบด์

(1) วัสดุเครื่องมือ

คาร์ไบด์เป็นวัสดุเครื่องมือจำนวนมากที่สุด ซึ่งสามารถใช้ทำเครื่องมือกลึง หัวกัด กบ สว่าน ฯลฯ ในหมู่พวกเขา คาร์ไบด์ทังสเตนโคบอลต์เหมาะสำหรับการประมวลผลเศษสั้นของโลหะเหล็กและอโลหะและการแปรรูป วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น เหล็กหล่อ ทองเหลืองหล่อ เบกาไลต์ ฯลฯทังสเตน-ไทเทเนียม-โคบอลต์คาร์ไบด์เหมาะสำหรับการแปรรูปโลหะเหล็กเช่นเหล็กในระยะยาวการตัดเฉือนชิปในบรรดาโลหะผสมที่คล้ายกัน โลหะผสมที่มีปริมาณโคบอลต์มากกว่าจะเหมาะสำหรับการกลึงหยาบ และโลหะผสมที่มีปริมาณโคบอลต์น้อยจะเหมาะสำหรับการเก็บผิวละเอียดซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้งานทั่วไปมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าซีเมนต์คาร์ไบด์อื่นๆ สำหรับวัสดุที่ตัดเฉือนยาก เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม

(2) วัสดุแม่พิมพ์

ซีเมนต์คาร์ไบด์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับแม่พิมพ์งานเย็น เช่น แม่พิมพ์รีดเย็น แม่พิมพ์เจาะเย็น แม่พิมพ์รีดเย็น และแม่พิมพ์เจาะเย็น

แม่พิมพ์หัวเย็นคาร์ไบด์จำเป็นต้องมีความเหนียวในการรับแรงกระแทก ความเหนียวในการแตกหัก ความแข็งแรงต่อการล้า ความแข็งแรงในการดัด และความทนทานต่อการสึกหรอที่ดีภายใต้สภาวะการทำงานที่ทนต่อการสึกหรอจากการกระแทกหรือแรงกระแทกที่รุนแรงเกรดโลหะผสมโคบอลต์ปานกลางและสูง และเกรดโลหะผสมเกรนหยาบปานกลางและหยาบมักจะใช้ เช่น YG15C

โดยทั่วไปแล้ว ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานการสึกหรอและความเหนียวของซีเมนต์คาร์ไบด์นั้นขัดแย้งกัน: การเพิ่มความต้านทานการสึกหรอจะนำไปสู่การลดลงของความเหนียว และการเพิ่มขึ้นของความเหนียวจะนำไปสู่การลดลงของความต้านทานการสึกหรออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ดังนั้น เมื่อเลือกเกรดโลหะผสม จึงจำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะตามวัตถุการประมวลผลและสภาพการทำงานในการประมวลผล

หากเกรดที่เลือกมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวเร็วและเสียหายระหว่างการใช้งาน ควรเลือกเกรดที่มีความเหนียวสูงกว่าหากเกรดที่เลือกมีแนวโน้มที่จะสึกหรอเร็วและเสียหายระหว่างการใช้งาน ควรเลือกเกรดที่มีความแข็งสูงกว่าและทนทานต่อการสึกหรอได้ดีกว่า.เกรดต่อไปนี้: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C จากซ้ายไปขวา ความแข็งลดลง ความต้านทานการสึกหรอลดลง และความเหนียวเพิ่มขึ้นตรงกันข้ามกลับเป็นความจริง

(3) เครื่องมือวัดและชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอ

คาร์ไบด์ใช้สำหรับอินเลย์พื้นผิวที่ทนต่อการสึกหรอและชิ้นส่วนของเครื่องมือวัด, ตลับลูกปืนที่มีความแม่นยำของเครื่องบด, แผ่นนำและแกนนำของเครื่องบดแบบไม่มีศูนย์กลาง, ด้านบนของเครื่องกลึงและชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรออื่นๆ

สารยึดเกาะโดยทั่วไปคือโลหะกลุ่มเหล็ก โคบอลต์และนิเกิลโดยทั่วไป

เมื่อทำการผลิตซีเมนต์คาร์ไบด์ ขนาดอนุภาคของผงวัตถุดิบที่เลือกจะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 2 ไมครอน และมีความบริสุทธิ์สูงมากวัตถุดิบจะถูกจัดกลุ่มตามอัตราส่วนองค์ประกอบที่กำหนด และแอลกอฮอล์หรือสื่ออื่น ๆ จะถูกเพิ่มในการบดแบบเปียกในโรงสีลูกแบบเปียกเพื่อทำให้ส่วนผสมทั้งหมดถูกผสมและบดละเอียดกรองส่วนผสมจากนั้น ของผสมจะถูกทำให้เป็นเม็ด กด และทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับจุดหลอมเหลวของโลหะประสาน (1300-1500 °C) เฟสที่แข็งตัวและโลหะประสานจะก่อตัวเป็นโลหะผสมยูเทคติกหลังจากเย็นตัวแล้ว เฟสที่ชุบแข็งจะกระจายอยู่ในตะแกรงที่ประกอบด้วยโลหะยึดเหนี่ยวและเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดเพื่อสร้างเป็นของแข็งทั้งหมดความแข็งของซีเมนต์คาร์ไบด์ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของเฟสที่ชุบแข็งและขนาดเกรน กล่าวคือ ยิ่งเนื้อหาเฟสที่ชุบแข็งสูงและเกรนที่ละเอียดยิ่งขึ้น ความแข็งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นความเหนียวของซีเมนต์คาร์ไบด์ถูกกำหนดโดยโลหะประสานยิ่งปริมาณโลหะประสานสูงเท่าใด ความแข็งแรงดัดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ในปี พ.ศ. 2466 Schlerter แห่งเยอรมนีได้เพิ่มโคบอลต์ 10% ถึง 20% ลงในผงทังสเตนคาร์ไบด์เพื่อเป็นสารยึดเกาะ และคิดค้นโลหะผสมทังสเตนคาร์ไบด์และโคบอลต์ชนิดใหม่ความแข็งเป็นรองแค่เพชรซีเมนต์คาร์ไบด์ตัวแรกที่ผลิตขึ้นเมื่อตัดเหล็กด้วยเครื่องมือที่ทำจากโลหะผสมนี้ คมตัดจะสึกหรออย่างรวดเร็ว และแม้แต่คมตัดก็จะแตกในปี พ.ศ. 2472 ชวาร์สคอฟในสหรัฐอเมริกาได้เพิ่มทังสเตนคาร์ไบด์และไททาเนียมคาร์ไบด์คอมพาวด์คาร์ไบด์จำนวนหนึ่งลงในองค์ประกอบดั้งเดิม ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องมือในการตัดเหล็กนี่เป็นอีกหนึ่งความสำเร็จในประวัติศาสตร์ของการพัฒนาซีเมนต์คาร์ไบด์

ซีเมนต์คาร์ไบด์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมาย เช่น ความแข็งสูง ต้านทานการสึกหรอ ความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี ทนความร้อนและทนต่อการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งสูงและความทนทานต่อการสึกหรอ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะไม่เปลี่ยนแปลงแม้ที่อุณหภูมิ 500 °C ก็ยังมี ความแข็งสูงที่ 1,000 ℃คาร์ไบด์ถูกใช้เป็นวัสดุเครื่องมืออย่างแพร่หลาย เช่น เครื่องมือกลึง หัวกัด กบ สว่าน เครื่องมือคว้าน ฯลฯ สำหรับการตัดเหล็กหล่อ โลหะนอกกลุ่มเหล็ก พลาสติก เส้นใยเคมี กราไฟต์ แก้ว หิน และเหล็กธรรมดา และยังสามารถใช้ตัดวัสดุที่ยากต่อการตัดเฉือน เช่น เหล็กทนความร้อน สแตนเลส เหล็กแมงกานีสสูง เหล็กกล้าเครื่องมือ เป็นต้น ขณะนี้ความเร็วตัดของเครื่องมือคาร์ไบด์ใหม่เร็วกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนหลายร้อยเท่า

คาร์ไบด์ยังสามารถใช้ทำเครื่องมือเจาะหิน เครื่องมือขุด เครื่องมือเจาะ เครื่องมือวัด ชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอ สารขัดโลหะ ปลอกสูบ ตลับลูกปืนที่มีความแม่นยำ หัวฉีด แม่พิมพ์โลหะ (เช่น ดายดึงลวด ดายโบลต์ ดายน็อต , และแม่พิมพ์ตัวยึดแบบต่างๆ , ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของซีเมนต์คาร์ไบด์ค่อย ๆ แทนที่แม่พิมพ์เหล็กรุ่นก่อนหน้า)

ต่อมาก็มีการเคลือบซีเมนต์คาร์ไบด์ออกมาเช่นกันในปี 1969 สวีเดนประสบความสำเร็จในการพัฒนาเครื่องมือเคลือบไททาเนียมคาร์ไบด์ฐานของเครื่องมือคือทังสเตน-ไททาเนียม-โคบอลต์คาร์ไบด์หรือทังสเตน-โคบอลต์คาร์ไบด์ความหนาของผิวเคลือบไททาเนียมคาร์ไบด์มีเพียงไม่กี่ไมครอน แต่เมื่อเทียบกับเครื่องมืออัลลอยด์ยี่ห้อเดียวกัน อายุการใช้งานเพิ่มขึ้น 3 เท่า และความเร็วตัดเพิ่มขึ้น 25% ถึง 50%ในปี 1970 เครื่องมือเคลือบรุ่นที่สี่ปรากฏขึ้นสำหรับการตัดวัสดุที่ตัดเฉือนยาก

ซีเมนต์คาร์ไบด์ถูกเผาอย่างไร?

ซีเมนต์คาร์ไบด์เป็นวัสดุโลหะที่ทำขึ้นโดยผงโลหะของคาร์ไบด์และสารยึดเกาะของโลหะทนไฟตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไป

Mประเทศผู้ผลิตรายใหญ่

มีมากกว่า 50 ประเทศในโลกที่ผลิตซีเมนต์คาร์ไบด์ โดยมีผลผลิตรวม 27,000-28,000 ตัน-ผู้ผลิตหลัก ได้แก่ สหรัฐอเมริกา รัสเซีย สวีเดน จีน เยอรมนี ญี่ปุ่น สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส ฯลฯ ตลาดซีเมนต์คาร์ไบด์ของโลกนั้นอิ่มตัวโดยพื้นฐานแล้ว, การแข่งขันในตลาดรุนแรงมาก.อุตสาหกรรมซีเมนต์คาร์ไบด์ของจีนเริ่มเป็นรูปเป็นร่างในช่วงปลายทศวรรษ 1950จากทศวรรษที่ 1960 ถึง 1970 อุตสาหกรรมซีเมนต์คาร์ไบด์ของจีนพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงต้นทศวรรษ 1990 กำลังการผลิตรวมของซีเมนต์คาร์ไบด์ของจีนสูงถึง 6,000 ตัน และผลผลิตรวมของซีเมนต์คาร์ไบด์สูงถึง 5,000 ตัน เป็นอันดับที่สองรองจากรัสเซียและสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นอันดับสามของโลก

เครื่องตัดสุขา

①ทังสเตนและโคบอลต์ซีเมนต์คาร์ไบด์
ส่วนประกอบหลักคือทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) และสารยึดเกาะโคบอลต์ (Co)
เกรดประกอบด้วย "YG" ("แข็งและโคบอลต์" ในภาษาจีนพินอิน) และเปอร์เซ็นต์ของปริมาณโคบอลต์เฉลี่ย
ตัวอย่างเช่น YG8 หมายถึงค่าเฉลี่ย WCo=8% และส่วนที่เหลือเป็นทังสเตน-โคบอลต์คาร์ไบด์ของทังสเตนคาร์ไบด์
มีด TIC

②ทังสเตน-ไทเทเนียม-โคบอลต์คาร์ไบด์
ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ทังสเตนคาร์ไบด์ ไททาเนียมคาร์ไบด์ (TiC) และโคบอลต์
เกรดนี้ประกอบด้วย “YT” (“ฮาร์ด ไททาเนียม” อักขระสองตัวในคำนำหน้าพินอินภาษาจีน) และเนื้อหาเฉลี่ยของไททาเนียมคาร์ไบด์
ตัวอย่างเช่น YT15 หมายถึง WTi เฉลี่ย = 15% และส่วนที่เหลือเป็นทังสเตนคาร์ไบด์และทังสเตน-ไททาเนียม-โคบอลต์คาร์ไบด์ที่มีปริมาณโคบอลต์
เครื่องมือทังสเตนไทเทเนียมแทนทาลัม

③ทังสเตน-ไททาเนียม-แทนทาลัม (ไนโอเบียม) ซีเมนต์คาร์ไบด์
ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ทังสเตนคาร์ไบด์ ไทเทเนียมคาร์ไบด์ แทนทาลัมคาร์ไบด์ (หรือไนโอเบียมคาร์ไบด์) และโคบอลต์คาร์ไบด์ซีเมนต์ชนิดนี้เรียกอีกอย่างว่าคาร์ไบด์ซีเมนต์ทั่วไปหรือคาร์ไบด์ซีเมนต์อเนกประสงค์
เกรดประกอบด้วย "YW" (คำนำหน้าการออกเสียงภาษาจีนของ "hard" และ "wan") บวกกับหมายเลขลำดับ เช่น YW1

ลักษณะการทำงาน

เม็ดมีดเชื่อมคาร์ไบด์

ความแข็งสูง (86～93HRA เทียบเท่ากับ 69～81HRC);

ความแข็งทางความร้อนที่ดี (สูงถึง 900 ～ 1,000 ℃, รักษา 60HRC);

ทนต่อการขัดถูได้ดี

เครื่องมือตัดคาร์ไบด์เร็วกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูง 4 ถึง 7 เท่า และอายุการใช้งานเครื่องมือสูงกว่า 5 ถึง 80 เท่าการผลิตแม่พิมพ์และเครื่องมือวัดมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสม 20 ถึง 150 เท่าสามารถตัดวัสดุแข็งได้ประมาณ 50HRC

อย่างไรก็ตาม ซีเมนต์คาร์ไบด์นั้นเปราะและไม่สามารถตัดเฉือนได้ และเป็นการยากที่จะสร้างเครื่องมือรวมที่มีรูปร่างซับซ้อนดังนั้นจึงมักทำใบมีดที่มีรูปร่างต่างกันซึ่งติดตั้งบนตัวเครื่องมือหรือตัวแม่พิมพ์โดยการเชื่อม การยึดติด การแคลมป์เชิงกล ฯลฯ

บาร์รูปทรงพิเศษ

การเผา

การขึ้นรูปการเผาด้วยซีเมนต์คาร์ไบด์คือการกดผงลงในเหล็กแท่งแล้วเข้าไปในเตาเผาเพื่อให้ความร้อนที่อุณหภูมิหนึ่ง (อุณหภูมิการเผา) เก็บไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง (เวลาพัก) จากนั้นทำให้เย็นลงเพื่อให้ได้ซีเมนต์ วัสดุคาร์ไบด์ที่มีคุณสมบัติตามต้องการ

กระบวนการเผาผนึกคาร์ไบด์สามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ขั้นตอนพื้นฐาน:

1: ในขั้นตอนของการกำจัดสารก่อรูปและการเตรียมการเผา ร่างกายเผาจะเปลี่ยนแปลงดังนี้:
การกำจัดสารหล่อขึ้นรูปด้วยการเพิ่มอุณหภูมิในระยะเริ่มต้นของการเผาผนึก สารหล่อขึ้นรูปจะค่อยๆ สลายตัวหรือกลายเป็นไอ และร่างกายที่ถูกเผาจะถูกแยกออกชนิด ปริมาณ และกระบวนการเผาจะแตกต่างกัน
ออกไซด์บนผิวแป้งจะลดลงที่อุณหภูมิเผาผนึก ไฮโดรเจนสามารถลดออกไซด์ของโคบอลต์และทังสเตนได้หากนำสารขึ้นรูปออกในสุญญากาศและเผาผนึก ปฏิกิริยาคาร์บอน-ออกซิเจนจะไม่รุนแรงความเค้นสัมผัสระหว่างอนุภาคผงจะค่อยๆ ถูกขจัดออกไป ผงโลหะที่ยึดเกาะกันจะเริ่มฟื้นตัวและตกผลึกใหม่ การแพร่กระจายของพื้นผิวเริ่มเกิดขึ้น และความแข็งแรงในการอัดก้อนจะดีขึ้น

2: ขั้นตอนการเผาเฟสของแข็ง (800 ℃ – อุณหภูมิยูเทคติก)
ที่อุณหภูมิก่อนการปรากฏตัวของเฟสของเหลว นอกเหนือจากการดำเนินการต่อของขั้นตอนก่อนหน้าแล้ว ปฏิกิริยาของของแข็งและการแพร่กระจายจะทวีความรุนแรงขึ้น การไหลของพลาสติกจะเพิ่มขึ้น และร่างกายที่ถูกเผาจะหดตัวลงอย่างมาก

3: ขั้นตอนการเผาผนึกเฟสของเหลว (อุณหภูมิยูเทคติก – อุณหภูมิเผาผนึก)
เมื่อเฟสของเหลวปรากฏในเนื้อซินเตอร์ การหดตัวจะเสร็จสิ้นอย่างรวดเร็ว ตามด้วยการเปลี่ยนแปลงทางผลึกศาสตร์เพื่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานและโครงสร้างของโลหะผสม

4: ขั้นตอนการทำให้เย็นลง (อุณหภูมิเผา – อุณหภูมิห้อง)
ในขั้นตอนนี้ โครงสร้างและองค์ประกอบเฟสของโลหะผสมจะมีการเปลี่ยนแปลงตามสภาวะการทำความเย็นที่แตกต่างกันคุณลักษณะนี้สามารถใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ซีเมนต์คาร์ไบด์เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกล