सिमेंट कार्बाइड, टंगस्टन कार्बाइड, हार्ड मेटल, हार्ड मिश्र धातु म्हणजे काय??

पावडर मेटलर्जी प्रक्रियेद्वारे रेफ्रेक्ट्री मेटल आणि बाईंडर मेटलच्या हार्ड कंपाऊंडपासून बनविलेले मिश्रधातू. सिमेंटेड कार्बाइडमध्ये उच्च कडकपणा, पोशाख प्रतिरोध, चांगली ताकद आणि कडकपणा, उष्णता प्रतिरोध आणि गंज प्रतिरोध, विशेषत: उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध यांसारख्या उत्कृष्ट गुणधर्मांची मालिका आहे, जी 500 डिग्री सेल्सिअस तापमानातही मुळात अपरिवर्तित राहते. 1000 ℃ वर उच्च कडकपणा. कार्बाइड मोठ्या प्रमाणावर साधन सामग्री म्हणून वापरले जाते, जसे की टर्निंग टूल्स, मिलिंग कटर, प्लॅनर, ड्रिल, बोरिंग टूल्स इ. कास्ट लोह, नॉन-फेरस धातू, प्लास्टिक, रासायनिक तंतू, ग्रेफाइट, काच, दगड आणि सामान्य स्टील कापण्यासाठी, आणि ते मशीनपासून कठीण सामग्री कापण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकते जसे की उष्णता-प्रतिरोधक स्टील, स्टेनलेस स्टील, उच्च मँगनीज स्टील, टूल स्टील इ. नवीन कार्बाइड टूल्सचा कटिंग वेग आता कार्बन स्टीलच्या शेकडो पट आहे.

सिमेंट कार्बाइडचा वापर

(1) साधन सामग्री

कार्बाइड हे साधन सामग्रीचे सर्वात मोठे प्रमाण आहे, ज्याचा वापर टर्निंग टूल्स, मिलिंग कटर, प्लॅनर, ड्रिल इत्यादी करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. त्यापैकी, टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड हे फेरस आणि नॉन-फेरस धातूंच्या लहान चिप प्रक्रियेसाठी आणि प्रक्रिया करण्यासाठी उपयुक्त आहे. धातू नसलेली सामग्री, जसे की कास्ट लोह, कास्ट ब्रास, बेकलाइट इ.; टंगस्टन-टायटॅनियम-कोबाल्ट कार्बाइड स्टीलसारख्या फेरस धातूंच्या दीर्घकालीन प्रक्रियेसाठी योग्य आहे. चिप मशीनिंग. तत्सम मिश्रधातूंपैकी, कोबाल्टचे प्रमाण जास्त असलेले खडबडीत मशीनिंगसाठी योग्य आहेत आणि कोबाल्टचे प्रमाण कमी असलेले फिनिशिंगसाठी योग्य आहेत. स्टेनलेस स्टीलसारख्या कठीण-मशिन सामग्रीसाठी इतर सिमेंटयुक्त कार्बाइड्सपेक्षा सामान्य हेतू असलेल्या सिमेंट कार्बाइड्सचे मशीनिंग आयुष्य जास्त असते.

(2) साचा साहित्य

सिमेंट कार्बाइडचा वापर मुख्यतः कोल्ड वर्किंग डायजसाठी केला जातो जसे की कोल्ड ड्रॉइंग मरतो, कोल्ड पंचिंग मरतो, कोल्ड एक्सट्रुजन मरतो आणि कोल्ड पिअर मरतो.

कार्बाइड कोल्ड हेडिंग डायजला चांगला प्रभाव टफनेस, फ्रॅक्चर टफनेस, थकवा ताकद, वाकण्याची ताकद आणि चांगला पोशाख प्रतिकार प्रभाव किंवा जोरदार प्रभावाच्या परिधान-प्रतिरोधक कार्य परिस्थितीत असणे आवश्यक आहे. मध्यम आणि उच्च कोबाल्ट आणि मध्यम आणि भरड धान्य मिश्र धातु ग्रेड सामान्यतः वापरले जातात, जसे की YG15C.

सर्वसाधारणपणे बोलायचे झाल्यास, पोशाख प्रतिरोध आणि सिमेंटेड कार्बाइडची कडकपणा यांच्यातील संबंध विरोधाभासी आहे: पोशाख प्रतिरोध वाढल्याने घट्टपणा कमी होईल आणि घट्टपणा वाढल्याने अपरिहार्यपणे पोशाख प्रतिरोध कमी होईल. म्हणून, मिश्रधातूचे ग्रेड निवडताना, प्रोसेसिंग ऑब्जेक्ट आणि प्रोसेसिंग कामाच्या परिस्थितीनुसार विशिष्ट वापर आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे.

जर निवडलेल्या ग्रेडला लवकर क्रॅकिंग आणि वापरादरम्यान नुकसान होण्याची शक्यता असेल, तर उच्च कडकपणा असलेली ग्रेड निवडली पाहिजे; जर निवडलेला ग्रेड वापरताना लवकर पोशाख आणि नुकसान होण्याची शक्यता असेल, तर उच्च कडकपणा आणि चांगली पोशाख प्रतिरोधक श्रेणी निवडली पाहिजे. . खालील ग्रेड: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C डावीकडून उजवीकडे, कडकपणा कमी होतो, पोशाख प्रतिरोध कमी होतो आणि कडकपणा वाढतो; उलट, उलट सत्य आहे.

(3) मोजमाप साधने आणि पोशाख-प्रतिरोधक भाग

कार्बाइडचा वापर पृष्ठभागावरील पोशाख-प्रतिरोधक इनले आणि मोजमाप उपकरणांचे भाग, ग्राइंडरचे अचूक बियरिंग्स, मार्गदर्शक प्लेट्स आणि सेंटरलेस ग्राइंडरच्या मार्गदर्शक रॉड्स, लेथचे शीर्ष आणि इतर पोशाख-प्रतिरोधक भागांसाठी वापरले जाते.

बाइंडर धातू सामान्यत: लोह गट धातू असतात, सामान्यतः कोबाल्ट आणि निकेल.

सिमेंटयुक्त कार्बाइड तयार करताना, निवडलेल्या कच्च्या मालाच्या पावडरचा कण आकार 1 ते 2 मायक्रॉन दरम्यान असतो आणि शुद्धता खूप जास्त असते. कच्चा माल निर्धारित रचना गुणोत्तरानुसार बॅच केला जातो, आणि अल्कोहोल किंवा इतर माध्यम ओल्या बॉल मिलमध्ये ओल्या ग्राइंडिंगमध्ये जोडले जातात जेणेकरून ते पूर्णपणे मिसळले जातील. मिश्रण चाळून घ्या. नंतर, मिश्रण दाणेदार, दाबले जाते आणि बाईंडर मेटलच्या वितळण्याच्या बिंदूजवळ (१३००-१५०० डिग्री सेल्सिअस) तापमानाला गरम केले जाते, टणक झालेला टप्पा आणि बाईंडर धातू एक युटेक्टिक मिश्रधातू तयार करेल. थंड झाल्यावर, कडक झालेले टप्पे बाँडिंग मेटलच्या ग्रिडमध्ये वितरीत केले जातात आणि एक घन संपूर्ण तयार करण्यासाठी एकमेकांशी जवळून जोडलेले असतात. सिमेंटयुक्त कार्बाइडची कडकपणा टणक टप्प्यातील सामग्री आणि दाण्यांच्या आकारावर अवलंबून असते, म्हणजेच टणक टप्प्याचे प्रमाण जितके जास्त असेल आणि धान्य जितके बारीक असेल तितके कडकपणा जास्त असेल. सिमेंट कार्बाइडची कडकपणा बाईंडर मेटलद्वारे निर्धारित केली जाते. बाईंडर धातूचे प्रमाण जितके जास्त असेल तितकी लवचिक शक्ती जास्त असेल.

1923 मध्ये, जर्मनीच्या श्लेर्टरने टंगस्टन कार्बाइड पावडरमध्ये 10% ते 20% कोबाल्ट बाइंडर म्हणून जोडले आणि टंगस्टन कार्बाइड आणि कोबाल्टच्या नवीन मिश्रधातूचा शोध लावला. कडकपणा हिऱ्यानंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आहे. पहिले सिमेंट कार्बाइड बनवले. या मिश्रधातूपासून बनवलेल्या उपकरणाने स्टील कापताना, कटिंग धार त्वरीत झिजते आणि कटिंग धार देखील क्रॅक होईल. 1929 मध्ये, युनायटेड स्टेट्समधील श्वार्झकोव्ह यांनी मूळ रचनेत विशिष्ट प्रमाणात टंगस्टन कार्बाइड आणि टायटॅनियम कार्बाइड कंपाऊंड कार्बाइड जोडले, ज्यामुळे स्टील कापण्याच्या साधनाची कार्यक्षमता सुधारली. सिमेंट कार्बाइड विकासाच्या इतिहासातील ही आणखी एक कामगिरी आहे.

सिमेंटेड कार्बाइडमध्ये उच्च कडकपणा, पोशाख प्रतिरोध, चांगली ताकद आणि कडकपणा, उष्णता प्रतिरोध आणि गंज प्रतिरोध, विशेषत: उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध यांसारख्या उत्कृष्ट गुणधर्मांची मालिका आहे, जी 500 डिग्री सेल्सिअस तापमानातही मुळात अपरिवर्तित राहते. 1000 ℃ वर उच्च कडकपणा. कार्बाइड मोठ्या प्रमाणावर साधन सामग्री म्हणून वापरले जाते, जसे की टर्निंग टूल्स, मिलिंग कटर, प्लॅनर, ड्रिल, बोरिंग टूल्स इ. कास्ट लोह, नॉन-फेरस धातू, प्लास्टिक, रासायनिक तंतू, ग्रेफाइट, काच, दगड आणि सामान्य स्टील कापण्यासाठी, आणि ते मशीनपासून कठीण सामग्री कापण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकते जसे की उष्णता-प्रतिरोधक स्टील, स्टेनलेस स्टील, उच्च मँगनीज स्टील, टूल स्टील इ. नवीन कार्बाइड टूल्सचा कटिंग वेग आता कार्बन स्टीलच्या शेकडो पट आहे.

कार्बाइडचा वापर रॉक ड्रिलिंग टूल्स, मायनिंग टूल्स, ड्रिलिंग टूल्स, मापन टूल्स, वेअर-रेझिस्टंट पार्ट्स, मेटल ॲब्रेसिव्ह, सिलेंडर लाइनर्स, प्रिसिजन बेअरिंग्स, नोझल्स, मेटल मोल्ड्स (जसे की वायर ड्रॉइंग, बोल्ट, नट डायज) करण्यासाठी देखील केला जाऊ शकतो. , आणि विविध फास्टनर मोल्ड्स, सिमेंट कार्बाइडच्या उत्कृष्ट कामगिरीने हळूहळू पूर्वीच्या स्टील मोल्ड्सची जागा घेतली).

नंतर कोटेड सिमेंट कार्बाइड देखील बाहेर आले. 1969 मध्ये, स्वीडनने टायटॅनियम कार्बाइड लेपित उपकरण यशस्वीरित्या विकसित केले. टूलचा आधार टंगस्टन-टायटॅनियम-कोबाल्ट कार्बाइड किंवा टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड आहे. पृष्ठभागावरील टायटॅनियम कार्बाइड कोटिंगची जाडी केवळ काही मायक्रॉन आहे, परंतु त्याच ब्रँडच्या मिश्रधातूच्या साधनांच्या तुलनेत, सेवा आयुष्य 3 पटीने वाढविले जाते आणि कटिंग गती 25% ते 50% वाढविली जाते. 1970 च्या दशकात, मशीन-टू-मशिन मटेरियल कापण्यासाठी चौथ्या पिढीच्या लेपित उपकरणे दिसली.

सिमेंट कार्बाइड सिंटर कसे केले जाते?

सिमेंटेड कार्बाइड ही एक धातूची सामग्री आहे जी कार्बाइड्सच्या पावडर मेटलर्जीद्वारे आणि एक किंवा अधिक रीफ्रॅक्टरी धातूंच्या बाईंडर धातूद्वारे बनविली जाते.

Mप्रमुख उत्पादक देश

जगात 50 पेक्षा जास्त देश आहेत जे सिमेंट कार्बाइडचे उत्पादन करतात, एकूण उत्पादन 27,000-28,000 टन- आहे. मुख्य उत्पादक युनायटेड स्टेट्स, रशिया, स्वीडन, चीन, जर्मनी, जपान, युनायटेड किंगडम, फ्रान्स, इ. जागतिक सिमेंट कार्बाइड बाजार मुळात संतृप्त आहे. , बाजारातील स्पर्धा अतिशय तीव्र आहे. 1950 च्या उत्तरार्धात चीनच्या सिमेंट कार्बाइड उद्योगाने आकार घेण्यास सुरुवात केली. 1960 ते 1970 पर्यंत, चीनचा सिमेंट कार्बाइड उद्योग वेगाने विकसित झाला. 1990 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, चीनची सिमेंटयुक्त कार्बाइडची एकूण उत्पादन क्षमता 6000t पर्यंत पोहोचली आणि सिमेंटयुक्त कार्बाइडचे एकूण उत्पादन 5000t पर्यंत पोहोचले, रशिया आणि युनायटेड स्टेट्स नंतर ते जगात तिसऱ्या क्रमांकावर होते.

WC कटर

①टंगस्टन आणि कोबाल्ट सिमेंट कार्बाइड
मुख्य घटक टंगस्टन कार्बाइड (WC) आणि बाईंडर कोबाल्ट (Co).
त्याची श्रेणी "YG" (चीनी पिनयिनमध्ये "हार्ड आणि कोबाल्ट") आणि सरासरी कोबाल्ट सामग्रीची टक्केवारी बनलेली आहे.
उदाहरणार्थ, YG8 म्हणजे सरासरी WCo=8%, आणि बाकीचा टंगस्टन कार्बाइडचा टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड आहे.
TIC चाकू

②टंगस्टन-टायटॅनियम-कोबाल्ट कार्बाइड
टंगस्टन कार्बाइड, टायटॅनियम कार्बाइड (TiC) आणि कोबाल्ट हे मुख्य घटक आहेत.
त्याची श्रेणी “YT” (चीनी पिनयिन उपसर्गातील “हार्ड, टायटॅनियम” दोन वर्ण) आणि टायटॅनियम कार्बाइडची सरासरी सामग्री यांनी बनलेली आहे.
उदाहरणार्थ, YT15 म्हणजे सरासरी WTi=15%, आणि उर्वरित टंगस्टन कार्बाइड आणि कोबाल्ट सामग्रीसह टंगस्टन-टायटॅनियम-कोबाल्ट कार्बाइड आहे.
टंगस्टन टायटॅनियम टँटलम साधन

③टंगस्टन-टायटॅनियम-टँटलम (नायोबियम) सिमेंट कार्बाइड
टंगस्टन कार्बाइड, टायटॅनियम कार्बाइड, टँटलम कार्बाइड (किंवा निओबियम कार्बाइड) आणि कोबाल्ट हे मुख्य घटक आहेत. या प्रकारच्या सिमेंटेड कार्बाइडला सामान्य सिमेंटेड कार्बाइड किंवा युनिव्हर्सल सिमेंटेड कार्बाइड असेही म्हणतात.
त्याची श्रेणी "YW" ("हार्ड" आणि "वान" चा चीनी ध्वन्यात्मक उपसर्ग) तसेच YW1 सारख्या अनुक्रमांकाने बनलेली आहे.

कामगिरी वैशिष्ट्ये

कार्बाइड वेल्डेड घाला

उच्च कडकपणा (86～93HRA, 69～81HRC च्या समतुल्य);

चांगली थर्मल कडकपणा (900~1000℃ पर्यंत, 60HRC ठेवा);

चांगला घर्षण प्रतिकार.

कार्बाइड कटिंग टूल्स हाय-स्पीड स्टीलच्या तुलनेत 4 ते 7 पट जास्त वेगवान असतात आणि टूलचे आयुष्य 5 ते 80 पट जास्त असते. मोल्ड्स आणि मापन टूल्सचे उत्पादन, सेवा आयुर्मान मिश्रधातू टूल स्टीलच्या तुलनेत 20 ते 150 पट जास्त आहे. हे सुमारे 50HRC ची कठोर सामग्री कापू शकते.

तथापि, सिमेंट कार्बाइड ठिसूळ आहे आणि ते मशीन केले जाऊ शकत नाही, आणि जटिल आकारांसह अविभाज्य साधने बनवणे कठीण आहे. म्हणून, अनेकदा वेगवेगळ्या आकाराचे ब्लेड बनवले जातात, जे वेल्डिंग, बाँडिंग, मेकॅनिकल क्लॅम्पिंग इत्यादीद्वारे टूल बॉडी किंवा मोल्ड बॉडीवर स्थापित केले जातात.

विशेष आकाराचा बार

सिंटरिंग

सिमेंटेड कार्बाइड सिंटरिंग मोल्डिंग म्हणजे पावडरला बिलेटमध्ये दाबणे, आणि नंतर सिंटरिंग भट्टीत प्रवेश करून एका विशिष्ट तापमानाला (सिंटरिंग तापमान) गरम करणे, ठराविक वेळेसाठी (होल्डिंग वेळ) ठेवणे आणि नंतर सिमेंट प्राप्त करण्यासाठी ते थंड करणे. आवश्यक गुणधर्मांसह कार्बाइड सामग्री.

सिमेंट कार्बाइड सिंटरिंग प्रक्रिया चार मूलभूत टप्प्यात विभागली जाऊ शकते:

1: फॉर्मिंग एजंट काढून टाकण्याच्या आणि प्री-सिंटरिंगच्या टप्प्यात, सिंटर केलेले शरीर खालीलप्रमाणे बदलते:
मोल्डिंग एजंट काढून टाकणे, सिंटरिंगच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात तापमान वाढीसह, मोल्डिंग एजंट हळूहळू विघटित होते किंवा वाफ होते आणि सिंटर केलेले शरीर वगळले जाते. प्रकार, प्रमाण आणि सिंटरिंग प्रक्रिया भिन्न आहेत.
पावडरच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साईड्स कमी होतात. सिंटरिंग तापमानात, हायड्रोजन कोबाल्ट आणि टंगस्टनचे ऑक्साइड कमी करू शकते. जर फॉर्मिंग एजंट व्हॅक्यूममध्ये काढून टाकले आणि सिंटर केले तर कार्बन-ऑक्सिजन प्रतिक्रिया मजबूत होत नाही. पावडर कणांमधील संपर्काचा ताण हळूहळू नाहीसा होतो, बॉन्डिंग मेटल पावडर पुनर्प्राप्त आणि पुनर्स्थापित होऊ लागते, पृष्ठभागाचा प्रसार होऊ लागतो आणि ब्रिकेटिंगची ताकद सुधारली जाते.

2: सॉलिड फेज सिंटरिंग स्टेज (800℃–युटेक्टिक तापमान)
द्रव अवस्थेच्या दिसण्यापूर्वी तापमानात, मागील टप्प्याची प्रक्रिया सुरू ठेवण्याव्यतिरिक्त, घन-टप्प्याची प्रतिक्रिया आणि प्रसार तीव्र होते, प्लास्टिकचा प्रवाह वाढविला जातो आणि सिंटर्ड बॉडी लक्षणीयरीत्या संकुचित होते.

3: लिक्विड फेज सिंटरिंग स्टेज (युटेक्टिक तापमान - सिंटरिंग तापमान)
जेव्हा सिंटर्ड बॉडीमध्ये द्रव टप्पा दिसून येतो, तेव्हा संकोचन त्वरीत पूर्ण होते, त्यानंतर क्रिस्टलोग्राफिक परिवर्तनाद्वारे मिश्रधातूची मूलभूत रचना आणि रचना तयार होते.

4: कूलिंग स्टेज (सिंटरिंग तापमान - खोलीचे तापमान)
या टप्प्यावर, मिश्रधातूची रचना आणि फेज कंपोझिशनमध्ये भिन्न थंड परिस्थितींसह काही बदल होतात. या वैशिष्ट्याचा उपयोग सिमेंट कार्बाइड गरम करण्यासाठी त्याचे भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी केला जाऊ शकतो.