Karbid je najpoužívanejšou triedou nástrojových materiálov pre vysokorýchlostné obrábanie (HSM), ktoré sa vyrábajú procesmi práškovej metalurgie a pozostávajú z častíc tvrdého karbidu (zvyčajne karbidu volfrámu WC) a mäkšieho kovového spojiva. V súčasnosti existujú stovky spekaných karbidov na báze WC s rôznym zložením, z ktorých väčšina používa ako spojivo kobalt (Co), nikel (Ni) a chróm (Cr) sú tiež bežne používané spojivové prvky a môžu sa pridať aj niektoré ďalšie legujúce prvky. Prečo existuje toľko druhov karbidov? Ako si výrobcovia nástrojov vyberajú správny nástrojový materiál pre konkrétnu reznú operáciu? Aby sme odpovedali na tieto otázky, najprv sa pozrime na rôzne vlastnosti, vďaka ktorým je spekaný karbid ideálnym nástrojovým materiálom.
tvrdosť a húževnatosť
Spekaný karbid WC-Co má jedinečné výhody v tvrdosti aj húževnatosti. Karbid volfrámu (WC) je vo svojej podstate veľmi tvrdý (viac ako korund alebo oxid hlinitý) a jeho tvrdosť sa so zvyšujúcou sa prevádzkovou teplotou zriedka znižuje. Chýba mu však dostatočná húževnatosť, čo je základná vlastnosť rezných nástrojov. Aby sa využila vysoká tvrdosť karbidu volfrámu a zlepšila sa jeho húževnatosť, ľudia používajú kovové spojivá na spájanie karbidov volfrámu, takže tento materiál má tvrdosť ďaleko prevyšujúcu tvrdosť rýchloreznej ocele a zároveň je schopný odolať väčšine rezných operácií. Okrem toho dokáže odolávať vysokým rezným teplotám spôsobeným vysokorýchlostným obrábaním.
Dnes sú takmer všetky nože a rezné doštičky z karbidu WC-Co potiahnuté, takže úloha základného materiálu sa zdá byť menej dôležitá. V skutočnosti je to však vysoký modul pružnosti materiálu WC-Co (miera tuhosti, ktorá je pri izbovej teplote približne trikrát väčšia ako u rýchloreznej ocele), ktorý poskytuje nedeformovateľný substrát pre povlak. Matrica WC-Co tiež poskytuje požadovanú húževnatosť. Tieto vlastnosti sú základnými vlastnosťami materiálov WC-Co, ale vlastnosti materiálu je možné prispôsobiť aj úpravou zloženia materiálu a mikroštruktúry pri výrobe práškov spekaných karbidov. Preto vhodnosť výkonu nástroja pre konkrétne obrábanie závisí do veľkej miery od počiatočného procesu frézovania.
Proces frézovania
Prášok karbidu volfrámu sa získava cementáciou volfrámového (W) prášku. Vlastnosti prášku karbidu volfrámu (najmä veľkosť jeho častíc) závisia hlavne od veľkosti častíc suroviny volfrámového prášku a od teploty a času cementácie. Dôležitá je aj chemická kontrola a obsah uhlíka sa musí udržiavať konštantný (blízko stechiometrickej hodnote 6,13 % hmotnostných). Pred cementáciou sa môže pridať malé množstvo vanádu a/alebo chrómu, aby sa v nasledujúcich procesoch kontrolovala veľkosť častíc prášku. Rôzne podmienky následného procesu a rôzne spôsoby konečného spracovania vyžadujú špecifickú kombináciu veľkosti častíc karbidu volfrámu, obsahu uhlíka, obsahu vanádu a obsahu chrómu, pomocou ktorej je možné vyrobiť rôzne prášky karbidu volfrámu. Napríklad ATI Alldyne, výrobca prášku karbidu volfrámu, vyrába 23 štandardných druhov prášku karbidu volfrámu a druhy prášku karbidu volfrámu prispôsobené podľa požiadaviek používateľa môžu dosiahnuť viac ako 5-násobok štandardných druhov prášku karbidu volfrámu.
Pri miešaní a mletí prášku karbidu volfrámu a kovového spojiva na výrobu prášku spekaného karbidu určitého druhu sa môžu použiť rôzne kombinácie. Najbežnejšie používaný obsah kobaltu je 3 % – 25 % (hmotnostný pomer) a v prípade potreby zlepšenia odolnosti nástroja proti korózii je potrebné pridať nikel a chróm. Okrem toho sa kovová väzba môže ďalej zlepšiť pridaním ďalších legujúcich zložiek. Napríklad pridanie ruténia do spekaného karbidu WC-Co môže výrazne zlepšiť jeho húževnatosť bez zníženia jeho tvrdosti. Zvýšenie obsahu spojiva môže tiež zlepšiť húževnatosť spekaného karbidu, ale zníži jeho tvrdosť.
Zmenšenie veľkosti častíc karbidu volfrámu môže zvýšiť tvrdosť materiálu, ale veľkosť častíc karbidu volfrámu musí počas procesu spekania zostať rovnaká. Počas spekania sa častice karbidu volfrámu spájajú a rastú procesom rozpúšťania a opätovného zrážania. V samotnom procese spekania sa kovová väzba skvapalní (nazýva sa spekanie v kvapalnej fáze), aby sa vytvoril plne hustý materiál. Rýchlosť rastu častíc karbidu volfrámu je možné regulovať pridaním iných karbidov prechodných kovov, vrátane karbidu vanádu (VC), karbidu chrómu (Cr3C2), karbidu titánu (TiC), karbidu tantalu (TaC) a karbidu nióbu (NbC). Tieto kovové karbidy sa zvyčajne pridávajú, keď sa prášok karbidu volfrámu zmieša a pomelie s kovovou väzbou, hoci karbid vanádu a karbid chrómu sa môžu vytvoriť aj pri cementácii prášku karbidu volfrámu.
Prášok karbidu volfrámu sa môže vyrábať aj s použitím recyklovaného odpadu zo spekaných karbidov. Recyklácia a opätovné použitie šrotu z karbidu má v priemysle spekaných karbidov dlhú históriu a je dôležitou súčasťou celého ekonomického reťazca odvetvia, pričom pomáha znižovať náklady na materiál, šetriť prírodné zdroje a predchádzať vzniku odpadu. Škodlivá likvidácia. Šrot zo spekaného karbidu sa môže vo všeobecnosti opätovne použiť procesom APT (parowolfráman amónny), procesom získavania zinku alebo drvením. Tieto „recyklované“ prášky karbidu volfrámu majú vo všeobecnosti lepšie a predvídateľné zhutnenie, pretože majú menší povrch ako prášky karbidu volfrámu vyrobené priamo procesom cementácie volfrámu.
Podmienky spracovania zmiešaného mletia prášku karbidu volfrámu a kovového spojiva sú tiež kľúčovými procesnými parametrami. Dve najčastejšie používané techniky mletia sú guľové mletie a mikromletie. Oba procesy umožňujú rovnomerné miešanie mletých práškov a zmenšenie veľkosti častíc. Aby mal neskôr lisovaný obrobok dostatočnú pevnosť, zachoval si tvar obrobku a umožnil operátorovi alebo manipulátorovi zdvihnúť obrobok na prácu, je zvyčajne potrebné počas mletia pridať organické spojivo. Chemické zloženie tohto spojiva môže ovplyvniť hustotu a pevnosť lisovaného obrobku. Pre uľahčenie manipulácie sa odporúča pridať vysokopevnostné spojivá, ale to má za následok nižšiu hustotu zhutnenia a môže to viesť k vzniku hrudiek, ktoré môžu spôsobiť chyby v konečnom výrobku.
Po mletí sa prášok zvyčajne suší rozprašovaním, čím sa vytvoria voľne tečúce aglomeráty držané pohromade organickými spojivami. Úpravou zloženia organického spojiva je možné podľa potreby upraviť tekutosť a hustotu náboja týchto aglomerátov. Oddelením hrubších alebo jemnejších častíc je možné ďalej upraviť distribúciu veľkosti častíc aglomerátu, aby sa zabezpečil dobrý tok pri vkladaní do dutiny formy.
Výroba obrobkov
Karbidové obrobky sa dajú tvarovať rôznymi procesnými metódami. V závislosti od veľkosti obrobku, úrovne tvarovej zložitosti a výrobnej dávky sa väčšina rezných doštičiek formuje pomocou pevných matríc s horným a dolným tlakom. Aby sa zachovala konzistentnosť hmotnosti a veľkosti obrobku počas každého lisovania, je potrebné zabezpečiť, aby množstvo prášku (hmotnosť a objem) prúdiace do dutiny bolo úplne rovnaké. Tekutosť prášku je riadená najmä rozložením veľkosti aglomerátov a vlastnosťami organického spojiva. Formované obrobky (alebo „polotovary“) sa formujú pôsobením lisovacieho tlaku 10 – 80 ksi (kilolibier na štvorcovú stopu) na prášok vložený do dutiny formy.
Ani pri extrémne vysokom lisovacom tlaku sa častice tvrdého karbidu volfrámu nedeformujú ani nelámu, ale organické spojivo sa vtlačí do medzier medzi časticami karbidu volfrámu, čím sa fixuje ich poloha. Čím vyšší je tlak, tým pevnejšie je spojenie častíc karbidu volfrámu a tým väčšia je hustota zhutnenia obrobku. Vlastnosti zhutnenia rôznych druhov prášku spekaného karbidu sa môžu líšiť v závislosti od obsahu kovového spojiva, veľkosti a tvaru častíc karbidu volfrámu, stupňa aglomerácie a zloženia a pridania organického spojiva. Aby sa poskytli kvantitatívne informácie o vlastnostiach zhutnenia rôznych druhov práškov spekaného karbidu, vzťah medzi hustotou zhutnenia a tlakom zhutnenia zvyčajne navrhuje a zostavuje výrobca prášku. Tieto informácie zabezpečujú, že dodaný prášok je kompatibilný s lisovacím procesom výrobcu nástrojov.
Veľkorozmerné karbidové obrobky alebo karbidové obrobky s vysokým pomerom strán (ako napríklad stopky pre frézy a vrtáky) sa zvyčajne vyrábajú z rovnomerne lisovaných druhov karbidového prášku vo flexibilnom vrecku. Hoci výrobný cyklus metódy vyváženého lisovania je dlhší ako pri metóde formovania, výrobné náklady na nástroj sú nižšie, takže táto metóda je vhodnejšia pre malosériovú výrobu.
Táto procesná metóda spočíva v naplnení prášku do vrecka, jeho utesnení a následnom vložení vrecka plného prášku do komory, kde sa pomocou hydraulického zariadenia vyvíja tlak 30-60 ksi. Lisované obrobky sa pred spekaním často obrábajú na špecifické geometrie. Veľkosť vrecka sa zväčší, aby sa prispôsobilo zmršťovaniu obrobku počas zhutňovania a aby sa zabezpečila dostatočná rezerva pre brúsne operácie. Keďže obrobok je potrebné po lisovaní spracovať, požiadavky na konzistentnosť vsádzania nie sú také prísne ako pri metóde lisovania, ale stále je žiaduce zabezpečiť, aby sa do vrecka zakaždým vložilo rovnaké množstvo prášku. Ak je hustota vsádzania prášku príliš malá, môže to viesť k nedostatočnému množstvu prášku vo vrecku, čo má za následok, že obrobok je príliš malý a musí sa zošrotovať. Ak je hustota vsádzania prášku príliš vysoká a množstvo prášku vo vrecku je príliš veľké, je potrebné obrobok po lisovaní spracovať, aby sa odstránilo viac prášku. Hoci sa prebytočný odstránený prášok a zošrotované obrobky dajú recyklovať, znižuje sa tým produktivita.
Karbidové obrobky sa môžu tvarovať aj pomocou extrúznych alebo vstrekovacích foriem. Proces extrúzie je vhodnejší na hromadnú výrobu obrobkov s osovo súmerným tvarom, zatiaľ čo proces vstrekovania sa zvyčajne používa na hromadnú výrobu obrobkov so zložitými tvarmi. V oboch procesoch tvarovania sa rôzne druhy prášku spekaného karbidu suspendujú v organickom spojive, ktoré dodáva zmesi spekaného karbidu konzistenciu podobnú zubnej paste. Zmes sa potom buď extrúduje cez otvor, alebo vstrekuje do dutiny. Vlastnosti druhu prášku spekaného karbidu určujú optimálny pomer prášku a spojiva v zmesi a majú dôležitý vplyv na tekutosť zmesi cez extrúzny otvor alebo vstreknutie do dutiny.
Po vytvorení obrobku lisovaním, izostatickým lisovaním, extrúziou alebo vstrekovaním je potrebné pred záverečnou fázou spekania z obrobku odstrániť organické spojivo. Spekaním sa odstraňuje pórovitosť obrobku, čím sa úplne (alebo podstatne) stáva hustým. Počas spekania sa kovová väzba v lisovanom obrobku stáva tekutou, ale obrobok si zachováva svoj tvar vďaka kombinovanému pôsobeniu kapilárnych síl a spojovania častíc.
Po spekaní zostáva geometria obrobku rovnaká, ale rozmery sa zmenšujú. Aby sa po spekaní dosiahla požadovaná veľkosť obrobku, je potrebné pri navrhovaní nástroja zohľadniť mieru zmršťovania. Druh karbidového prášku použitého na výrobu každého nástroja musí byť navrhnutý tak, aby mal správne zmršťovanie pri zhutnení pod príslušným tlakom.
Takmer vo všetkých prípadoch je potrebné ošetrenie spekaného obrobku po spekaní. Najzákladnejším ošetrením rezných nástrojov je ostrenie reznej hrany. Mnohé nástroje vyžadujú po spekaní brúsenie geometrie a rozmerov. Niektoré nástroje vyžadujú brúsenie zhora a zdola; iné vyžadujú obvodové brúsenie (s brúsením reznej hrany alebo bez neho). Všetky karbidové triesky z brúsenia je možné recyklovať.
Povlakovanie obrobku
V mnohých prípadoch je potrebné hotový obrobok povlakovať. Povlak poskytuje mazivosť a zvýšenú tvrdosť, ako aj difúznu bariéru substrátu, ktorá zabraňuje oxidácii pri vystavení vysokým teplotám. Substrát zo spekaného karbidu je rozhodujúci pre výkon povlaku. Okrem úpravy hlavných vlastností matricového prášku je možné povrchové vlastnosti matrice upraviť aj chemickým výberom a zmenou metódy spekania. Migráciou kobaltu je možné obohatiť vonkajšiu vrstvu povrchu čepele o viac kobaltu v hrúbke 20 – 30 μm v porovnaní so zvyškom obrobku, čím sa povrchu substrátu dodáva lepšia pevnosť a húževnatosť, vďaka čomu je odolnejší voči deformácii.
Výrobca nástrojov môže mať na základe vlastného výrobného procesu (ako je metóda odparafínovania, rýchlosť ohrevu, čas spekania, teplota a nauhličovacie napätie) určité špeciálne požiadavky na druh použitého prášku spekaného karbidu. Niektorí výrobcovia nástrojov môžu spekať obrobok vo vákuovej peci, zatiaľ čo iní môžu použiť spekaciu pec s izostatickým lisovaním za tepla (HIP) (ktorá natlakuje obrobok blízko konca procesného cyklu, aby sa odstránili všetky zvyšky pórov). Obrobky spekané vo vákuovej peci môžu tiež vyžadovať izostatické lisovanie za tepla prostredníctvom ďalšieho procesu, aby sa zvýšila hustota obrobku. Niektorí výrobcovia nástrojov môžu použiť vyššie teploty vákuového spekania na zvýšenie hustoty spekania zmesí s nižším obsahom kobaltu, ale tento prístup môže zhrubnúť ich mikroštruktúru. Aby sa zachovala jemná zrnitosť, je možné zvoliť prášky s menšou veľkosťou častíc karbidu volfrámu. Aby sa zhodovali so špecifickým výrobným zariadením, podmienky odparafínovania a nauhličovacie napätie majú tiež odlišné požiadavky na obsah uhlíka v prášku spekaného karbidu.
Klasifikácia stupňov
Kombinácie rôznych typov práškových karbidov volfrámu, zloženie zmesi a obsah kovového spojiva, typ a množstvo inhibítora rastu zŕn atď. predstavujú rôzne druhy spekaných karbidov. Tieto parametre určujú mikroštruktúru spekaného karbidu a jeho vlastnosti. Niektoré špecifické kombinácie vlastností sa stali prioritou pre niektoré špecifické aplikácie spracovania, čo robí klasifikáciu rôznych druhov spekaných karbidov zmysluplnou.
Dva najčastejšie používané systémy klasifikácie karbidov pre obrábacie aplikácie sú systém označovania C a systém označovania ISO. Hoci ani jeden zo systémov úplne neodráža vlastnosti materiálu, ktoré ovplyvňujú výber tried spekaných karbidov, poskytujú východiskový bod pre diskusiu. Pre každú klasifikáciu má mnoho výrobcov svoje vlastné špeciálne triedy, čo vedie k širokej škále tried karbidov.
Druhy karbidov možno klasifikovať aj podľa zloženia. Druhy karbidu volfrámu (WC) možno rozdeliť na tri základné typy: jednoduché, mikrokryštalické a legované. Simplexné druhy pozostávajú prevažne z karbidu volfrámu a kobaltových spojív, ale môžu obsahovať aj malé množstvá inhibítorov rastu zŕn. Mikrokryštalický druh sa skladá z karbidu volfrámu a kobaltového spojiva s niekoľkými tisícinami karbidu vanádu (VC) a (alebo) karbidu chrómu (Cr3C2) a veľkosť jeho zŕn môže dosiahnuť 1 μm alebo menej. Zliatinové druhy sa skladajú z karbidu volfrámu a kobaltových spojív obsahujúcich niekoľko percent karbidu titánu (TiC), karbidu tantalu (TaC) a karbidu nióbu (NbC). Tieto prísady sú tiež známe ako kubické karbidy kvôli ich spekacím vlastnostiam. Výsledná mikroštruktúra vykazuje nehomogénnu trojfázovú štruktúru.
1) Jednoduché karbidové triedy
Tieto triedy na rezanie kovov zvyčajne obsahujú 3 % až 12 % kobaltu (hmotnostných). Rozsah veľkosti zŕn karbidu volfrámu je zvyčajne medzi 1 – 8 μm. Rovnako ako pri iných triedach, zníženie veľkosti častíc karbidu volfrámu zvyšuje jeho tvrdosť a pevnosť v priečnom ťahu (TRS), ale znižuje jeho húževnatosť. Tvrdosť čistého typu je zvyčajne medzi HRA89 – 93,5; pevnosť v priečnom ťahu je zvyčajne medzi 175 – 350 ksi. Prášky týchto tried môžu obsahovať veľké množstvo recyklovaných materiálov.
Jednoduché typy ocelí možno v systéme tried C rozdeliť na C1-C4 a v systéme tried ISO ich možno klasifikovať podľa sérií tried K, N, S a H. Jednoduché triedy so strednými vlastnosťami možno klasifikovať ako univerzálne triedy (ako napríklad C2 alebo K20) a možno ich použiť na sústruženie, frézovanie, hobľovanie a vyvŕtavanie; triedy s menšou veľkosťou zŕn alebo nižším obsahom kobaltu a vyššou tvrdosťou možno klasifikovať ako dokončovacie triedy (ako napríklad C4 alebo K01); triedy s väčšou veľkosťou zŕn alebo vyšším obsahom kobaltu a lepšou húževnatosťou možno klasifikovať ako hrubovacie triedy (ako napríklad C1 alebo K30).
Nástroje vyrobené v simplexných akostiach sa dajú použiť na obrábanie liatiny, nehrdzavejúcej ocele série 200 a 300, hliníka a iných neželezných kovov, superzliatin a kalených ocelí. Tieto akosti sa dajú použiť aj v aplikáciách na rezanie nekovov (napr. ako nástroje na vŕtanie hornín a geologických materiálov) a majú rozsah zŕn 1,5 – 10 μm (alebo väčší) a obsah kobaltu 6 % – 16 %. Ďalším použitím jednoduchých karbidových akostí na rezanie nekovov je výroba matríc a razníkov. Tieto akosti majú zvyčajne strednú veľkosť zŕn s obsahom kobaltu 16 % – 30 %.
(2) Mikrokryštalické druhy spekaného karbidu
Takéto triedy zvyčajne obsahujú 6 % – 15 % kobaltu. Počas spekania v kvapalnej fáze môže pridanie karbidu vanádu a/alebo karbidu chrómu regulovať rast zŕn, čím sa dosiahne jemnozrnná štruktúra s veľkosťou častíc menšou ako 1 μm. Táto jemnozrnná trieda má veľmi vysokú tvrdosť a priečnu pevnosť v ťahu nad 500 ksi. Kombinácia vysokej pevnosti a dostatočnej húževnatosti umožňuje týmto triedam používať väčší kladný uhol čela, čo znižuje rezné sily a vytvára tenšie triesky rezaním, a nie tlačením kovového materiálu.
Prísnou identifikáciou kvality rôznych surovín pri výrobe tried prášku zo spekaného karbidu a prísnou kontrolou podmienok spekania, aby sa zabránilo tvorbe abnormálne veľkých zŕn v mikroštruktúre materiálu, je možné dosiahnuť vhodné vlastnosti materiálu. Aby sa zachovala malá a rovnomerná veľkosť zŕn, recyklovaný recyklovaný prášok by sa mal používať iba vtedy, ak existuje úplná kontrola suroviny a procesu regenerácie a rozsiahle testovanie kvality.
Mikrokryštalické triedy možno klasifikovať podľa triedy M v systéme tried ISO. Okrem toho sú ďalšie klasifikačné metódy v systéme tried C a systéme tried ISO rovnaké ako pre čisté triedy. Mikrokryštalické triedy sa dajú použiť na výrobu nástrojov, ktoré režú mäkšie materiály obrobkov, pretože povrch nástroja sa dá obrábať veľmi hladko a môže si udržať extrémne ostrú reznú hranu.
Mikrokryštalické triedy sa môžu použiť aj na obrábanie superzliatin na báze niklu, pretože odolávajú rezným teplotám až do 1200 °C. Pri obrábaní superzliatin a iných špeciálnych materiálov môže použitie nástrojov mikrokryštalickej triedy a nástrojov čistej triedy obsahujúcich ruténium súčasne zlepšiť ich odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti deformácii a húževnatosť. Mikrokryštalické triedy sú vhodné aj na výrobu rotačných nástrojov, ako sú vrtáky, ktoré generujú šmykové napätie. Existuje vrták vyrobený z kompozitných druhov spekaného karbidu. V špecifických častiach toho istého vrtáka sa obsah kobaltu v materiáli mení, takže tvrdosť a húževnatosť vrtáka sa optimalizujú podľa potrieb spracovania.
(3) Zliatiny typu spekaného karbidu
Tieto triedy sa používajú hlavne na rezanie oceľových dielov a ich obsah kobaltu je zvyčajne 5 % – 10 % a veľkosť zŕn sa pohybuje od 0,8 do 2 μm. Pridaním 4 % – 25 % karbidu titánu (TiC) je možné znížiť tendenciu karbidu volfrámu (WC) difundovať k povrchu oceľových triesok. Pevnosť nástroja, odolnosť voči opotrebovaniu v kráteroch a odolnosť voči tepelným šokom je možné zlepšiť pridaním až 25 % karbidu tantalu (TaC) a karbidu nióbu (NbC). Pridanie takýchto kubických karbidov tiež zvyšuje tvrdosť nástroja za červenej farby, čo pomáha predchádzať tepelnej deformácii nástroja pri ťažkom obrábaní alebo iných operáciách, kde rezná hrana generuje vysoké teploty. Okrem toho môže karbid titánu počas spekania poskytovať nukleačné miesta, čím sa zlepšuje rovnomernosť rozloženia kubického karbidu v obrobku.
Všeobecne povedané, rozsah tvrdosti spekaných karbidov zliatinových typov je HRA91-94 a priečna lomová pevnosť je 150-300 ksi. V porovnaní s čistými triedami majú zliatinové triedy slabú odolnosť proti opotrebovaniu a nižšiu pevnosť, ale majú lepšiu odolnosť voči adhéznemu opotrebovaniu. Zliatinové triedy možno v systéme tried C rozdeliť na C5-C8 a v systéme tried ISO ich možno klasifikovať podľa sérií tried P a M. Zliatinové triedy so strednými vlastnosťami možno klasifikovať ako všeobecné triedy (ako napríklad C6 alebo P30) a možno ich použiť na sústruženie, rezanie závitov, hobľovanie a frézovanie. Najtvrdšie triedy možno klasifikovať ako dokončovacie triedy (ako napríklad C8 a P01) na dokončovacie sústružnícke a vyvrtávacie operácie. Tieto triedy majú zvyčajne menšie zrnitosti a nižší obsah kobaltu, aby sa dosiahla požadovaná tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Podobné materiálové vlastnosti sa však dajú dosiahnuť pridaním väčšieho množstva kubických karbidov. Triedy s najvyššou húževnatosťou možno klasifikovať ako hrubovacie triedy (napr. C5 alebo P50). Tieto triedy majú zvyčajne strednú veľkosť zŕn a vysoký obsah kobaltu s nízkym obsahom kubických karbidov na dosiahnutie požadovanej húževnatosti inhibíciou rastu trhlín. Pri prerušovanom sústružení je možné rezný výkon ďalej zlepšiť použitím vyššie uvedených tried bohatých na kobalt s vyšším obsahom kobaltu na povrchu nástroja.
Zliatiny s nižším obsahom karbidu titánu sa používajú na obrábanie nehrdzavejúcej ocele a temperovanej liatiny, ale môžu sa použiť aj na obrábanie neželezných kovov, ako sú superzliatiny na báze niklu. Veľkosť zŕn týchto tried je zvyčajne menšia ako 1 μm a obsah kobaltu je 8 % – 12 %. Tvrdšie triedy, ako napríklad M10, sa môžu použiť na sústruženie temperovanej liatiny; húževnatejšie triedy, ako napríklad M40, sa môžu použiť na frézovanie a hobľovanie ocele alebo na sústruženie nehrdzavejúcej ocele alebo superzliatin.
Zliatinové druhy spekaných karbidov sa môžu použiť aj na rezanie nekovových materiálov, najmä na výrobu opotrebovateľných dielov. Veľkosť častíc týchto druhov je zvyčajne 1,2 – 2 μm a obsah kobaltu je 7 % – 10 %. Pri výrobe týchto druhov sa zvyčajne pridáva vysoké percento recyklovaných surovín, čo vedie k vysokej nákladovej efektívnosti pri výrobe opotrebovateľných dielov. Opotrebovateľné diely vyžadujú dobrú odolnosť proti korózii a vysokú tvrdosť, čo sa dá dosiahnuť pridaním niklu a karbidu chrómu pri výrobe týchto druhov.
Aby sa splnili technické a ekonomické požiadavky výrobcov nástrojov, kľúčovým prvkom je karbidový prášok. Prášky určené pre obrábacie zariadenia a procesné parametre výrobcov nástrojov zabezpečujú výkon hotového obrobku a viedli k stovkám druhov karbidov. Recyklovateľná povaha karbidových materiálov a možnosť priamej spolupráce s dodávateľmi práškov umožňuje výrobcom nástrojov efektívne kontrolovať kvalitu svojich výrobkov a náklady na materiál.
Čas uverejnenia: 18. októbra 2022
