انواع، خواص، ویژگی ها و کاربردهای درج کاربید سیمانی

انواع، خواص، ویژگی ها و کاربردهای درج کاربید سیمانی

درج های کاربید، به ویژه درج های کاربید شاخص، محصولات پیشرو در ابزارهای ماشینکاری CNC هستند.از دهه 1980، انواع مختلفی از درج‌ها یا درج‌های کاربید انتگرال‌پذیر و شاخص‌پذیر در زمینه‌های مختلف ابزار برش گسترش یافته‌اند که در میان آن‌ها، درج‌های کاربید شاخص‌پذیر از تراشکاری ساده و فرز سطحی به میدان‌های ابزار دقیق، پیچیده و شکل‌دار گسترش یافته‌اند.

(1) انواع درج کاربید سیمانی

با توجه به ترکیب شیمیایی اصلی، کاربید سیمانی را می توان به کاربید سیمانی مبتنی بر کاربید تنگستن و کاربید سیمانی مبتنی بر کاربید تیتانیوم (TiC (N)) تقسیم کرد.

کاربیدهای سیمانی مبتنی بر کاربید تنگستن شامل سه نوع هستند: کبالت تنگستن (YG)، تنگستن کبالت تیتانیوم (YT) و کاربید کمیاب (YW).هر کدام مزایا و معایب خود را دارند.اجزای اصلی عبارتند از کاربید تنگستن (WC)، کاربید تیتانیوم (TiC)، کاربید تانتالم (TaC) و کاربید نیوبیم (NbC).فاز اتصال فلزی که معمولا استفاده می شود Co.

کاربیدهای سیمانی مبتنی بر کاربید تیتانیوم (نیترید)، کاربیدهای سیمانی با TiC به عنوان جزء اصلی هستند (برخی با کاربیدها یا نیتریدهای دیگر اضافه شده است).فازهای اتصال فلزی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند مو و نیکل هستند.

ISO (سازمان بین المللی استاندارد) برش کاربیدهای سیمانی را به سه دسته طبقه بندی می کند:

کلاس K، از جمله Kl0 تا K40، معادل کلاس YG در چین است (عمدتاً از WC. Co تشکیل شده است).

رده P، از جمله P01 تا P50، معادل رده YT در چین است (عمدتا از WC. TiC. Co تشکیل شده است).

رده M، از جمله M10 تا M40، معادل دسته YW در چین است (عمدتا از WC-TiC-TaC (NbC) - Co تشکیل شده است).

هر برند نشان دهنده مجموعه ای از آلیاژها از سختی بالا تا چقرمگی Z بزرگ با اعداد از 01 تا 50 است.

(2) ویژگی های عملکرد درج های کاربید سیمانی

ویژگی های عملکرد درج کاربید سیمانی به شرح زیر است:

① سختی بالا: تیغه کاربید سیمانی از کاربید (به نام فاز سخت) و چسب فلزی (به نام فاز چسب) با سختی و نقطه ذوب بالا به روش متالورژی پودر ساخته شده است.سختی آن به 89 تا 93HRA می رسد که بسیار بیشتر از فولاد تندرو است.در دمای 5400 درجه سانتیگراد، سختی همچنان می تواند به 82 تا 87 HRA برسد، که همان سختی فولاد پرسرعت در دمای اتاق (83 تا 86 HRA) است.مقدار سختی کاربید سیمانی با ماهیت، کمیت، اندازه ذرات و محتوای فاز اتصال فلزی کاربید متفاوت است و به طور کلی با افزایش محتوای فاز فلزی پیوند کاهش می‌یابد.هنگامی که محتوای فاز چسب یکسان باشد، سختی آلیاژهای نوع YT بیشتر از آلیاژهای نوع YG است و آلیاژهای اضافه شده با TaC (NbC) دارای سختی در دمای بالا هستند.

② استحکام خمشی و چقرمگی: استحکام خمشی کاربیدهای سیمانی رایج بین 900 تا 1500 مگاپاسکال است.هر چه مقدار فاز اتصال فلزی بیشتر باشد، استحکام خمشی بیشتر است.هنگامی که میزان چسب یکسان باشد، استحکام آلیاژهای نوع YG (WC-Co) بیشتر از آلیاژهای نوع YT (WC-TiC-Co) است و با افزایش محتوای TiC استحکام کاهش می یابد.کاربید سیمانی یک ماده شکننده است که چقرمگی ضربه آن در دمای اتاق تنها 1/30 تا 1/8 فولاد پرسرعت است.

(3)کاربرد درج های کاربید سیمانی متداول

آلیاژهای نوع YG عمدتاً برای پردازش چدن، فلزات غیر آهنی و مواد غیر فلزی استفاده می شوند.کاربیدهای سیمانی دانه ریز (مانند YG3X، YG6X) سختی و مقاومت در برابر سایش بالاتری نسبت به کاربیدهای سیمانی دانه متوسط ​​دارند که محتوای کبالت آنها یکسان باشد.آنها برای پردازش برخی از چدن سخت ویژه، فولاد ضد زنگ آستنیتی، آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت، آلیاژهای تیتانیوم، برنز سخت و مواد عایق مقاوم در برابر سایش مناسب هستند.

مزایای برجسته کاربید سیمانی YT سختی بالا، مقاومت حرارتی خوب، سختی و مقاومت فشاری بالاتر در دماهای بالا نسبت به کاربید سیمانی YG و مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب است.بنابراین، زمانی که یک چاقو نیاز به مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر سایش بالا باشد، باید مارکی با محتوای TiC بالا انتخاب شود.آلیاژهای YT برای پردازش مواد پلاستیکی مانند فولاد مناسب هستند، اما برای پردازش آلیاژهای تیتانیوم یا آلیاژهای آلومینیوم سیلیکون مناسب نیستند.

آلیاژهای نوع YW دارای هر دو ویژگی آلیاژهای نوع YG و YT هستند، با خواص جامع خوب.آنها نه تنها برای پردازش فولاد، بلکه برای پردازش چدن و ​​فلزات غیر آهنی نیز قابل استفاده هستند.این نوع آلیاژ در صورتی که میزان کبالت به طور مناسب افزایش یابد می تواند استحکام بالایی داشته باشد و می تواند برای ماشینکاری خشن و برش متناوب مواد مختلف سخت به کار رود.