טונגסטן קרביד

קונספט קרביד צמנט: חומר מרוכב המיוצר על ידי מטלורגיית אבקה המורכב מתרכובת מתכת עקשנית (פאזה קשה) ומתכת מלוכדת (פאזה מלוכדת).

המטריצה ​​של קרביד מוצק מורכבת משני חלקים: חלק אחד הוא השלב המוקשה: החלק השני הוא מתכת המליטה.

השלב המוקשה הוא הקרביד של מתכות המעבר בטבלה המחזורית של היסודות, כמו טונגסטן קרביד, טיטניום קרביד, טנטלום קרביד, שהן קשות מאוד ובעלות נקודת התכה של יותר מ-2000 ℃, חלקן אפילו יותר מ- 4000 ℃.בנוסף, למתכת המעבר ניטרידים, בורידים, סיליקידים גם הם בעלי תכונות דומות וניתן להשתמש בהם כשלבי התקשות בקרביד צמנט.נוכחות הפאזה המוקשה קובעת את הקשיות הגבוהה במיוחד ואת עמידות הבלאי של הסגסוגת.

המתכות המקשרות הן בדרך כלל מתכות מקבוצת ברזל, בדרך כלל קובלט וניקל.לייצור קרביד צמנט, אבקת חומר הגלם נבחרת בגודל חלקיקים שבין 1 ל-2 מיקרון וברמת טוהר גבוהה.חומרי הגלם ניתנים לפי יחס ההרכב שנקבע, מתווספים לאלכוהול או לחומר אחר בטחנת כדורים רטובה, טחינה רטובה, כך שהם מתערבבים במלואם, מרוסקים, מיובשים, מנופים ומוסיפים לשעווה או למסטיק ושאר סוגי דפוס. סוכנים, ולאחר מכן מיובשים, מסננים ויוצרים תערובת.לאחר מכן מגרגרים את התערובת, נלחצים ומחוממים עד קרוב לנקודת ההיתוך של המתכת המלוכדת (1300~1500℃), השלב המוקשה והמתכת המלוכדת יהוו סגסוגת אוטקטית.לאחר הקירור, הפאזה המוקשה מופצת בסריג המורכב מהמתכת המחוברת ומקושר הדוק זה לזה ליצירת שלם מוצק.הקשיות של קרביד צמנט תלויה בתכולת שלב ההתקשות ובגודל הגרגירים, כלומר ככל שתכולת שלב ההתקשות גבוהה יותר וככל שגודל הגרגר עדין יותר, כך הקשיות גדולה יותר.הקשיחות של קרביד מוצק נקבעת על ידי מתכת המליטה, וככל שתכולת מתכת המליטה גבוהה יותר, חוזק הכיפוף גדול יותר.

המאפיינים הבסיסיים של קרביד צמנט:
1) קשיות גבוהה, עמידות בפני שחיקה גבוהה
2) מודול גמישות גבוה
3) חוזק לחיצה גבוה
4) יציבות כימית טובה (חומצה, אלקלי, עמידות לחמצון בטמפרטורה גבוהה)
5) קשיחות השפעה נמוכה
6) מקדם התפשטות נמוך, מוליכות תרמית וחשמלית בדומה לברזל וסגסוגותיו

יישומי קרביד מוצק: חומרי כלים מודרניים, חומרים עמידים בפני שחיקה, חומרים עמידים בפני טמפרטורה גבוהה וקורוזיה.

היתרונות של כלי קרביד (בהשוואה לפלדת סגסוגת):
1) באופן אקספוננציאלי, עשרות או אפילו מאות פעמים כדי לשפר את חיי הכלי.
ניתן להגדיל את חיי כלי החיתוך של מתכת פי 5-80, חיי הגיג' גדלים פי 20-150, חיי העובש גדלים פי 50-100.
2) הגדל את מהירות חיתוך המתכת ואת מהירות קידוח הקרום באופן אקספוננציאלי ועשרות מונים.
3) שפר את דיוק הממדים ואת גימור פני השטח של חלקים מעובדים.
4) ניתן לעבד חומרים קשים לעיבוד כמו סגסוגת עמידה בחום, סגסוגת אפקט וברזל יצוק קשיח במיוחד, שקשה לעבד אותם על ידי פלדה מהירה.
5) יכול ליצור חלקים מסוימים עמידים בפני קורוזיה או עמידים בטמפרטורה גבוהה, ובכך לשפר את הדיוק ואת החיים של מכונות ומכשירים מסוימים.

סיווג של קרביד מוצק:
1. סגסוגת מסוג WC-Co (מקדח טונגסטן): מורכבת מטונגסטן קרביד וקובלט.לפעמים בכלי החיתוך (לעיתים גם בכלי העופרת) מוסיפים 2% או פחות של קרביד אחר (טנטלום קרביד, ניוביום קרביד, ונדיום קרביד וכו') כתוספים.קובלט גבוה: 20-30%, קובלט בינוני: 10-15%, קובלט נמוך: 3-8%
2. סגסוגת מסוג WC-TiC-Co(טונגסטן-ברזל-קובלט).
סגסוגת טיטניום נמוכה: 4-6% TiC, 9-15% Co
סגסוגת סנטר בינונית: 10-20% TiC, 6-8% Co
סגסוגת טיטניום גבוהה: 25-40% TiC, 4-6% Co
סגסוגות 3.WC-TiC-TaC(NbC)-Co.
לסגסוגת WC-TiC-Co יש עמידות טובה יותר לחמצון בטמפרטורות גבוהות וגם להפרעת זעזועים תרמית טובה יותר, ולכן לרוב יש לה חיי כלי עבודה גבוהים יותר.TiC:5-15%, TaC(NbC):2-10%, Co:5-15%, השאר הוא שירותים.
4. קרביד צמנט פלדה: מורכב מטונגסטן קרביד או טיטניום קרביד ופלדת פחמן או פלדת סגסוגת.
5. סגסוגת מבוססת טיטניום קרביד: מורכבת מפחמן מאשר טיטניום, מתכת ניקל ומתכת מוליבדן או מוליבדן קרביד (MoC).התכולה הכוללת של ניקל ומוליבדן היא בדרך כלל 20-30%.

קרביד יכול לשמש לייצור קוצים סיבוביים, להבי CNC, חותכי כרסום, סכינים עגולים, סכיני חיתוך, להבי עיבוד עץ, להבי מסור, מוטות קרביד וכו'.