CÁC ĐẶC TÍNH CỦA HỢP KIM CỨNG, THÀNH PHẦN CỦA HỢP KIM CỨNG

Trong tất cả các loại vật liệu cắt thường dùng, hợp kim cứng là loại có tính cứng nóng cao hơn cả, tới 800 - 10000C, tốc độ cắt có thể đạt tới hàng trăm m/min.

2. Thành phần hóa học và cách chế tạo

Thành phần chủ yếu của mọi loại hợp kim cứng là cacbit: WC (chiếm tỷ lệ cao nhất), TiC, TaC rất cứng và nhiệt độ chảy rất cao, ngoài ra còn có lượng nhỏ côban làm chất dính kết, nhờ vậy bảo đảm độ cứng, tính chống mài mòn và cứng nóng rất cao, hơn nữa đây là bản chất tự nhiên không phải qua nhiệt luyện, do cacbit có nhiệt độ chảy rất cao, hợp kim cứng được chế tạo qua các bước sau.

- Tạo bột cacbit bằng cách hoàn nguyên WO3 bằng hyđrô ở 700 - 9000C được bột W rồi đem nghiền, sàng lấy cỡ hạt nhỏ 0,10 - 0,15 đến 3 - 5μm, sau đó trộn bột W với bồ hóng và nung lên 14000C trong 1h để được bột WC.

- Trộn bột cacbit với bột Co trong nhiều h cho thật đều rồi đem ép thành lưỡi cắt nhỏ, hình dạng đơn giản.

- Thiêu kết: nung ở nhiệt độ cao (14500C) để Co biến mềm, bắt đầu chảy, dính chặt các hạt cacbit với nhau thành khối chắc.

Phân loại và các mác

Có ba nhóm: một, hai và ba cacbit như trình bày ở bảng.

Bảng: Thành phần hóa học (%) và cơ tính của một số hợp kim cứng theo ΓOCT 3882-74.

- Nhóm một cacbit: WC + Co với các mác có từ 2 đến 25%Co, còn lại là WC.

- Nhóm hai cacbit: chủ yếu vẫn là WC, có thêm 5 - 30%TiC và 4 - 12%Co.

- Nhóm ba cacbit: chủ yếu vẫn là WC, có thêm 3 - 8%TiC, 3 - 12%TaC và 8 - 12%Co.

3. Tổ chức và cơ tính

Tổ chức tế vi của hợp kim cứng gồm các hạt cacbit sắc cạnh (màu sáng) được gắn dính với nhau bằng Co (màu tối) như ở hình 6.17 với yêu cầu là các hạt nhỏ và phân bố đều. Do chế tạo bằng phương pháp bột nên bao giờ cũng có rỗ xốp song phải là ít nhất (~ 2%). Không cho phép có muội than (bồ hóng) trong tổ chức vì nó gây ra điểm mềm.

Về cơ tính, hợp kim cứng rất cứng tới HRA 82 - 90 (HRC 70 - 75), chống mài mòn rất cao, cứng nóng rất cao, cắt được với tốc độ rất cao (hàng trăm m/min), nhưng có nhược điểm là giòn. Cơ tính của hợp kim cứng phụ thuộc vào:

- Với cùng lượng Co như nhau, nhóm hai cacbit cứng hơn nhóm một cacbit vì TiC hòa tan WC (tới 70%) có độ cứng cao hơn, giòn hơn và có hệ số ma sát với thép nhỏ hơn so với WC. Ảnh hưởng này cũng thấy ở TaC, NbC. Vì vậy thường dùng hai nhóm sau (hai, ba cacbit) để gia công gang.