Sementli Karbür Takım Malzemelerinin Sınıflandırılması ve Performansı

1. Sertlik: Sementli karbür, yüksek oranda sert karbür (örneğin WC, TiC) içerir ve bu da sertliğini yüksek hız çeliği malzemelerinden çok daha yüksek kılar. Sementli karbürün sertliği ne kadar yüksekse, aşınma direnci de o kadar iyidir ve genellikle yüksek hız çeliğinden çok daha yüksektir.

Kobalt bağlayıcı faz içeriği ne kadar yüksek olursa, alaşımın sertliği o kadar düşük olur.

TiC, WC'den daha sert olduğu için, WC-TiC-Co alaşımları, WC-Co alaşımlarından daha yüksek sertliğe sahiptir. TiC içeriği ne kadar fazla olursa, sertlik de o kadar yüksek olur.

WC-Co alaşımlarına TaC eklenmesi sertliği yaklaşık 40 ila 100 HV artırırken, NbC eklenmesi ise 70 ila 150 HV artırır.

2. Mukavemet: Sementli karbürün eğilme mukavemeti, yüksek hız çeliği malzemelerinin eğilme mukavemetinin yalnızca yaklaşık 1/3 ila 1/2'si kadardır.

Kobalt içeriği ne kadar yüksek olursa, alaşımın mukavemeti de o kadar yüksek olur.

TiC içeren alaşımların mukavemeti, TiC içermeyen alaşımlara göre daha düşüktür; TiC içeriği ne kadar fazla olursa, mukavemet de o kadar düşük olur.

WC-TiC-Co sertleştirilmiş karbüre TaC eklenmesi, eğilme dayanımını artırır ve kesici kenarın kırılmaya ve çatlamaya karşı direncini önemli ölçüde geliştirir. TaC içeriği arttıkça, yorulma dayanımı da artar.

Sementli karbürün basınç dayanımı, yüksek hız çeliğine göre %30 ila %50 daha yüksektir.

3. Dayanıklılık: Sementli karbürün dayanıklılığı, yüksek hız çeliğine göre çok daha düşüktür.

TiC içeren alaşımların tokluğu, TiC içermeyen alaşımlara göre daha düşüktür; TiC içeriği arttıkça tokluk azalır.

WC-TiC-Co alaşımlarında, uygun miktarda TaC eklenmesi, ısı direncini ve aşınma direncini korurken tokluğu yaklaşık %10 oranında artırabilir.

Düşük tokluğu nedeniyle, sertleştirilmiş karbür, özellikle yapışma ve talaşlanmanın daha şiddetli olduğu düşük kesme hızlarında, güçlü darbelere veya titreşimlere maruz kalınan koşullar için uygun değildir.

4. Termal Fiziksel Özellikler: Sementli karbürün termal iletkenliği, yüksek hız çeliğine göre yaklaşık 2 ila 3 kat daha yüksektir.

TiC'nin ısı iletkenliği WC'ninkinden daha düşük olduğundan, WC-TiC-Co alaşımlarının ısı iletkenliği WC-Co alaşımlarından daha düşüktür. TiC içeriği ne kadar fazla olursa, ısı iletkenliği o kadar düşük olur.

5. Isı Direnci: Sementli karbür, yüksek hız çeliğine göre çok daha yüksek ısı direncine sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda plastik deformasyona karşı iyi direnç göstererek 800 ila 1000°C arasında kesme işlemi gerçekleştirebilir.

TiC ilavesi yüksek sıcaklık sertliğini artırır. TiC'nin yumuşama sıcaklığı WC'ninkinden daha yüksek olduğundan, WC-TiC-Co alaşımlarının sertliği, WC-Co alaşımlarına göre sıcaklıkla daha yavaş azalır. TiC miktarı ne kadar fazla ve kobalt miktarı ne kadar az olursa, azalma o kadar küçük olur.

TaC veya NbC (TiC'den daha yüksek yumuşama sıcaklıklarına sahip) eklenmesi, yüksek sıcaklık sertliğini ve mukavemetini daha da artırır.

6. Yapışmazlık Özellikleri: Sementli karbürün yapışma sıcaklığı, yüksek hız çeliğine göre daha yüksektir ve bu da ona yapışma aşınmasına karşı daha iyi direnç kazandırır.

Kobaltın çelikle yapışma sıcaklığı, WC'ninkinden çok daha düşüktür; kobalt içeriği arttıkça yapışma sıcaklığı azalır.

TiC'nin yapışma sıcaklığı WC'ninkinden daha yüksektir, bu nedenle WC-TiC-Co alaşımlarının yapışma sıcaklığı (yaklaşık 100°C daha yüksek) WC-Co alaşımlarından daha yüksektir. Kesme sırasında yüksek sıcaklıklarda oluşan TiO2 yapışmayı azaltır.

TaC ve NbC, TiC'ye göre daha yüksek yapışma sıcaklıklarına sahip olup, yapışmayı önleyici özelliklerini geliştirir. TaC'nin iş parçası malzemeleriyle olan afinitesi, WC'ninkinin yalnızca birkaç onda birinden daha azdır.

7. Kimyasal Kararlılık: Sementli karbür takımların aşınma direnci, çalışma sıcaklıklarındaki fiziksel ve kimyasal kararlılıklarıyla yakından ilişkilidir.

Sementli karbürün oksidasyon sıcaklığı, yüksek hız çeliğininkinden daha yüksektir.

TiC'nin oksidasyon sıcaklığı WC'ninkinden çok daha yüksektir, bu nedenle WC-TiC-Co alaşımları yüksek sıcaklıklarda WC-Co alaşımlarına göre daha az oksidasyon ağırlığı kazanır; TiC miktarı ne kadar fazla olursa, oksidasyon direnci o kadar güçlü olur.

TaC'nin oksidasyon sıcaklığı WC'ninkinden daha yüksektir ve TaC ve NbC içeren alaşımlar yüksek sıcaklık oksidasyonuna karşı daha iyi direnç gösterir. Bununla birlikte, daha yüksek kobalt içeriği oksidasyonu kolaylaştırır.