تصنيف وأداء مواد أدوات الكربيد الأسمنتية

١. الصلابة: يحتوي الكربيد الأسمنتي على كمية كبيرة من الكربيدات الصلبة (مثل WC وTiC)، مما يجعل صلابته أعلى بكثير من صلابة الفولاذ عالي السرعة. كلما زادت صلابة الكربيد الأسمنتي، زادت مقاومته للتآكل، والتي تكون عادةً أعلى بكثير من صلابة الفولاذ عالي السرعة.

كلما زاد محتوى الطور الرابط للكوبالت، كلما انخفضت صلابة السبائك.

بما أن TiC أكثر صلابة من WC، فإن سبائك WC-TiC-Co تتمتع بصلابة أعلى من سبائك WC-Co. كلما زادت نسبة TiC، زادت الصلابة.

تؤدي إضافة TaC إلى سبائك WC-Co إلى زيادة الصلابة بحوالي 40 إلى 100 HV؛ وتؤدي إضافة NbC إلى زيادتها بحوالي 70 إلى 150 HV.

2. القوة تبلغ قوة الانحناء لكربيد الأسمنت حوالي 1/3 إلى 1/2 من قوة المواد الفولاذية عالية السرعة.

كلما زاد محتوى الكوبالت، زادت قوة السبائك.

تتمتع السبائك المحتوية على TiC بقوة أقل من تلك التي لا تحتوي على TiC؛ وكلما زاد محتوى TiC، انخفضت القوة.

إضافة TaC إلى كربيد WC-TiC-Co الأسمنتي يزيد من قوة انثناءه ويعزز بشكل كبير مقاومة حافة القطع للتشقق والكسر. مع زيادة محتوى TaC، تتحسن أيضًا قوة تحمل التعب.

إن القوة الضغطية لكربيد الأسمنت أعلى بنسبة 30% إلى 50% من القوة الضغطية للفولاذ عالي السرعة.

3. الصلابة: صلابة كربيد الأسمنت أقل بكثير من صلابة الفولاذ عالي السرعة.

تتمتع السبائك المحتوية على TiC بمتانة أقل من تلك التي لا تحتوي على TiC؛ ومع زيادة محتوى TiC، تقل الصلابة.

في سبائك WC-TiC-Co، فإن إضافة كمية مناسبة من TaC يمكن أن تزيد من الصلابة بنحو 10% مع الحفاظ على مقاومة الحرارة ومقاومة التآكل.

بسبب صلابته المنخفضة، لا يكون الكربيد الأسمنتي مناسبًا للظروف ذات التأثيرات أو الاهتزازات القوية، وخاصة عند سرعات القطع المنخفضة حيث يكون الالتصاق والتقطيع أكثر شدة.

4. الخصائص الفيزيائية الحرارية: الموصلية الحرارية للكربيد الأسمنتي أعلى بحوالي 2 إلى 3 مرات من الموصلية الحرارية للفولاذ عالي السرعة.

بما أن الموصلية الحرارية لـ TiC أقل من الموصلية الحرارية لـ WC، فإن سبائك WC-TiC-Co تتمتع بموصلية حرارية أقل من سبائك WC-Co. كلما زادت نسبة TiC، انخفضت الموصلية الحرارية.

5. مقاومة الحرارة يتمتع الكربيد الأسمنتي بمقاومة حرارية أعلى بكثير من الفولاذ عالي السرعة ويمكنه إجراء القطع عند درجة حرارة تتراوح من 800 إلى 1000 درجة مئوية مع مقاومة جيدة للتشوه البلاستيكي في درجات الحرارة العالية.

تزيد إضافة TiC من صلادتها عند درجات الحرارة العالية. ولأن درجة حرارة تليين TiC أعلى من درجة تليين WC، فإن صلابة سبائك WC-TiC-Co تتناقص ببطء مع درجة الحرارة مقارنةً بسبائك WC-Co. كلما زادت نسبة TiC وقلّت نسبة الكوبالت، قلّ التناقص.

تؤدي إضافة TaC أو NbC (مع درجات حرارة تليين أعلى من TiC) إلى زيادة صلابة وقوة درجات الحرارة العالية.

6. خصائص مضادة للالتصاق: درجة حرارة التصاق الكربيد الأسمنتي أعلى من درجة التصاق الفولاذ عالي السرعة، مما يمنحه مقاومة أفضل للتآكل الناتج عن الالتصاق.

درجة حرارة التصاق الكوبالت بالفولاذ أقل بكثير من درجة حرارة التصاق WC؛ ومع زيادة محتوى الكوبالت، تنخفض درجة حرارة الالتصاق.

درجة حرارة التصاق TiC أعلى من درجة حرارة التصاق WC، لذا تتمتع سبائك WC-TiC-Co بدرجة حرارة التصاق أعلى (حوالي 100 درجة مئوية) من سبائك WC-Co. يُقلل ثاني أكسيد التيتانيوم المتكون عند درجات حرارة عالية أثناء القطع من الالتصاق.

يتمتع كلٌّ من TaC وNbC بدرجات حرارة التصاق أعلى من TiC، مما يُحسّن خصائص مقاومة الالتصاق. وتُعدُّ درجة تقارب TaC مع مواد قطعة العمل ضئيلةً جدًا إلى بضعة أعشار من درجة تقارب WC.

7. الاستقرار الكيميائي: ترتبط مقاومة التآكل لأدوات الكربيد الأسمنتي ارتباطًا وثيقًا باستقرارها الفيزيائي والكيميائي في درجات حرارة العمل.

درجة حرارة أكسدة الكربيد الأسمنتي أعلى من درجة أكسدة الفولاذ عالي السرعة.

درجة حرارة أكسدة TiC أعلى بكثير من درجة أكسدة WC، وبالتالي تكتسب سبائك WC-TiC-Co وزن أكسدة أقل عند درجات الحرارة العالية من سبائك WC-Co؛ وكلما زادت نسبة TiC، زادت مقاومة الأكسدة.

درجة حرارة أكسدة TaC أعلى أيضًا من درجة حرارة أكسدة WC، وتتمتع السبائك المحتوية على TaC وNbC بمقاومة أفضل للأكسدة في درجات الحرارة العالية. ومع ذلك، فإن ارتفاع نسبة الكوبالت يُسهّل الأكسدة.