hakkında şirket haberleri Sementit Karbür Nedir?

Eğer imalat, madencilik veya takım tezgahları alanında çalışıyorsanız, muhtemelen “sert metal karbür” terimini duymuşsunuzdur – ama tam olarak nedir bu? Tungsten karbür ile aynı şey mi? Ve neden zorlu endüstriyel işlerde bu kadar yaygın olarak kullanılıyor?Sert metal karbür (genellikle “sert metal” olarak adlandırılır), sert seramik parçacıkların (tungsten karbür gibi) yumuşak bir metal bağlayıcı (kobalt veya nikel gibi) ile yüksek ısı ve basınç altında birleştirilmesiyle yapılan kompozit bir malzemedir. Seramik parçacıkların aşırı sertliğini, metal bağlayıcının tokluğuyla birleştirir ve bu da onu aşınmaya dayanıklı ve kesme uygulamaları için en dayanıklı malzemelerden biri yapar. Bu makalede, bileşimini, nasıl yapıldığını, temel özelliklerini, yaygın türlerini ve gerçek dünya kullanımlarını inceleyeceğiz. Tüm içerik, endüstri profesyonellerinin ilişkilendirebileceği pratik örneklerle, anlaşılırlık için basitleştirilmiştir.

Sert metal karbürün performansı, iki ana bileşeninden gelir – “sert faz” parçacıkları ve bir “bağlayıcı faz” metal. Bunlar, tek bir malzemenin (saf metal veya seramik gibi) tek başına yapamayacağı sertlik ve tokluk dengesini sağlamak için birlikte çalışır.

Not: Tungsten karbür (WC) en popüler sert fazdır – endüstriyel sert metal karbür ürünlerinin %90'ından fazlası ana sert bileşen olarak WC kullanır. Bu nedenle “sert metal karbür” genellikle konuşma dilinde “tungsten karbür” olarak adlandırılır (ancak teknik olarak, tungsten karbür kompozitin sadece bir parçasıdır).

Sert metal karbür, metal gibi dökülmez veya dövülmez – ince tozları yoğun, katı bir malzemeye dönüştüren bir süreç olan toz metalurjisikullanılarak yapılır. Adımlar basittir ve kaliteyi sağlamak için sıkı bir şekilde kontrol edilir:

1. Toz Hazırlama:

   • Sert faz (örneğin, WC) ve bağlayıcı (örneğin, Co), ultra ince tozlar halinde öğütülür (parçacık boyutu: 0,5–10 mikrometre, bir insan saçının genişliğinin yaklaşık 1/20'si).
   • Tozlar, nemi gidermek için kurutulur (nem, nihai üründe gözeneklere neden olur) ve topakları gidermek için elenir.

2. Toz Karıştırma:

   • Tozlar, hassas oranlarda (örneğin, %94 WC + %6 Co) bilyalı değirmenler kullanılarak karıştırılır. Bağlayıcının sert parçacıkların etrafında eşit dağılımını sağlamak için bir sıvı (alkol gibi) veya yağlayıcı (balmumu gibi) eklenir.
   • Karıştırma 4–24 saat sürer – buradaki homojenlik kritiktir: düzensiz bağlayıcı dağılımı, nihai üründe zayıf noktalara yol açar.

3. Sıkıştırma:

   • Karıştırılan toz, hidrolik presler kullanılarak bir “yeşil kompakt” (nihai ürünün kaba şekli) haline getirilir. Basınç, tozu sıkıca paketlemek için 150–600 MPa (atmosfer basıncının 1.500–6.000 katı) arasında değişir.
   • Yeşil kompakt kırılgandır (kurumuş bir kum kalesi gibi) ancak şeklini korur – şimdi sinterlemeye hazırdır.

4. Sinterleme (The “Sertleştirme” Adımı):

   • Yeşil kompakt, koruyucu bir atmosferde (oksidasyonu önlemek için argon veya azot) 1.300–1.600°C (2.372–2.912°F) sıcaklığa ısıtılır.
   • Yüksek sıcaklıklarda, bağlayıcı metal erir ve sert faz parçacıklarının etrafında akar, onları “yapıştırır”. Kompakt, tozlar arasındaki boşluklar kapandıkça %5–20 oranında küçülür.
   • Fırın yavaşça soğur (dakikada 2–5°C) çatlamayı önlemek için – bu adım, kırılgan kompaktı yoğun, sert bir sert metal karbür parçasına dönüştürür.

5. Son İşlem (İsteğe Bağlı):

   • Hassas parçalar (örneğin, kesici takımlar, conta halkaları) için, sinterlenmiş parça, boyut ve şekli iyileştirmek için elmas tekerleklerle taşlanır (sert metal karbür çelikten daha sert olduğundan).
   • Bazı parçalar, aşınma direncini artırmak veya sürtünmeyi azaltmak için cilalanır veya kaplanır (örneğin, titanyum nitrür, TiN).

Sert metal karbürün popülaritesi, onu zorlu endüstriyel koşullar için ideal hale getiren dört rakipsiz özelliğinden kaynaklanmaktadır:

• Sertlik: Mohs Sertlik Ölçeğinde 8,5–9 (sadece elmas, kübik bor nitrür ve birkaç diğeri daha serttir).
• Aşınma direnci: Aşınmanın yoğun olduğu işlerde yüksek karbonlu çelikten 5–10 kat daha uzun ömürlüdür. Örneğin, bir sert metal karbür madencilik astarı, taneli cevheri 6–24 ay boyunca işleyebilirken, çelik bir astar sadece 1–3 ay dayanır.

• Saf seramikten farklı olarak (darbe üzerine parçalanır), metal bağlayıcı, sert metal karbürün darbelere dayanacak kadar tok olmasını sağlar. Bir sert metal karbür matkap ucu, sert bir kayaya kırılmadan çarpabilirken, bir seramik uç hemen çatlayacaktır.

• Yüksek sıcaklıklarda sertliğini korur (bağlayıcıya bağlı olarak 500–800°C, 932–1.472°F'ye kadar). Bu, onu kesici takımlar için mükemmel yapar – metali işlerken, takım ucu ısınır, ancak sert metal karbür yumuşamaz veya kenarını kaybetmez.

• Paslanmaya, korozyona ve kimyasal saldırılara karşı dirençlidir (özellikle nikel bağlı sert metal karbür). Deniz suyunda (örneğin, pompa contaları) veya kimya fabrikalarında (örneğin, vana parçaları) bozulmadan çalışır.

Tüm sert metal karbür aynı değildir – sert fazın bağlayıcıya oranı ve sert fazın türü, belirli işler için ayarlanır. İşte endüstride kullanılan en yaygın türler:

Sert metal karbür, ağır sanayide her yerdedir – bir parçanın sert, tok veya aşınmaya dayanıklı olması gerekiyorsa, muhtemelen sert metal karbürden yapılmıştır. İşte en yaygın kullanımlar:

• En büyük uygulama: Metal, ahşap veya beton işlemek için matkap uçları, torna takımları, frezeleme uçları ve testere bıçakları. Bir sert metal karbür kesme ucu, değiştirilmesi gerekmeden önce binlerce metal parçayı işleyebilir.

• Kırıcı dişleri, konveyör bant kazıyıcıları ve madencilik matkap uçları gibi aşınma parçaları. Bu parçalar aşındırıcı cevher ve kayaları işler – sert metal karbürün aşınma direnci, değiştirme maliyetlerini düşürür.

• Pompalar için conta halkaları (sızdırmazlığı önler ve aşınmaya karşı direnç gösterir), yatak burçları (ağır makinelerde sürtünmeyi azaltır) ve ekstrüzyon kalıpları (metal veya plastiği aşınmadan şekillendirir).

• Nozullar (3D baskı veya yakıt enjeksiyonu için), saat dişlileri (sert ve çizilmeye karşı dayanıklı) ve tıbbi aletler (örneğin, sert ve steril olması gereken diş matkapları) gibi küçük, yüksek hassasiyetli parçalar.

1. Efsane: “Sert metal karbür, tungsten karbür ile aynıdır.”
   Gerçek: Tungsten karbür (WC), çoğu sert metal karbürde sadece sert fazdır. Sert metal karbür bir kompozittir – WC parçacıklarını bir arada tutmak için bir bağlayıcıya (kobalt gibi) ihtiyacı vardır. Bunu bir kurabiye gibi düşünün: WC çikolata parçacıklarıdır ve kobalt hamurdur.

2. Efsane: “Sert metal karbür kullanmak çok pahalı.”
   Gerçek: Çelikten daha pahalı olsa da, 5–10 kat daha uzun ömürlüdür. Örneğin, 50 dolarlık bir sert metal karbür matkap ucu, 10 dolarlık bir çelik uçtan 10 kat daha uzun ömürlüdür – zamanla, daha az sıklıkta değiştirdiğiniz için daha ucuzdur.

Sert metal karbürün sertlik, tokluk ve ısı direncinin benzersiz karışımı, onu zorlu endüstriyel işlerde vazgeçilmez kılar. İster metali işliyor, ister cevher madenciliği yapıyor, ister pompa inşa ediyor olun, ekipmanı daha uzun süre ve daha güvenilir bir şekilde çalıştıran malzemedir.

Sert metal karbürden en iyi şekilde yararlanmanın anahtarı, uygulamanız için doğru türü seçmektir: Çok yönlülük için WC-Co, korozyon direnci için WC-Ni ve yüksek hızlı işleme için WC-TiTaC-Co.

Projeniz için hangi sert metal karbür türünün en iyi olduğundan emin değilseniz (örneğin, yeni bir kesici takım veya aşınma parçası), lütfen iletişime geçmekten çekinmeyin. Malzemeyi ihtiyaçlarınıza ve bütçenize göre eşleştirmeye yardımcı olabiliriz.