المواد النموذجية لأدوات الكربيد الملبد

تُعدّ إضافة كربيد التنتالوم (أو كربيد النيوبيوم) إلى الكربيد الملبد طريقة فعّالة لتحسين أدائه. في سبائك TiC/Ni/Mo، يُحسّن استبدال جزء من TiC بكربيدات مثل WC وTaC، التي تُوفّر صلابة أفضل، أداء الكربيد الملبد ويُوسّع نطاق تطبيقاته. تُحسّن إضافة WC وTaC ما يلي:

● الصلابة
● معامل المرونة
● مقاومة التشوه اللدن
● مقاومة درجات الحرارة العالية

كما أنه يحسن التوصيل الحراري ومقاومة الصدمات الحرارية، مما يجعل الأداة أكثر ملاءمة للقطع المتقطع. في سبائك كربيد التنجستن والكوبالت، يمكن تحسين الأداء بإضافة ما بين 0.5% إلى 3% (نسبة كتلية) من الكربيدات مثل كربيد التنتالوم، وكربيد النيوبيوم، وكربيد الكروم الثلاثي، وكربيد الفاناديوم، وكربيد التيتانيوم، أو كربيد الهافنيوم. تشمل الأهداف الرئيسية ما يلي:

● تكرير الحبوب
● الحفاظ على بنية بلورية موحدة دون إعادة تبلور كبيرة
● زيادة الصلابة ومقاومة التآكل دون المساس بالمتانة

بالإضافة إلى ذلك، تعمل هذه الإضافات على تحسين ما يلي:

● صلابة عالية الحرارة
● مقاومة درجات الحرارة العالية
● مقاومة الأكسدة

أثناء عملية القطع، تتشكل طبقة أكسيد متينة ذاتية التعويض، تقاوم التآكل الالتصاقي والانتشاري عند تشغيل بعض المعادن أو السبائك. هذا يُحسّن مقاومة الأداة للتآكل ويزيد من قدرتها على مقاومة تآكل الحفرة وتآكل الجوانب. وتزداد هذه الفوائد وضوحًا مع زيادة محتوى الكوبالت في الكربيد الملبد.

● يمكن استخدام كربيد التنجستن مع 1% إلى 3% (نسبة الكتلة) من TaC (NbC) لتشغيل أنواع مختلفة من الحديد الزهر، بما في ذلك الحديد الزهر شديد الصلابة والحديد الزهر السبائكي.
● تتميز سبائك الكوبالت المنخفضة التي تحتوي على نسبة تتراوح بين 3% و10% (نسبة كتلية) من كربيد التنتالوم (كربيد النيوبيوم)، مثل YG6A وYG8N وYG813، بتعدد استخداماتها. ويمكن استخدامها في عمليات التصنيع التالية:

حديد الزهر المبرد
حديد الزهر المطاوع
المعادن غير الحديدية
المواد التي يصعب تشكيلها مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقوى وسبائك درجات الحرارة العالية

تُعرف هذه المواد عادةً باسم سبائك الأغراض العامة (YW). يؤدي رفع نسبة الكوبالت فيها إلى تعزيز قوة ومتانة هذا النوع من الكربيد الملبد، مما يجعله مناسبًا للتشغيل الخشن والقطع المتقطع للمواد صعبة التشغيل. تشمل تطبيقاتها ما يلي:

● تغليف مصبوبات ومطروقات الصلب الكبيرة
● الخراطة والتسوية والتفريز للفولاذ الأوستنيتي والسبائك المقاومة للحرارة
● عمليات التشغيل الآلي بزوايا قطع كبيرة، وأقسام قطع كبيرة، وسرعات متوسطة إلى منخفضة
● الخراطة الخشنة على المخارط الأوتوماتيكية وشبه الأوتوماتيكية ومتعددة الأدوات
● تصنيع المثاقب، وآلات تشكيل التروس، وغيرها من الأدوات ذات قوة القطع العالية**

في سبائك WC-TiC-Co، يؤدي المحتوى الزائد من TiC إلى زيادة الحساسية للتشقق الحراري، مما ينتج عنه هشاشة أكبر. إضافة TaC إلى سبائك WC-Ti-Co منخفضة TiC وعالية الكوبالت تُحسّن من:

● الصلابة
● مقاومة للحرارة
● مقاومة الأكسدة

بينما يقلل كربيد التيتانيوم (TiC) من مقاومة الصدمات الحرارية، يعوض كربيد التنتالوم (TaC) هذا النقص، مما يجعل السبيكة مناسبة لعمليات الطحن. ويمكن استبدال كربيد التنتالوم ببدائل أقل تكلفة مثل كربيد النيوبيوم (NbC) أو كربيدات الهافنيوم-النيوبيوم (بنسبة كتلة: 60% هافنيوم، 40% نيوبيوم). في سبائك TiC-Ni-Mo، يؤدي إضافة نيتريد التيتانيوم (TiN) وكربيد التنجستن (WC) وكربيد التنتالوم (TaC) معًا إلى تحسين ملحوظ في:

● الصلابة
● قوة الانحناء
● مقاومة الأكسدة
● الموصلية الحرارية

في درجات حرارة عالية (900-1000 درجة مئوية).