Ako zloženie spekaného karbidu ovplyvňuje výkon foriem?

Ahoj! Ako dodávateľ foriem zo slinutého karbidu dostávam v poslednej dobe veľa otázok o tom, ako zloženie zo slinutého karbidu ovplyvňuje výkonnosť foriem. Tak som si povedal, že si sadnem a napíšem tento blog, aby som sa s vami podelil o pár postrehov.

Najprv si povedzme niečo o tom, čo je slinutý karbid. Slinutý karbid je kompozitný materiál vyrobený z tvrdých karbidových častíc, zvyčajne karbidu volfrámu (WC), držaných pohromade spojivovým kovom, typicky kobaltom (Co). Pomer týchto zložiek spolu s ďalšími možnými prísadami zohráva obrovskú úlohu pri určovaní vlastností a výkonu foriem z neho vyrobených.

Obsah karbidu volfrámu

Karbid volfrámu je hlavnou tvrdou fázou slinutého karbidu. To dáva materiálu vysokú tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Všeobecne povedané, čím vyšší je obsah karbidu volfrámu, tým tvrdší je slinutý karbid. Pre plesne to znamená lepšiu odolnosť proti oderu. Keď používate formu na tvarovanie materiálov, ako sú kovy alebo keramika, dochádza k veľkému treniu. Forma s vysokým obsahom karbidu volfrámu vydrží toto trenie dlhší čas bez opotrebovania.

Napríklad v odvetviach, kde je kľúčová presnosť, ako je výroba malých elektronických súčiastok, sa uprednostňujú formy s vysokým obsahom WC. Tieto formy si musia zachovať svoj tvar a povrchovú úpravu počas veľkého počtu výrobných cyklov. Vysoká tvrdosť slinutého karbidu bohatého na WC zaisťuje, že forma sa ľahko nepoškriabe alebo nedeformuje, čo má za následok konzistentnú kvalitu produktu.

Existuje však kompromis. So zvyšujúcim sa obsahom karbidu volfrámu klesá húževnatosť slinutého karbidu. Húževnatosť je schopnosť materiálu absorbovať energiu a odolávať lomu. V niektorých aplikáciách, napríklad keď je forma vystavená vysokému nárazovému zaťaženiu, nemusí byť veľmi vysoký obsah WC najlepšou voľbou. Ak je forma príliš krehká, mohla by pod tlakom prasknúť alebo sa zlomiť.

Obsah kobaltového spojiva

Kobalt pôsobí ako spojivo v slinutom karbide a drží častice karbidu volfrámu pohromade. Množstvo kobaltu v kompozícii má významný vplyv na vlastnosti formy. Vyšší obsah kobaltu zvyšuje húževnatosť slinutého karbidu. Je to preto, že kobalt je tvárny kov a môže absorbovať energiu a zabrániť šíreniu trhlín materiálom.

V aplikáciách, kde je pravdepodobné, že forma bude vystavená otrasom alebo nárazom, ako sú operácie kovania alebo razenia, sa používajú formy s relatívne vysokým obsahom kobaltu. Tieto formy dokážu odolať náhlym silám bez toho, aby sa zlomili. Napríklad pri kovaní veľkých kovových dielov musí forma vydržať vysokotlakové údery kovacieho kladiva. Forma zo slinutého karbidu bohatá na kobalt s väčšou pravdepodobnosťou prežije tieto drsné podmienky.

Na druhej strane zvýšenie obsahu kobaltu znižuje tvrdosť a odolnosť voči opotrebovaniu slinutého karbidu. Kobalt je mäkší ako karbid volfrámu, takže ako jeho podiel stúpa, celková tvrdosť materiálu klesá. To znamená, že v aplikáciách, kde je prvoradým záujmom odolnosť proti opotrebeniu, ako napríklad pri výrobe lisovníc na ťahanie drôtu, sa uprednostňuje nižší obsah kobaltu.

Iné aditíva

Okrem karbidu volfrámu a kobaltu možno do kompozície slinutého karbidu pridať ďalšie prvky na zlepšenie špecifických vlastností. Napríklad karbid tantalu (TaC) a karbid nióbu (NbC) sa často pridávajú na zlepšenie tepelnej stability a odolnosti voči oxidácii slinutého karbidu.

Pri vysokoteplotných aplikáciách, ako sú formy na tlakové liatie roztavených kovov, sú tieto prísady kľúčové. Zabraňujú degradácii formy pri zvýšených teplotách, čo by inak mohlo viesť k rozmerovým zmenám a zníženiu kvality produktu. Keď je forma vystavená horúcemu roztavenému kovu, TaC a NbC pomáhajú udržiavať integritu povrchu formy a zabezpečujú hladké a presné odlievanie.

Na zlepšenie odolnosti slinutého karbidu proti korózii sa môže pridať aj chróm (Cr). V odvetviach, kde formy prichádzajú do styku s korozívnymi látkami, ako napríklad v chemickom alebo potravinárskom priemysle, môže mať forma zo slinutého karbidu s obsahom chrómu oveľa dlhšiu životnosť.

Ako zloženie ovplyvňuje rôzne typy plesní

Poďme sa pozrieť na to, ako zloženie slinutého karbidu ovplyvňuje rôzne typy foriem.

Carbide Lab Press Mold

PreKarbidové laboratórne lisovacie formy, ktoré sa často používajú v laboratórnych podmienkach na prípravu vzoriek v malom meradle, sa zvyčajne vyžaduje vyvážené zloženie. Tieto formy musia byť dostatočne tvrdé, aby odolali tlaku vyvíjanému počas lisovacích operácií, ale zároveň musia byť dostatočne pevné, aby sa zabránilo praskaniu. Stredný obsah karbidu volfrámu s miernym množstvom kobaltu je často dobrou voľbou. Táto kombinácia poskytuje dostatočnú tvrdosť na presné tvarovanie vzorky a dostatočnú húževnatosť na zvládnutie normálneho namáhania v laboratórnom prostredí.

Formy zo slinutého karbidu na všeobecné priemyselné použitie

Formy zo slinutého karbidupoužívané vo všeobecných priemyselných aplikáciách sa značne líšia svojim zložením v závislosti od konkrétneho použitia. Napríklad v automobilovom priemysle môžu mať formy na lisovanie dielov vyšší obsah kobaltu kvôli lepšej húževnatosti, zatiaľ čo formy na obrábanie komponentov motorov môžu mať vyšší obsah karbidu volfrámu kvôli odolnosti voči opotrebovaniu.

Záver

Záverom možno povedať, že zloženie slinutého karbidu má zásadný vplyv na výkonnosť foriem. Starostlivým výberom správnej kombinácie karbidu volfrámu, kobaltu a ďalších prísad môžeme prispôsobiť vlastnosti formy tak, aby spĺňali špecifické požiadavky rôznych aplikácií.

Ak hľadáte vysokokvalitné formy zo slinutého karbidu a chcete prediskutovať najlepšie zloženie pre vaše potreby, neváhajte a oslovte. Sme tu, aby sme vám pomohli nájsť dokonalé riešenie pre vaše výrobné procesy.

Referencie

• "Cemented Carbides: Science and Technology" od Johna A. Brookesa
• "Veda o materiáloch a inžinierstvo: Úvod" od Williama D. Callistera Jr. a Davida G. Rethwischa