ทังสเตนคาร์ไบด์

แนวคิดเกี่ยวกับซีเมนต์คาร์ไบด์: วัสดุคอมโพสิตที่ผลิตโดยผงโลหะวิทยา ซึ่งประกอบด้วยสารประกอบโลหะทนไฟ (เฟสแข็ง) และโลหะติดพันธะ (เฟสติดพันธะ)

เมทริกซ์ของซีเมนต์คาร์ไบด์ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนหนึ่งคือเฟสที่ชุบแข็ง และอีกส่วนหนึ่งคือโลหะที่ใช้เชื่อม

ระยะชุบแข็งคือคาร์ไบด์ของโลหะทรานซิชันในตารางธาตุ เช่น ทังสเตนคาร์ไบด์ ไททาเนียมคาร์ไบด์ แทนทาลัมคาร์ไบด์ ซึ่งมีความแข็งมากและมีจุดหลอมเหลวมากกว่า 2000°C บางส่วนมีอุณหภูมิสูงกว่า 4000°C ด้วยซ้ำนอกจากนี้ ไนไตรด์ของโลหะทรานซิชัน โบไรด์ และซิลิไซด์ก็มีคุณสมบัติคล้ายกันและสามารถใช้เป็นขั้นตอนการชุบแข็งในซีเมนต์คาร์ไบด์ได้การมีอยู่ของเฟสชุบแข็งจะกำหนดความแข็งและความต้านทานการสึกหรอที่สูงมากของโลหะผสม

โลหะที่ใช้เชื่อมโดยทั่วไปจะเป็นโลหะกลุ่มเหล็ก โดยทั่วไปคือโคบอลต์และนิกเกิลสำหรับการผลิตซีเมนต์คาร์ไบด์ วัตถุดิบจะถูกเลือกเป็นผงที่มีขนาดอนุภาคระหว่าง 1 ถึง 2 ไมครอน และมีความบริสุทธิ์ในระดับสูงวัตถุดิบจะถูกเติมตามอัตราส่วนองค์ประกอบที่กำหนด เติมลงในแอลกอฮอล์หรือสื่ออื่นๆ ในโรงสีลูกชิ้นแบบเปียก การบดแบบเปียก เพื่อให้ส่วนผสมทั้งหมด บด แห้ง กรอง และเติมลงในขี้ผึ้งหรือเหงือก และการขึ้นรูปประเภทอื่นๆ แล้วตากให้แห้ง กรองเป็นส่วนผสมจากนั้นส่วนผสมจะถูกบด กด และให้ความร้อนจนใกล้จุดหลอมเหลวของโลหะที่ถูกพันธะ (1300~1500°C) เฟสที่แข็งตัวและโลหะที่ถูกพันธะจะก่อตัวเป็นโลหะผสมยูเทคติกหลังจากการเย็นตัวลง เฟสที่ชุบแข็งจะถูกกระจายไปในโครงตาข่ายที่ประกอบด้วยโลหะที่เชื่อมติดกัน และเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดเพื่อสร้างเป็นของแข็งทั้งหมดความแข็งของซีเมนต์คาร์ไบด์ขึ้นอยู่กับปริมาณของระยะการชุบแข็งและขนาดของเกรน กล่าวคือ ยิ่งปริมาณเฟสการชุบแข็งสูงและขนาดเกรนละเอียดมากเท่าใด ความแข็งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นความเหนียวของซีเมนต์คาร์ไบด์ถูกกำหนดโดยโลหะที่ใช้ยึดติด และยิ่งปริมาณโลหะที่ใช้ยึดเกาะสูง ความแข็งแรงในการดัดงอก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย

ลักษณะพื้นฐานของซีเมนต์คาร์ไบด์:
1) ความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอสูง
2) โมดูลัสความยืดหยุ่นสูง
3) กำลังรับแรงอัดสูง
4) เสถียรภาพทางเคมีที่ดี (กรด ด่าง ทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง)
5) ความเหนียวผลกระทบต่ำ
6) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวการนำความร้อนและไฟฟ้าต่ำคล้ายกับเหล็กและโลหะผสม

การใช้งานซีเมนต์คาร์ไบด์: วัสดุเครื่องมือสมัยใหม่ วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอ วัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อน

ข้อดีของเครื่องมือคาร์ไบด์ (เมื่อเทียบกับโลหะผสม):
1) ทวีคูณ หลายสิบหรือหลายร้อยครั้งเพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานของเครื่องมือ
อายุการใช้งานของเครื่องมือตัดโลหะสามารถเพิ่มขึ้นได้ 5-80 เท่า อายุการใช้งานของเกจเพิ่มขึ้น 20-150 เท่า อายุการใช้งานของแม่พิมพ์เพิ่มขึ้น 50-100 เท่า
2) เพิ่มความเร็วในการตัดโลหะและความเร็วในการเจาะเปลือกเป็นทวีคูณและหลายสิบครั้ง
3) ปรับปรุงความแม่นยำของมิติและการตกแต่งพื้นผิวของชิ้นส่วนที่กลึง
4)เป็นไปได้ที่จะแปรรูปวัสดุที่ตัดเฉือนยาก เช่น โลหะผสมทนความร้อน โลหะผสมพิเศษ และเหล็กหล่อแข็งพิเศษ ซึ่งยากต่อการประมวลผลด้วยเหล็กความเร็วสูง
5) สามารถสร้างชิ้นส่วนที่ทนต่อการกัดกร่อนหรือทนต่ออุณหภูมิสูงได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความแม่นยำและอายุการใช้งานของเครื่องจักรและเครื่องมือบางอย่าง

การจำแนกประเภทของซีเมนต์คาร์ไบด์:
1. โลหะผสมประเภท WC-Co (สว่านทังสเตน): ประกอบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์และโคบอลต์บางครั้งในเครื่องมือตัด (บางครั้งก็อยู่ในเครื่องมือตะกั่วด้วย) เติมคาร์ไบด์อื่นๆ 2% หรือน้อยกว่า (แทนทาลัมคาร์ไบด์ ไนโอเบียมคาร์ไบด์ วานาเดียมคาร์ไบด์ ฯลฯ) เป็นสารเติมแต่งโคบอลต์สูง: 20-30%, โคบอลต์ปานกลาง: 10-15%, โคบอลต์ต่ำ: 3-8%
2. โลหะผสมประเภท WC-TiC-Co (ทังสเตน - เหล็ก - โคบอลต์)
โลหะผสมไทเทเนียมต่ำ:4-6% TiC, 9-15% Co
โลหะผสมคางกลาง:10-20% TiC, 6-8% Co
โลหะผสมไทเทเนียมสูง: 25-40% TiC, 4-6% Co
3.โลหะผสม WC-TiC-TaC(NbC)-Co
โลหะผสม WC-TiC-Co มีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่า และยังรบกวนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีกว่า จึงมีอายุการใช้งานเครื่องมือสูงกว่าTiC:5-15%, TaC(NbC):2-10%, Co:5-15% ที่เหลือคือสุขา
4. เหล็กซีเมนต์คาร์ไบด์: ประกอบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์หรือไทเทเนียมคาร์ไบด์และเหล็กกล้าคาร์บอนหรือโลหะผสมเหล็ก
5. โลหะผสมที่มีไทเทเนียมคาร์ไบด์: ประกอบด้วยคาร์บอนมากกว่าไทเทเนียม โลหะนิกเกิล และโลหะโมลิบดีนัมหรือโมลิบดีนัมคาร์ไบด์ (MoC)ปริมาณนิกเกิลและโมลิบดีนัมทั้งหมดมักจะอยู่ที่ 20-30%

คาร์ไบด์สามารถใช้ทำเสี้ยนหมุน, ใบมีด CNC, หัวกัด, มีดวงกลม, มีดกรีด, ใบเลื่อยงานไม้, ใบเลื่อย, แท่งคาร์ไบด์ ฯลฯ