Состояние разработки коррозионностойких цементированных карбидов

С быстрым развитием промышленных технологий потребность людей в материалах становится все выше и выше. Используемые материалы должны обладать не только высокой прочностью, высокой твердостью, но и хорошей коррозионной стойкостью. Например, для химической промышленности и машиностроения требуются материалы, обладающие хорошей химической стабильностью, сильной коррозионной стойкостью, а также высокой прочностью и твердостью, чтобы выдерживать двойное воздействие химической коррозии и механического износа. Хотя существует много видов коррозионно-стойких материалов, однако комплексные показатели твердости, прочности и коррозионной стойкости делают обязательным изучение коррозионно-стойких цементированных карбидов.

Классификация коррозионностойких цементированных карбидов

Коррозионно-стойкие цементированные карбиды были разработаны с 1950-х годов. В соответствии с различными твердыми фазами коррозионно-стойкие материалы можно разделить на три категории: на основе WC, на основе Cr3C2 и на основе TiC. Изученные в данной работе цементированные карбиды состоят из нас и TiC как твердых фаз.

WC-цементированный карбид является одним из лучших материалов для металлорежущего инструмента с высокой твердостью и отличной износостойкостью.

В сверхтвердых материалах диапазон твердости и относительной прочности цементированных карбидов шире. Твердость цементированных карбидов на основе WC обычно составляет 80-95 HRA, а содержание связующего составляет 6-25%. Коэффициент линейного расширения цементированных карбидов на основе WC очень низок, что составляет около 35-60% стали в диапазоне 20-400 ° С. Отрицательный коэффициент теплопроводности составляет около 1/2 стали и 1/3 меди.

Цементированный карбид на основе Cr3C2 стал важной отраслью цементированного карбида с хорошей коррозионной стойкостью, но его применение ограничено его низкой прочностью. При добавлении фосфидов, карбидов и других избыточных элементов прочность на изгиб сплава увеличивается с 600-700 МПа на начальной стадии разработки до более чем 100 мПа.

Цементированные карбиды на основе карбида титана, которые в основном состоят из карбида титана и имеют высокую твердость, в основном используются для чистовой и сверхтонкой обработки стали. Тем не менее, он не был широко использован в течение длительного времени из-за его недостаточной вязкости.

Факторы, влияющие на коррозионную стойкость цементированного карбида

Связная фаза

Коррозионная стойкость цементированных карбидов в значительной степени зависит от фазы связывания. Кобальт является отличным связующим для WC, WC-TiC и цементированного карбида. Со времени изобретения жесткой концепции WC-Co в 1926 году кобальт стал доминирующим связующим веществом для кожи.

Связывание кобальтом является наиболее важным связующим веществом в цементированном карбиде. Это связано с тем, что кобальт как связующий агент обладает хорошей смачиваемостью с твердой фазой при спекании в жидкой фазе и хорошей плотностью при спекании с твердой фазой, поэтому полученный цементированный карбид обладает превосходными механическими свойствами, но коррозионная стойкость кобальта как связующей фазы низкая.

Коррозионная стойкость никеля в качестве связующего значительно улучшена по сравнению с кобальтом, поэтому использование никеля вместо кобальта в качестве связующего все шире используется. Но поскольку никель является структурой с кристаллической структурой, его механические свойства уступают свойствам кобальта. Смачиваемость никеля к кобальту хуже, чем у WC, поэтому механические свойства сплава хуже. Чтобы решить эту проблему, твердость, ударная вязкость, прочность и износостойкость твердого золота могут быть улучшены путем добавления количественной добавки к матрице.

Жесткая фаза

Цементированные карбиды могут быть классифицированы на следующие категории в зависимости от состава цементированных карбидов, содержащих остаточные фазы:

Сплав вольфрама кобальта

Этот вид цементированного карбида часто упоминается как нелегированный чистый карбид вольфрама, режущий чугун или износостойкие лезвия из цементированного карбида. Все они состоят из мелких полигональных частиц карбида вольфрама, связанных с металлом кобальта. Тем не менее, они также могут быть связаны с никелем. Этот тип цементированного карбида может быть использован для резки чугуна, цветных металлов и цветных металлов. Металлические материалы, но, как правило, не используются для резки стали, но также и для некоторых не режущих систем.

Сплавы карбида вольфрама

WC по-прежнему является основным компонентом карбидов в этом типе цементированного карбида, и к нему добавляется определенное количество TiC, которое в основном используется для резки стали. При резке стали чистые твердосплавные сплавы подвержены полумесячному износу или истиранию поверхности инструмента. Это связано не с режущими инструментами, а с резкой при высокоскоростной резке. Высокая температура будет происходить на границе раздела, что ускорит диффузию между инструментами и деталями, постепенно изнашивает инструменты и в конечном итоге образует углубление в форме полумесяца. Добавление TiC может эффективно снизить скорость диффузии и ингибировать образование углубления в форме полумесяца, в то время как добавление TiC может улучшить термическую твердость сплава.

Карбид титана имеет плотность 4,9 г/см3, что намного ниже плотности карбида вольфрама 15,6 г/см3. Таким образом, легкосплавный сплав можно получить, выбрав в качестве твердой фазы составной карбид WC-TiC.

Кроме того, твердость сплава WC-TiC, полученного в качестве твердой фазы, выше, чем у сплава с одним WC, и твердость сплава WC-TiC увеличивается с увеличением содержания TiC в WC-TiC. Однако фаза твердого раствора WC-TiC не может быть полностью смочена фазой связывания кобальта или никеля, а структура сплава WC-TiC не может быть полностью смочена фазой связывания кобальта или никеля. Прочность на изгиб сплава не так хороша, как у WC, как у твердой фазы.

Карбид титана

Этот вид сплава в основном состоит из карбида железа в качестве твердой фазы, и его твердость относительно высока. В основном используется для чистовой и сверхтонкой обработки стали.

Прочие цементированные карбиды

включают карбид хрома, карбид, карбид титана, карбид алюминия, цементированный карбид и так далее. Они имеют свои особенности и развиваются.

На следующей неделе мы поговорим о других факторах, влияющих на коррозионную стойкость цементированных карбидов. Добро пожаловать, чтобы сделать вашу подписку.