सीमेंटेड कार्बाइड, टंगस्टन कार्बाइड, कठोर धातु, कठोर मिश्र धातु क्या है?

पाउडर धातु विज्ञान प्रक्रिया के माध्यम से एक दुर्दम्य धातु और एक बांधने वाली धातु के एक कठोर यौगिक से बना एक मिश्र धातु सामग्री। सीमेंटेड कार्बाइड में उत्कृष्ट गुणों की एक श्रृंखला होती है जैसे उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, अच्छी ताकत और क्रूरता, गर्मी प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध, विशेष रूप से इसकी उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध, जो मूल रूप से 500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी अपरिवर्तित रहते हैं, अभी भी 1000 डिग्री सेल्सियस पर उच्च कठोरता है। कार्बाइड का उपयोग उपकरण सामग्री के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है, जैसे कि टर्निंग टूल्स, मिलिंग कटर, प्लानर, ड्रिल, बोरिंग टूल्स आदि, कच्चा लोहा, अलौह धातुओं, प्लास्टिक, रासायनिक फाइबर, ग्रेफाइट, कांच, पत्थर और साधारण स्टील को काटने के लिए, और काटने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

सीमेंटेड कार्बाइड का अनुप्रयोग

(1) उपकरण सामग्री

कार्बाइड सबसे बड़ी मात्रा में पाया जाने वाला औजार है जिसका उपयोग टर्निंग टूल्स, मिलिंग कटर, प्लानर, ड्रिल आदि बनाने में किया जा सकता है। इनमें से, टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड लौह और अलौह धातुओं के शॉर्ट चिप प्रसंस्करण और कच्चा लोहा, कच्चा पीतल, बैकलाइट आदि जैसी गैर-धात्विक सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है; टंगस्टन-टाइटेनियम-कोबाल्ट कार्बाइड इस्पात जैसी लौह धातुओं के दीर्घकालिक प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है। चिप मशीनिंग। समान मिश्र धातुओं में, अधिक कोबाल्ट सामग्री वाले मिश्र धातु रफ मशीनिंग के लिए उपयुक्त होते हैं, और कम कोबाल्ट सामग्री वाले मिश्र धातु फिनिशिंग के लिए उपयुक्त होते हैं। सामान्य प्रयोजन वाले सीमेंटेड कार्बाइड में स्टेनलेस स्टील जैसी कठिन-से-मशीन सामग्री के लिए अन्य सीमेंटेड कार्बाइड की तुलना में बहुत लंबा मशीनिंग जीवन होता है।

(2) मोल्ड सामग्री

सीमेंटेड कार्बाइड का उपयोग मुख्य रूप से ठंडे काम करने वाले डाई जैसे कि ठंडे ड्राइंग डाई, ठंडे पंचिंग डाई, ठंडे एक्सट्रूज़न डाई और ठंडे पियर डाई के लिए किया जाता है।

कार्बाइड कोल्ड हेडिंग डाई में प्रभाव या तीव्र प्रभाव की घिसाव-प्रतिरोधी कार्य स्थितियों में अच्छी प्रभाव कठोरता, फ्रैक्चर कठोरता, थकान शक्ति, झुकने की शक्ति और अच्छा घिसाव प्रतिरोध होना आवश्यक है। आमतौर पर मध्यम और उच्च कोबाल्ट और मध्यम और मोटे दाने वाले मिश्र धातु ग्रेड, जैसे YG15C, का उपयोग किया जाता है।

सामान्यतया, सीमेंटेड कार्बाइड के पहनने के प्रतिरोध और कठोरता के बीच संबंध विरोधाभासी है: पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि से कठोरता में कमी आएगी, और कठोरता में वृद्धि अनिवार्य रूप से पहनने के प्रतिरोध में कमी लाएगी। इसलिए, मिश्र धातु ग्रेड का चयन करते समय, प्रसंस्करण वस्तु और प्रसंस्करण कार्य स्थितियों के अनुसार विशिष्ट उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करना आवश्यक है।

यदि चयनित ग्रेड उपयोग के दौरान जल्दी टूटने और क्षति के लिए प्रवण है, तो उच्च कठोरता वाले ग्रेड का चयन किया जाना चाहिए; यदि चयनित ग्रेड उपयोग के दौरान जल्दी पहनने और क्षति के लिए प्रवण है, तो उच्च कठोरता और बेहतर पहनने के प्रतिरोध वाले ग्रेड का चयन किया जाना चाहिए। निम्नलिखित ग्रेड: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C बाएं से दाएं, कठोरता कम हो जाती है, पहनने का प्रतिरोध कम हो जाता है, और कठोरता बढ़ जाती है; इसके विपरीत, विपरीत सच है।

(3) मापने के उपकरण और पहनने के लिए प्रतिरोधी भाग

कार्बाइड का उपयोग घिसाव प्रतिरोधी सतह इनले और माप उपकरणों के भागों, ग्राइंडरों के परिशुद्ध बीयरिंगों, केन्द्ररहित ग्राइंडरों की गाइड प्लेटों और गाइड छड़ों, खरादों के शीर्षों और अन्य घिसाव प्रतिरोधी भागों के लिए किया जाता है।

बाइंडर धातुएं सामान्यतः लौह समूह की धातुएं होती हैं, जिनमें सामान्यतः कोबाल्ट और निकल शामिल हैं।

सीमेंटेड कार्बाइड का निर्माण करते समय, चयनित कच्चे माल के पाउडर का कण आकार 1 और 2 माइक्रोन के बीच होता है, और शुद्धता बहुत अधिक होती है। कच्चे माल को निर्धारित संरचना अनुपात के अनुसार बैच किया जाता है, और अल्कोहल या अन्य मीडिया को गीले बॉल मिल में गीले पीसने के लिए मिलाया जाता है ताकि उन्हें पूरी तरह मिश्रित और चूर्णित किया जा सके। मिश्रण को छान लें। फिर, मिश्रण को दानेदार बनाया जाता है, दबाया जाता है, और बांधने वाली धातु (1300-1500 डिग्री सेल्सियस) के पिघलने बिंदु के करीब के तापमान पर गर्म किया जाता है, कठोर चरण और बांधने वाली धातु एक यूटेक्टिक मिश्र धातु का निर्माण करेगी। ठंडा होने के बाद, कठोर चरणों को संबंध धातु से बने ग्रिड में वितरित किया जाता है और एक ठोस पूरे बनाने के लिए एक दूसरे के साथ निकटता से जुड़ा होता है। सीमेंटेड कार्बाइड की कठोरता कठोर चरण सामग्री और अनाज के आकार पर निर्भर करती है बाइंडर धातु की मात्रा जितनी अधिक होगी, लचीली ताकत उतनी ही अधिक होगी।

1923 में, जर्मनी के श्लेर्टर ने टंगस्टन कार्बाइड पाउडर में 10% से 20% कोबाल्ट मिलाकर एक बांधने की मशीन बनाई और टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट के एक नए मिश्र धातु का आविष्कार किया। इसकी कठोरता हीरे के बाद दूसरे स्थान पर है। यह पहला सीमेंटेड कार्बाइड मिश्र धातु था। इस मिश्र धातु से बने औजार से इस्पात काटते समय, धार जल्दी घिस जाती है, और यहाँ तक कि धार में भी दरार आ जाती है। 1929 में, संयुक्त राज्य अमेरिका के श्वार्टज़कोव ने मूल संरचना में एक निश्चित मात्रा में टंगस्टन कार्बाइड और टाइटेनियम कार्बाइड मिश्रित कार्बाइड मिलाया, जिससे इस्पात काटने में औजार के प्रदर्शन में सुधार हुआ। सीमेंटेड कार्बाइड के विकास के इतिहास में यह एक और उपलब्धि है।

सीमेंटेड कार्बाइड में उच्च कठोरता, घिसाव प्रतिरोध, अच्छी शक्ति और क्रूरता, ऊष्मा प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध जैसे उत्कृष्ट गुणों की एक श्रृंखला होती है, विशेष रूप से इसकी उच्च कठोरता और घिसाव प्रतिरोध, जो 500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी मूल रूप से अपरिवर्तित रहते हैं, 1000 डिग्री सेल्सियस पर भी उच्च कठोरता रखते हैं। कार्बाइड का व्यापक रूप से उपकरण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, जैसे टर्निंग टूल्स, मिलिंग कटर, प्लानर, ड्रिल, बोरिंग टूल्स आदि, कच्चा लोहा, अलौह धातु, प्लास्टिक, रासायनिक फाइबर, ग्रेफाइट, कांच, पत्थर और साधारण स्टील को काटने के लिए, और इसका उपयोग काटने के लिए भी किया जा सकता है। मशीन में मुश्किल से काम आने वाली सामग्री जैसे ऊष्मा प्रतिरोधी स्टील, स्टेनलेस स्टील, उच्च मैंगनीज स्टील, टूल स्टील आदि। नए कार्बाइड उपकरणों की काटने की गति अब कार्बन स्टील की तुलना में सैकड़ों गुना है।

कार्बाइड का उपयोग रॉक ड्रिलिंग उपकरण, खनन उपकरण, ड्रिलिंग उपकरण, मापने के उपकरण, पहनने के लिए प्रतिरोधी भागों, धातु अपघर्षक, सिलेंडर लाइनर, सटीक बीयरिंग, नोजल, धातु के सांचे (जैसे तार खींचने वाले मर जाते हैं, बोल्ट मर जाते हैं, अखरोट मर जाते हैं, और विभिन्न फास्टनर मोल्ड्स, सीमेंटेड कार्बाइड के उत्कृष्ट प्रदर्शन ने धीरे-धीरे पिछले स्टील मोल्ड्स को बदल दिया)।

बाद में, लेपित सीमेंटेड कार्बाइड भी सामने आया। 1969 में, स्वीडन ने टाइटेनियम कार्बाइड लेपित उपकरण का सफलतापूर्वक विकास किया। इस उपकरण का आधार टंगस्टन-टाइटेनियम-कोबाल्ट कार्बाइड या टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड है। सतह पर टाइटेनियम कार्बाइड कोटिंग की मोटाई केवल कुछ माइक्रोन है, लेकिन समान ब्रांड के मिश्र धातु उपकरणों की तुलना में, सेवा जीवन तीन गुना बढ़ जाता है और काटने की गति 25% से 50% तक बढ़ जाती है। 1970 के दशक में, मशीन में मुश्किल से काटे जाने वाले पदार्थों को काटने के लिए लेपित उपकरणों की चौथी पीढ़ी सामने आई।

सीमेंटेड कार्बाइड का सिंटरीकरण कैसे किया जाता है?

सीमेंटेड कार्बाइड एक धातु सामग्री है जो कार्बाइड और एक या अधिक दुर्दम्य धातुओं के बाइंडर धातुओं के पाउडर धातु विज्ञान द्वारा बनाई जाती है।

Mप्रमुख उत्पादक देश

दुनिया में 50 से अधिक देश सीमेंटेड कार्बाइड का उत्पादन करते हैं, जिनका कुल उत्पादन 27,000-28,000 टन है। मुख्य उत्पादक संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस, स्वीडन, चीन, जर्मनी, जापान, यूनाइटेड किंगडम, फ्रांस आदि हैं। दुनिया का सीमेंटेड कार्बाइड बाजार मूल रूप से संतृप्त है। , बाजार में प्रतिस्पर्धा बहुत भयंकर है। चीन का सीमेंटेड कार्बाइड उद्योग 1950 के दशक के अंत में आकार लेने लगा। 1960 से 1970 के दशक तक, चीन का सीमेंटेड कार्बाइड उद्योग तेजी से विकसित हुआ। 1990 के दशक की शुरुआत में, चीन की सीमेंटेड कार्बाइड की कुल उत्पादन क्षमता 6000t तक पहुँच गई, और सीमेंटेड कार्बाइड का कुल उत्पादन 5000t तक पहुँच गया, जो रूस और संयुक्त राज्य अमेरिका के बाद दूसरे स्थान पर है, यह दुनिया में तीसरे स्थान पर है।

शौचालय कटर

①टंगस्टन और कोबाल्ट सीमेंटेड कार्बाइड
इसके मुख्य घटक टंगस्टन कार्बाइड (WC) और बाइंडर कोबाल्ट (Co) हैं।
इसका ग्रेड "YG" (चीनी पिनयिन में "कठोर और कोबाल्ट") और औसत कोबाल्ट सामग्री के प्रतिशत से बना है।
उदाहरण के लिए, YG8 का अर्थ है औसत WCo=8%, और शेष टंगस्टन कार्बाइड का टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड है।
टीआईसी चाकू

②टंगस्टन-टाइटेनियम-कोबाल्ट कार्बाइड
इसके मुख्य घटक टंगस्टन कार्बाइड, टाइटेनियम कार्बाइड (TiC) और कोबाल्ट हैं।
इसका ग्रेड "YT" ("हार्ड, टाइटेनियम" चीनी पिनयिन उपसर्ग में दो अक्षर) और टाइटेनियम कार्बाइड की औसत सामग्री से बना है।
उदाहरण के लिए, YT15 का अर्थ है औसत WTi=15%, और शेष भाग कोबाल्ट सामग्री के साथ टंगस्टन कार्बाइड और टंगस्टन-टाइटेनियम-कोबाल्ट कार्बाइड है।
टंगस्टन टाइटेनियम टैंटलम उपकरण

③टंगस्टन-टाइटेनियम-टैंटलम (नाइओबियम) सीमेंटेड कार्बाइड
इसके मुख्य घटक टंगस्टन कार्बाइड, टाइटेनियम कार्बाइड, टैंटलम कार्बाइड (या नियोबियम कार्बाइड) और कोबाल्ट हैं। इस प्रकार के सीमेंटेड कार्बाइड को सामान्य सीमेंटेड कार्बाइड या सार्वभौमिक सीमेंटेड कार्बाइड भी कहा जाता है।
इसका ग्रेड "YW" (चीनी ध्वन्यात्मक उपसर्ग "हार्ड" और "वान") और एक अनुक्रम संख्या, जैसे YW1 से बना है।

प्रदर्शन विशेषताएँ

कार्बाइड वेल्डेड इंसर्ट

उच्च कठोरता (86～93HRA, 69～81HRC के बराबर);

अच्छी तापीय कठोरता (900～1000℃ तक, 60HRC रखें);

अच्छा घर्षण प्रतिरोध.

कार्बाइड कटिंग टूल्स हाई-स्पीड स्टील की तुलना में 4 से 7 गुना तेज़ होते हैं और इनका जीवनकाल 5 से 80 गुना ज़्यादा होता है। सांचों और मापन उपकरणों के निर्माण में, इनका जीवनकाल मिश्र धातु वाले टूल स्टील की तुलना में 20 से 150 गुना ज़्यादा होता है। यह लगभग 50HRC तक की कठोर सामग्रियों को काट सकता है।

हालाँकि, सीमेंटेड कार्बाइड भंगुर होता है और इसे मशीनिंग द्वारा संसाधित नहीं किया जा सकता, और जटिल आकृतियों वाले अभिन्न उपकरण बनाना मुश्किल होता है। इसलिए, अक्सर विभिन्न आकृतियों के ब्लेड बनाए जाते हैं, जिन्हें वेल्डिंग, बॉन्डिंग, मैकेनिकल क्लैम्पिंग आदि द्वारा टूल बॉडी या मोल्ड बॉडी पर लगाया जाता है।

विशेष आकार की पट्टी

सिंटरिंग

सीमेंटेड कार्बाइड सिंटरिंग मोल्डिंग पाउडर को एक बिलेट में दबाना है, और फिर एक निश्चित तापमान (सिंटरिंग तापमान) तक गर्म करने के लिए सिंटरिंग भट्ठी में प्रवेश करना है, इसे एक निश्चित समय (होल्डिंग समय) के लिए रखना है, और फिर आवश्यक गुणों के साथ एक सीमेंटेड कार्बाइड सामग्री प्राप्त करने के लिए इसे ठंडा करना है।

सीमेंटेड कार्बाइड सिंटरिंग प्रक्रिया को चार बुनियादी चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

1: निर्माण एजेंट को हटाने और प्री-सिंटरिंग के चरण में, सिंटर किए गए शरीर में निम्नानुसार परिवर्तन होता है:
मोल्डिंग एजेंट को हटाने पर, सिंटरिंग के प्रारंभिक चरण में तापमान बढ़ने के साथ, मोल्डिंग एजेंट धीरे-धीरे विघटित या वाष्पीकृत हो जाता है, और सिंटरिंग निकाय बाहर निकल जाता है। प्रकार, मात्रा और सिंटरिंग प्रक्रिया अलग-अलग होती है।
पाउडर की सतह पर मौजूद ऑक्साइड कम हो जाते हैं। सिंटरिंग तापमान पर, हाइड्रोजन कोबाल्ट और टंगस्टन के ऑक्साइड को कम कर सकता है। यदि फॉर्मिंग एजेंट को निर्वात में हटाकर सिंटरिंग किया जाए, तो कार्बन-ऑक्सीजन अभिक्रिया प्रबल नहीं होती। पाउडर कणों के बीच संपर्क तनाव धीरे-धीरे समाप्त हो जाता है, बंधन धातु पाउडर पुनः प्राप्त होने और पुनः क्रिस्टलीकृत होने लगता है, सतह पर विसरण होने लगता है, और ब्रिकेटिंग शक्ति में सुधार होता है।

2: ठोस चरण सिंटरिंग चरण (800℃–यूटेक्टिक तापमान)
तरल चरण की उपस्थिति से पहले के तापमान पर, पिछले चरण की प्रक्रिया को जारी रखने के अलावा, ठोस चरण प्रतिक्रिया और प्रसार तेज हो जाता है, प्लास्टिक प्रवाह बढ़ जाता है, और सिंटर शरीर काफी सिकुड़ जाता है।

3: द्रव चरण सिंटरिंग चरण (यूटेक्टिक तापमान - सिंटरिंग तापमान)
जब सिंटर किए गए शरीर में तरल चरण दिखाई देता है, तो संकोचन जल्दी से पूरा हो जाता है, इसके बाद मिश्र धातु की मूल संरचना और संरचना बनाने के लिए क्रिस्टलोग्राफिक परिवर्तन होता है।

4: शीतलन चरण (सिंटरिंग तापमान - कमरे का तापमान)
इस स्तर पर, विभिन्न शीतलन स्थितियों के साथ मिश्रधातु की संरचना और प्रावस्था संरचना में कुछ परिवर्तन होते हैं। इस विशेषता का उपयोग सीमेंटेड कार्बाइड को गर्म करके उसके भौतिक और यांत्रिक गुणों में सुधार करने के लिए किया जा सकता है।