Typiska material för hårdmetallverktyg

Att tillsätta TaC (NbC) till hårdmetall är en effektiv metod för att förbättra dess prestanda. I TiC/Ni/Mo-legeringar förbättras hårdmetallens prestanda och dess användningsområde genom att ersätta en del av TiC med hårdmetaller som WC och TaC, vilka ger bättre seghet. Tillsatsen av WC och TaC förbättrar:

● Tålighet
● Elasticitetsmodul
● Motståndskraft mot plastisk deformation
● Högtemperaturhållfasthet

Det förbättrar även värmeledningsförmågan och motståndskraften mot värmechock, vilket gör verktyget mer lämpligt för intermittent skärning. I WC-Co-legeringar kan prestandan förbättras genom att tillsätta 0,5 % till 3 % (massfraktion) karbider som TaC, NbC, Cr3C2, VC, TiC eller HfC. De huvudsakliga målen inkluderar:

● Förfining av korn
● Bibehåller en enhetlig kristallstruktur utan betydande omkristallisering
● Ökad hårdhet och slitstyrka utan att kompromissa med segheten

Dessutom förbättrar dessa tillsatser:

● Högtemperaturhårdhet
● Högtemperaturhållfasthet
● Oxidationsbeständighet

Under skärning bildas en seg, självkompenserande oxidfilm som motstår adhesivt och diffust slitage vid bearbetning av vissa metaller eller legeringar. Detta förbättrar verktygets slitstyrka och ökar dess förmåga att motstå kraterslitage och flankslitage. Dessa fördelar blir mer uttalade ju mer kobolthalten i hårdmetallen ökar.

● Hårdmetall med 1 % till 3 % (massfraktion) TaC (NbC) kan bearbeta olika typer av gjutjärn, inklusive extra hårt gjutjärn och legerat gjutjärn.
● Lågkoboltlegeringar med 3 % till 10 % (massfraktion) TaC (NbC), såsom YG6A, YG8N och YG813, är mångsidiga. De kan bearbeta:

Kylt gjutjärn
Segjärn
Icke-järnmetaller
Svårbearbetade material som rostfritt stål, härdat stål och högtemperaturlegeringar

Dessa är allmänt kända som universallegeringar (YW). Genom att öka kobolthalten på lämpligt sätt ökas hållfastheten och segheten hos denna typ av hårdmetall, vilket gör den lämplig för grovbearbetning och intermittent skärning av svårbearbetade material. Användningsområden inkluderar:

● Skinning av stora stålgjutgods och smidesstycken
● Svarvning, hyvling och fräsning av austenitiskt stål och värmebeständiga legeringar
● Bearbetning med stora spånvinklar, stora skärsektioner och medelhöga till låga hastigheter
● Grovsvarvning på automatsvarvar, halvautomatsvarvar och multiverktygssvarvar
● Tillverkning av borrar, kugghjulshällar och andra verktyg med hög skäreggshållfasthet**

I WC-TiC-Co-legeringar ökar en för hög TiC-halt känsligheten för termisk sprickbildning, vilket leder till större sprödhet. Att tillsätta TaC till WC-TiCo-legeringar med låg TiC- eller hög kobolthalt förbättrar:

● Tålighet
● Värmebeständighet
● Oxidationsbeständighet

Medan TiC minskar termisk chockmotståndskraft, kompenserar TaC för detta, vilket gör legeringen lämplig för fräsningsoperationer. Billigare alternativ som NbC- eller Hf-Nb-karbider (massfraktion: Hf-60 %, Nb-40 %) kan ersätta TaC. I TiC-Ni-Mo-legeringar förbättrar samtidig tillsats av TiN, WC och TaC avsevärt:

● Hårdhet
● Böjhållfasthet
● Oxidationsbeständighet
● Värmeledningsförmåga

vid höga temperaturer (900–1000 °C).