Как состав твердосплавных материалов влияет на характеристики пресс-форм?

Привет! Как поставщик форм из цементированного карбида, в последнее время я получаю много вопросов о том, как состав цементированного карбида влияет на производительность форм. Итак, я решил сесть и написать этот блог, чтобы поделиться со всеми вами некоторыми мыслями.

Прежде всего, давайте немного поговорим о том, что такое цементированный карбид. Цементированный карбид представляет собой композиционный материал, состоящий из твердых частиц карбида, обычно карбида вольфрама (WC), скрепленных связующим металлом, обычно кобальтом (Co). Соотношение этих компонентов, а также других возможных добавок играет огромную роль в определении свойств и работоспособности форм, изготовленных из него.

Содержание карбида вольфрама

Карбид вольфрама является основной твердой фазой твердого сплава. Именно это придает материалу высокую твердость и износостойкость. Вообще говоря, чем выше содержание карбида вольфрама, тем тверже цементированный карбид. Для форм это означает лучшую устойчивость к истиранию. Когда вы используете форму для придания формы таким материалам, как металлы или керамика, возникает большое трение. Пресс-форма с высоким содержанием карбида вольфрама может выдерживать такое трение в течение более длительного времени, не изнашиваясь.

Например, в отраслях, где точность имеет решающее значение, например, при производстве небольших электронных компонентов, предпочтительны формы с высоким содержанием WC. Эти формы должны сохранять свою форму и качество поверхности в течение большого количества производственных циклов. Высокая твердость цементированного карбида с высоким содержанием WC гарантирует, что форма не будет царапаться или легко деформироваться, что обеспечивает стабильное качество продукции.

Однако есть компромисс. По мере увеличения содержания карбида вольфрама прочность цементированного карбида снижается. Прочность – это способность материала поглощать энергию и сопротивляться разрушению. В некоторых случаях, например, когда форма подвергается высоким ударным нагрузкам, очень высокое содержание WC может быть не лучшим выбором. Если форма слишком хрупкая, она может треснуть или сломаться под нагрузкой.

Содержание кобальтового связующего

Кобальт действует как связующее вещество в цементированном карбиде, удерживая частицы карбида вольфрама вместе. Количество кобальта в составе оказывает существенное влияние на свойства формы. Более высокое содержание кобальта увеличивает ударную вязкость твердого сплава. Это связано с тем, что кобальт — пластичный металл, он может поглощать энергию и предотвращать распространение трещин в материале.

В тех случаях, когда форма может подвергаться ударам или ударам, например, при ковке или штамповке, используются формы с относительно высоким содержанием кобальта. Эти формы могут противостоять внезапным нагрузкам, не ломаясь. Например, при ковке крупных металлических деталей форма должна выдерживать удары ковочного молота под высоким давлением. Форма из цементированного карбида с высоким содержанием кобальта с большей вероятностью выдержит эти суровые условия.

С другой стороны, увеличение содержания кобальта снижает твердость и износостойкость твердого сплава. Кобальт мягче карбида вольфрама, поэтому с увеличением его доли общая твердость материала снижается. Это означает, что в тех случаях, когда износостойкость является первоочередной задачей, например, при производстве волок для волочения проволоки, более низкое содержание кобальта является предпочтительным.

Другие добавки

Помимо карбида вольфрама и кобальта, в состав цементированного карбида можно добавлять и другие элементы для улучшения определенных свойств. Например, карбид тантала (TaC) и карбид ниобия (NbC) часто добавляют для улучшения термической стабильности и стойкости к окислению цементированного карбида.

В высокотемпературных применениях, например, в формах для литья под давлением расплавленных металлов, эти добавки имеют решающее значение. Они предотвращают разрушение формы при повышенных температурах, что в противном случае могло бы привести к изменению размеров и снижению качества продукции. Когда форма подвергается воздействию горячего расплавленного металла, TaC и NbC помогают сохранить целостность поверхности формы, обеспечивая плавную и точную отливку.

Хром (Cr) также может быть добавлен для улучшения коррозионной стойкости цементированного карбида. В отраслях, где формы контактируют с коррозионными веществами, например, в химической или пищевой промышленности, формы из цементированного карбида, содержащие хром, могут иметь гораздо более длительный срок службы.

Как состав влияет на разные типы форм

Давайте посмотрим, как состав твердого сплава влияет на различные типы форм.

Пресс-форма для карбидной лаборатории

ДляПресс-формы для твердосплавных лабораторий, которые часто используются в лабораторных условиях для подготовки проб в небольших масштабах, обычно требуется сбалансированный состав. Эти формы должны быть достаточно твердыми, чтобы выдерживать давление, оказываемое во время операций прессования, но также и достаточно прочными, чтобы избежать растрескивания. Среднее содержание карбида вольфрама с умеренным количеством кобальта часто является хорошим выбором. Эта комбинация обеспечивает достаточную твердость для точного формирования образца и достаточную прочность, чтобы выдерживать обычные нагрузки в лабораторных условиях.

Пресс-формы из цементированного карбида для общепромышленного использования

Пресс-формы из цементированного карбидаиспользуемые в общепромышленных целях, сильно различаются по своему составу в зависимости от конкретного применения. Например, в автомобильной промышленности формы для штамповки деталей могут иметь более высокое содержание кобальта для повышения прочности, а формы для обработки компонентов двигателя могут иметь более высокое содержание карбида вольфрама для обеспечения износостойкости.

Заключение

В заключение отметим, что состав цементированного карбида оказывает глубокое влияние на производительность пресс-форм. Тщательно выбирая правильную комбинацию карбида вольфрама, кобальта и других добавок, мы можем адаптировать свойства формы в соответствии с конкретными требованиями различных применений.

Если вы ищете высококачественные формы из цементированного карбида и хотите обсудить лучший состав для ваших нужд, не стесняйтесь обращаться к нам. Мы здесь, чтобы помочь вам найти идеальное решение для ваших производственных процессов.

Ссылки

• «Цементированные карбиды: наука и технологии», Джон А. Брукс.
• «Материаловедение и инженерия: введение» Уильяма Д. Каллистера-младшего и Дэвида Г. Ретвиша.