सीमेंटेड कार्बाइड, टंगस्टन कार्बाइड, हार्ड मेटल, हार्ड मिश्र धातु क्या है??

पाउडर धातु विज्ञान प्रक्रिया के माध्यम से दुर्दम्य धातु और बाइंडर धातु के कठोर यौगिक से बनी 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 हैं 1000℃ पर उच्च कठोरता।कच्चा लोहा, अलौह धातु, प्लास्टिक, रासायनिक फाइबर, ग्रेफाइट, कांच, पत्थर और साधारण स्टील को काटने के लिए कार्बाइड का व्यापक रूप से उपकरण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, जैसे टर्निंग टूल, मिलिंग कटर, प्लानर, ड्रिल, बोरिंग टूल इत्यादि। और इसका उपयोग मुश्किल-से-मशीन सामग्री जैसे गर्मी प्रतिरोधी स्टील, स्टेनलेस स्टील, उच्च मैंगनीज स्टील, टूल स्टील इत्यादि को काटने के लिए भी किया जा सकता है। नए कार्बाइड उपकरणों की काटने की गति अब कार्बन स्टील की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक है।

सीमेंटेड कार्बाइड का अनुप्रयोग

(1) उपकरण सामग्री

कार्बाइड उपकरण सामग्री की सबसे बड़ी मात्रा है, जिसका उपयोग टर्निंग टूल, मिलिंग कटर, प्लानर, ड्रिल आदि बनाने के लिए किया जा सकता है। उनमें से, टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड लौह और अलौह धातुओं की छोटी चिप प्रसंस्करण और प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है। गैर-धातु सामग्री, जैसे कच्चा लोहा, कच्चा पीतल, बैक्लाइट, आदि;टंगस्टन-टाइटेनियम-कोबाल्ट कार्बाइड स्टील जैसी लौह धातुओं के दीर्घकालिक प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है।चिप मशीनिंग.समान मिश्र धातुओं में, अधिक कोबाल्ट सामग्री वाले रफ मशीनिंग के लिए उपयुक्त होते हैं, और कम कोबाल्ट सामग्री वाले फिनिशिंग के लिए उपयुक्त होते हैं।सामान्य प्रयोजन के सीमेंटेड कार्बाइड में स्टेनलेस स्टील जैसी कठिन-से-मशीन सामग्री के लिए अन्य सीमेंटेड कार्बाइड की तुलना में अधिक लंबा मशीनिंग जीवन होता है।

(2) साँचे में ढालने की सामग्री

सीमेंटेड कार्बाइड का उपयोग मुख्य रूप से कोल्ड वर्किंग डाई जैसे कोल्ड ड्राइंग डाई, कोल्ड पंचिंग डाई, कोल्ड एक्सट्रूज़न डाई और कोल्ड पियर डाई के लिए किया जाता है।

प्रभाव या मजबूत प्रभाव की पहनने-प्रतिरोधी कार्य स्थितियों के तहत कार्बाइड कोल्ड हेडिंग डाई में अच्छी प्रभाव क्रूरता, फ्रैक्चर क्रूरता, थकान शक्ति, झुकने की ताकत और अच्छे पहनने के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।मध्यम और उच्च कोबाल्ट और मध्यम और मोटे अनाज मिश्र धातु ग्रेड का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जैसे YG15C।

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 से अनिवार्य रूप से पहनने के प्रतिरोध में कमी आएगी।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 में उपयोग के दौरान जल्दी टूटने और क्षति होने का खतरा है, तो उच्च कठोरता वाले ग्रेड का चयन किया जाना चाहिए;यदि चयनित ग्रेड में उपयोग के दौरान जल्दी घिसाव और क्षति होने का खतरा 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 सत्य है।

(3) मापने के उपकरण और पहनने-प्रतिरोधी हिस्से

कार्बाइड का उपयोग पहनने के लिए प्रतिरोधी सतह जड़ाई और मापने के उपकरणों के हिस्सों, ग्राइंडर के सटीक बीयरिंग, गाइड प्लेट और सेंटरलेस ग्राइंडर की गाइड छड़, लेथ के शीर्ष और अन्य पहनने के लिए प्रतिरोधी भागों के लिए किया जाता है।

बाइंडर धातुएँ आमतौर पर लौह समूह की धातुएँ होती हैं, आमतौर पर कोबाल्ट और निकल।

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 उन्हें पूरी तरह से मिश्रित और चूर्णित करने के लिए गीली बॉल मिल में गीली पीसने के लिए अल्कोहल या अन्य मीडिया मिलाया जाता है।मिश्रण को छान लें.फिर, मिश्रण को दानेदार बनाया जाता है, दबाया जाता है, और बाइंडर धातु के पिघलने बिंदु (1300-1500 डिग्री सेल्सियस) के करीब तापमान तक गर्म किया जाता है, कठोर चरण और बाइंडर धातु एक यूटेक्टिक मिश्र धातु का निर्माण करेगी।ठंडा होने के बाद, कठोर चरणों को बॉन्डिंग धातु से बने ग्रिड में वितरित किया जाता है और एक ठोस संपूर्ण बनाने के लिए एक दूसरे के साथ निकटता से जुड़े होते हैं।सीमेंटेड कार्बाइड की कठोरता कठोर चरण सामग्री और अनाज के आकार पर निर्भर करती है, यानी, कठोर चरण सामग्री जितनी अधिक होगी और अनाज जितना महीन होगा, कठोरता उतनी ही अधिक होगी।सीमेंटेड कार्बाइड की कठोरता बाइंडर धातु द्वारा निर्धारित की जाती है।बाइंडर धातु की मात्रा जितनी अधिक होगी, लचीली ताकत उतनी ही अधिक होगी।

1923 में, जर्मनी के श्लर्टर ने बाइंडर के रूप में टंगस्टन कार्बाइड पाउडर में 10% से 20% कोबाल्ट मिलाया और टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट के एक नए मिश्र धातु का आविष्कार किया।कठोरता हीरे के बाद दूसरे स्थान पर है।पहला सीमेंटेड कार्बाइड बनाया गया।इस मिश्र धातु से बने उपकरण से स्टील काटते समय, काटने की धार जल्दी खराब हो जाएगी, और यहां तक ​​कि काटने की धार भी टूट जाएगी।1929 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में श्वार्ज़कोव ने मूल संरचना में एक निश्चित मात्रा में टंगस्टन कार्बाइड और टाइटेनियम कार्बाइड यौगिक कार्बाइड को जोड़ा, जिससे स्टील काटने में उपकरण के प्रदर्शन में सुधार हुआ।सीमेंटेड कार्बाइड विकास के इतिहास में यह एक और उपलब्धि है।

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 हैं 1000℃ पर उच्च कठोरता।कच्चा लोहा, अलौह धातु, प्लास्टिक, रासायनिक फाइबर, ग्रेफाइट, कांच, पत्थर और साधारण स्टील को काटने के लिए कार्बाइड का व्यापक रूप से उपकरण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, जैसे टर्निंग टूल, मिलिंग कटर, प्लानर, ड्रिल, बोरिंग टूल इत्यादि। और इसका उपयोग मुश्किल-से-मशीन सामग्री जैसे गर्मी प्रतिरोधी स्टील, स्टेनलेस स्टील, उच्च मैंगनीज स्टील, टूल स्टील इत्यादि को काटने के लिए भी किया जा सकता है। नए कार्बाइड उपकरणों की काटने की गति अब कार्बन स्टील की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक 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 डाई, बोल्ट डाई, नट डाई) बनाने के लिए भी किया जा सकता है। , और विभिन्न फास्टनर मोल्ड, सीमेंटेड कार्बाइड के उत्कृष्ट प्रदर्शन ने धीरे-धीरे पिछले स्टील मोल्ड को बदल दिया)।

बाद में लेपित सीमेंटेड कार्बाइड भी निकला।1969 में, स्वीडन ने सफलतापूर्वक टाइटेनियम कार्बाइड लेपित उपकरण विकसित किया।उपकरण का आधार टंगस्टन-टाइटेनियम-कोबाल्ट कार्बाइड या टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड है।सतह पर टाइटेनियम कार्बाइड कोटिंग की मोटाई केवल कुछ माइक्रोन है, लेकिन मिश्र धातु उपकरणों के एक ही ब्रांड की तुलना में, सेवा जीवन 3 गुना बढ़ जाता है, और काटने की गति 25% से 50% तक बढ़ जाती है।1970 के दशक में, कठिन-से-मशीन सामग्री को काटने के लिए लेपित उपकरणों की चौथी पीढ़ी सामने आई।

सीमेंटेड कार्बाइड को कैसे सिंटर किया जाता है?

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

Mप्रमुख उत्पादक देश

दुनिया में 50 से अधिक देश हैं जो 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। विश्व 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 लेना शुरू हुआ।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 6000 टन तक पहुंच गई, और सीमेंटेड कार्बाइड का कुल उत्पादन 5000 टन तक पहुंच 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
मुख्य घटक टंगस्टन कार्बाइड (WC) और बाइंडर कोबाल्ट (Co) हैं।
इसका ग्रेड "YG" (चीनी पिनयिन में "कठोर और कोबाल्ट") और औसत कोबाल्ट सामग्री का 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
मुख्य घटक टंगस्टन कार्बाइड, टाइटेनियम कार्बाइड (TiC) और कोबाल्ट हैं।
इसका ग्रेड "YT" (चीनी पिनयिन उपसर्ग में "हार्ड, टाइटेनियम" दो अक्षर) और टाइटेनियम कार्बाइड की औसत सामग्री से बना है।
उदाहरण के लिए, YT15 का मतलब औसत WTi=15% है, और बाकी कोबाल्ट सामग्री के साथ टंगस्टन कार्बाइड और टंगस्टन-टाइटेनियम-कोबाल्ट कार्बाइड है।
टंगस्टन टाइटेनियम टैंटलम उपकरण

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

प्रदर्शन गुण

कार्बाइड वेल्डेड आवेषण

उच्च कठोरता (86～93एचआरए, 69～81एचआरसी के बराबर);

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

अच्छा घर्षण प्रतिरोध।

कार्बाइड काटने के उपकरण हाई-स्पीड स्टील की तुलना में 4 से 7 गुना तेज हैं, और उपकरण का जीवन 5 से 80 गुना अधिक है।सांचों और मापने के उपकरणों के निर्माण में, सेवा जीवन मिश्र धातु उपकरण स्टील की तुलना में 20 से 150 गुना अधिक है।यह लगभग 50HRC की कठोर सामग्री को काट सकता है।

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

विशेष आकार की पट्टी

सिंटरिंग

सीमेंटेड कार्बाइड सिंटरिंग मोल्डिंग में पाउडर को एक बिलेट में दबाया जाता है, और फिर एक निश्चित तापमान (सिंटरिंग तापमान) तक गर्म करने के लिए सिंटरिंग भट्टी में प्रवेश किया जाता है, इसे एक निश्चित समय (होल्डिंग समय) के लिए रखा जाता है, और फिर सीमेंट प्राप्त करने के लिए इसे ठंडा किया जाता है। आवश्यक गुणों के साथ कार्बाइड सामग्री।

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

1: फॉर्मिंग एजेंट को हटाने और प्री-सिंटरिंग के चरण में, सिंटर किया हुआ शरीर इस प्रकार बदलता है:
मोल्डिंग एजेंट को हटाने से, सिंटरिंग के प्रारंभिक चरण में तापमान में वृद्धि के साथ, मोल्डिंग एजेंट धीरे-धीरे विघटित या वाष्पीकृत हो जाता है, और सिंटर बॉडी को बाहर कर दिया जाता है।प्रकार, मात्रा और सिंटरिंग प्रक्रिया अलग-अलग हैं।
पाउडर की सतह पर ऑक्साइड कम हो जाते हैं।सिंटरिंग तापमान पर, हाइड्रोजन कोबाल्ट और टंगस्टन के ऑक्साइड को कम कर सकता है।यदि बनाने वाले एजेंट को वैक्यूम में हटा दिया जाता है और सिंटर किया जाता है, तो कार्बन-ऑक्सीजन प्रतिक्रिया मजबूत नहीं होती है।पाउडर कणों के बीच संपर्क तनाव धीरे-धीरे समाप्त हो जाता है, बंधन धातु पाउडर ठीक होने और पुन: क्रिस्टलीकृत होने लगता है, सतह का प्रसार होने लगता है, और ब्रिकेटिंग ताकत 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 पापयुक्त शरीर काफी सिकुड़ जाता है।

3: तरल चरण सिंटरिंग चरण (यूटेक्टिक तापमान - सिंटरिंग तापमान)
जब तरल चरण पापयुक्त शरीर में प्रकट होता है, तो सिकुड़न जल्दी से पूरी हो जाती 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, मिश्र धातु की संरचना और चरण संरचना में विभिन्न शीतलन स्थितियों के साथ कुछ परिवर्तन होते हैं।इस सुविधा का उपयोग सीमेंटेड कार्बाइड को उसके भौतिक और यांत्रिक गुणों को बेहतर बनाने के लिए गर्म करने के लिए किया जा सकता है।