Klassificering och prestanda för hårdmetallverktygsmaterial

1. Hårdhet Hårdmetall innehåller en stor mängd hårda karbider (såsom WC, TiC), vilket gör dess hårdhet mycket högre än för snabbstålsmaterial. Ju högre hårdhet hårdmetallen har, desto bättre är dess slitstyrka, som generellt sett är mycket högre än för snabbstål.

Ju högre halten koboltbindefas är, desto lägre hårdhet har legeringen.

Eftersom TiC är hårdare än WC, har WC-TiC-Co-legeringar högre hårdhet än WC-Co-legeringar. Ju mer TiC-innehåll, desto högre hårdhet.

Tillsats av TaC till WC-Co-legeringar ökar hårdheten med cirka 40 till 100 HV; tillsats av NbC ökar den med 70 till 150 HV.

2. Hållfasthet Böjhållfastheten hos hårdmetall är endast cirka 1/3 till 1/2 av den för snabbstålsmaterial.

Ju högre kobolthalten är, desto högre är legeringens hållfasthet.

Legeringar som innehåller TiC har lägre hållfasthet än de utan TiC; ju mer TiC-innehåll, desto lägre hållfasthet.

Att tillsätta TaC till WC-TiC-Co hårdmetall ökar dess böjhållfasthet och förbättrar avsevärt skäreggens motståndskraft mot urflisning och brott. När TaC-halten ökar förbättras även utmattningshållfastheten.

Tryckhållfastheten hos hårdmetall är 30 % till 50 % högre än hos snabbstål.

3. SeghetSegheten hos hårdmetall är mycket lägre än hos snabbstål.

Legeringar som innehåller TiC har lägre seghet än de utan TiC; när TiC-halten ökar minskar segheten.

I WC-TiC-Co-legeringar kan tillsats av en lämplig mängd TaC öka segheten med cirka 10 % samtidigt som värmebeständighet och slitstyrka bibehålls.

På grund av sin lägre seghet är hårdmetall inte lämplig för förhållanden med starka stötar eller vibrationer, särskilt vid låga skärhastigheter där vidhäftning och flisning är mer allvarlig.

4. Termiska fysikaliska egenskaper Värmeledningsförmågan hos hårdmetall är ungefär 2 till 3 gånger högre än hos snabbstål.

Eftersom värmeledningsförmågan hos TiC är lägre än hos WC, har WC-TiC-Co-legeringar lägre värmeledningsförmåga än WC-Co-legeringar. Ju mer TiC-innehåll, desto sämre värmeledningsförmåga.

5. Värmebeständighet Hårdmetall har mycket högre värmebeständighet än snabbstål och kan utföra skärning vid 800 till 1000 °C med god motståndskraft mot plastisk deformation vid höga temperaturer.

Tillsats av TiC ökar hårdheten vid höga temperaturer. Eftersom TiCs mjukningstemperatur är högre än WCs, minskar hårdheten hos WC-TiC-Co-legeringar långsammare med temperaturen än WC-Co-legeringar. Ju mer TiC och ju mindre kobolt, desto mindre är minskningen.

Tillsats av TaC eller NbC (med högre mjukningstemperaturer än TiC) ökar ytterligare hårdheten och hållfastheten vid höga temperaturer.

6. Antividhäftningsegenskaper Vidhäftningstemperaturen för hårdmetall är högre än för snabbstål, vilket ger den bättre motståndskraft mot vidhäftningsslitage.

Kobolts vidhäftningstemperatur med stål är mycket lägre än WC:s; när kobolthalten ökar minskar vidhäftningstemperaturen.

TiC:s vidhäftningstemperatur är högre än WC:s, så WC-TiC-Co-legeringar har en högre vidhäftningstemperatur (cirka 100 °C högre) än WC-Co-legeringar. TiO2 som bildas vid höga temperaturer under skärning minskar vidhäftningen.

TaC och NbC har högre vidhäftningstemperaturer än TiC, vilket förbättrar anti-vidhäftningsegenskaperna. TaC:s affinitet med arbetsstyckets material är bara en bråkdel till några tiondelar av WC:s.

7. Kemisk stabilitet Slitstyrkan hos hårdmetallverktyg är nära kopplad till deras fysikaliska och kemiska stabilitet vid arbetstemperaturer.

Oxidationstemperaturen för hårdmetall är högre än för snabbstål.

TiC:s oxidationstemperatur är mycket högre än WC:s, så WC-TiC-Co-legeringar får mindre oxidationsvikt vid höga temperaturer än WC-Co-legeringar; ju mer TiC, desto starkare är oxidationsbeständigheten.

TaC:s oxidationstemperatur är också högre än WC:s, och legeringar med TaC och NbC har förbättrad motståndskraft mot högtemperaturoxidation. Emellertid gör högre kobolthalt oxidationen enklare.