Klasifikácia a výkonnosť nástrojových materiálov zo spekaného karbidu

1. Tvrdosť Spekaný karbid obsahuje veľké množstvo tvrdých karbidov (ako WC, TiC), vďaka čomu je jeho tvrdosť oveľa vyššia ako tvrdosť rýchlorezných ocelí. Čím vyššia je tvrdosť spekaného karbidu, tým lepšia je jeho odolnosť proti opotrebovaniu, ktorá je vo všeobecnosti oveľa vyššia ako u rýchloreznej ocele.

Čím vyšší je obsah kobaltovej spojivovej fázy, tým nižšia je tvrdosť zliatiny.

Keďže TiC je tvrdší ako WC, zliatiny WC-TiC-Co majú vyššiu tvrdosť ako zliatiny WC-Co. Čím vyšší je obsah TiC, tým vyššia je tvrdosť.

Pridanie TaC do zliatin WC-Co zvyšuje tvrdosť približne o 40 až 100 HV; pridanie NbC ju zvyšuje o 70 až 150 HV.

2. PevnosťOhybová pevnosť spekaného karbidu je len približne 1/3 až 1/2 pevnosti v ohybe rýchlorezných oceľových materiálov.

Čím vyšší je obsah kobaltu, tým vyššia je pevnosť zliatiny.

Zliatiny obsahujúce TiC majú nižšiu pevnosť ako zliatiny bez TiC; čím vyšší obsah TiC, tým nižšia pevnosť.

Pridanie TaC do spekaného karbidu WC-TiC-Co zvyšuje jeho pevnosť v ohybe a výrazne zlepšuje odolnosť reznej hrany voči vyštiepeniu a zlomeniu. So zvyšujúcim sa obsahom TaC sa zlepšuje aj únavová pevnosť.

Pevnosť v tlaku spekaného karbidu je o 30 % až 50 % vyššia ako pevnosť rýchloreznej ocele.

3. Húževnatosť Húževnatosť spekaného karbidu je oveľa nižšia ako húževnatosť rýchloreznej ocele.

Zliatiny obsahujúce TiC majú nižšiu húževnatosť ako zliatiny bez TiC; so zvyšujúcim sa obsahom TiC húževnatosť klesá.

V zliatinách WC-TiC-Co môže pridanie vhodného množstva TaC zvýšiť húževnatosť približne o 10 % pri zachovaní tepelnej odolnosti a odolnosti proti opotrebeniu.

Vzhľadom na svoju nižšiu húževnatosť nie je spekaný karbid vhodný pre podmienky so silnými nárazmi alebo vibráciami, najmä pri nízkych rezných rýchlostiach, kde je adhézia a odštiepenie výraznejšie.

4. Tepelno-fyzikálne vlastnosti Tepelná vodivosť spekaného karbidu je približne 2 až 3-krát vyššia ako u rýchloreznej ocele.

Keďže tepelná vodivosť TiC je nižšia ako u WC, zliatiny WC-TiC-Co majú nižšiu tepelnú vodivosť ako zliatiny WC-Co. Čím vyšší je obsah TiC, tým horšia je tepelná vodivosť.

5. Tepelná odolnosť Spekaný karbid má oveľa vyššiu tepelnú odolnosť ako rýchlorezná oceľ a dokáže rezať pri teplotách 800 až 1000 °C s dobrou odolnosťou voči plastickej deformácii pri vysokých teplotách.

Pridanie TiC zvyšuje tvrdosť pri vysokých teplotách. Keďže teplota mäknutia TiC je vyššia ako u WC, tvrdosť zliatin WC-TiC-Co klesá s teplotou pomalšie ako zliatin WC-Co. Čím viac TiC a menej kobaltu, tým menší je pokles.

Pridanie TaC alebo NbC (s vyššími teplotami mäknutia ako TiC) ďalej zvyšuje tvrdosť a pevnosť pri vysokých teplotách.

6. Protiadhézne vlastnostiAdhézna teplota spekaného karbidu je vyššia ako u rýchloreznej ocele, čo mu poskytuje lepšiu odolnosť voči adhéznemu opotrebeniu.

Teplota adhézie kobaltu s oceľou je oveľa nižšia ako u WC; so zvyšujúcim sa obsahom kobaltu teplota adhézie klesá.

Adhézna teplota TiC je vyššia ako u WC, takže zliatiny WC-TiC-Co majú vyššiu adhéznu teplotu (približne o 100 °C vyššiu) ako zliatiny WC-Co. TiO2, ktorý vzniká pri vysokých teplotách počas rezania, znižuje adhéziu.

TaC a NbC majú vyššie adhézne teploty ako TiC, čo zlepšuje antiadhézne vlastnosti. Afinita TaC k materiálom obrobku je len zlomok až niekoľko desatín WC.

7. Chemická stabilita Odolnosť nástrojov zo spekaného karbidu voči opotrebovaniu je úzko spojená s ich fyzikálnou a chemickou stabilitou pri pracovných teplotách.

Oxidačná teplota spekaného karbidu je vyššia ako teplota rýchloreznej ocele.

Oxidačná teplota TiC je oveľa vyššia ako u WC, takže zliatiny WC-TiC-Co získavajú pri vysokých teplotách menšiu oxidačnú hmotnosť ako zliatiny WC-Co; čím viac TiC, tým silnejšia je odolnosť proti oxidácii.

Oxidácia TaC je tiež vyššia ako u WC a zliatiny s TaC a NbC majú zlepšenú odolnosť voči oxidácii pri vysokých teplotách. Vyšší obsah kobaltu však oxidáciu uľahčuje.