Klassifisering og ytelse av sementerte karbidverktøymaterialer

1. HardhetSementert karbid inneholder en stor mengde harde karbider (som WC, TiC), noe som gjør at hardheten er mye høyere enn for hurtigstålmaterialer. Jo høyere hardheten til sementert karbid er, desto bedre er slitestyrken, som generelt er mye høyere enn for hurtigstål.

Jo høyere innhold av koboltbindemiddelfase er, desto lavere er legeringens hardhet.

Siden TiC er hardere enn WC, har WC-TiC-Co-legeringer høyere hardhet enn WC-Co-legeringer. Jo mer TiC-innhold, desto høyere hardhet.

Tilsetning av TaC til WC-Co-legeringer øker hardheten med omtrent 40 til 100 HV; tilsetning av NbC øker den med 70 til 150 HV.

2. Styrke Bøyefastheten til sementert karbid er bare omtrent 1/3 til 1/2 av høyhastighetsstålmaterialer.

Jo høyere koboltinnhold, desto høyere styrke har legeringen.

Legeringer som inneholder TiC har lavere styrke enn de uten TiC; jo mer TiC-innhold, desto lavere styrke.

Tilsetning av TaC til WC-TiC-Co sementert karbid øker bøyefastheten og forbedrer skjærekantens motstand mot avskalling og brudd betydelig. Etter hvert som TaC-innholdet øker, forbedres også utmattingsfastheten.

Trykkfastheten til sementert karbid er 30 % til 50 % høyere enn for hurtigstål.

3. SeighetSeigheten til sementert karbid er mye lavere enn for hurtigstål.

Legeringer som inneholder TiC har lavere seighet enn de uten TiC; når TiC-innholdet øker, reduseres seigheten.

I WC-TiC-Co-legeringer kan tilsetning av en passende mengde TaC øke seigheten med omtrent 10 %, samtidig som varmebestandighet og slitestyrke opprettholdes.

På grunn av sin lavere seighet er sementert karbid ikke egnet for forhold med sterke støt eller vibrasjoner, spesielt ved lave skjærehastigheter der vedheft og avskalling er mer alvorlig.

4. Termiske fysiske egenskaper Den termiske ledningsevnen til sementert karbid er omtrent 2 til 3 ganger høyere enn for hurtigstål.

Siden varmeledningsevnen til TiC er lavere enn den til WC, har WC-TiC-Co-legeringer lavere varmeledningsevne enn WC-Co-legeringer. Jo mer TiC-innhold, desto dårligere er varmeledningsevnen.

5. Varmebestandighet Karbid har mye høyere varmebestandighet enn hurtigstål og kan utføre skjæring ved 800 til 1000 °C med god motstand mot plastisk deformasjon ved høye temperaturer.

Tilsetning av TiC øker hardheten ved høye temperaturer. Siden TiCs mykningstemperatur er høyere enn WCs, avtar hardheten til WC-TiC-Co-legeringer saktere med temperaturen enn WC-Co-legeringer. Jo mer TiC og jo mindre kobolt, desto mindre er reduksjonen.

Tilsetning av TaC eller NbC (med høyere mykningstemperaturer enn TiC) øker hardhet og styrke ved høye temperaturer ytterligere.

6. Antiheftegenskaper Hefttemperaturen til sementert karbid er høyere enn for hurtigstål, noe som gir den bedre motstand mot heftslitasje.

Kobolts adhesjonstemperatur med stål er mye lavere enn WCs; når koboltinnholdet øker, synker adhesjonstemperaturen.

TiCs adhesjonstemperatur er høyere enn WCs, så WC-TiC-Co-legeringer har en høyere adhesjonstemperatur (omtrent 100 °C høyere) enn WC-Co-legeringer. TiO2 som dannes ved høye temperaturer under skjæring reduserer adhesjonen.

TaC og NbC har høyere hefttemperaturer enn TiC, noe som forbedrer antiheftegenskapene. TaCs affinitet med arbeidsstykkematerialer er bare en brøkdel til noen få tideler av WC-ene.

7. Kjemisk stabilitet Slitasjemotstanden til sementerte hardmetallverktøy er nært knyttet til deres fysiske og kjemiske stabilitet ved arbeidstemperaturer.

Oksidasjonstemperaturen til sementert karbid er høyere enn for hurtigstål.

TiCs oksidasjonstemperatur er mye høyere enn WCs, så WC-TiC-Co-legeringer får mindre oksidasjonsvekt ved høye temperaturer enn WC-Co-legeringer; jo mer TiC, desto sterkere er oksidasjonsmotstanden.

TaCs oksidasjonstemperatur er også høyere enn WCs, og legeringer med TaC og NbC har forbedret motstand mot høytemperaturoksidasjon. Høyere koboltinnhold gjør imidlertid oksidasjonen enklere.