Изнашивается ли карбид? Объяснение срока службы и прочности

Карбид, известный своей исключительной прочностью и стойкостью, тем не менее подвержен износу со временем, особенно в условиях высоких нагрузок, таких как механическое производство, горнодобывающая промышленность и бурение. Понимание механизмов износа, которые влияют на цементированный карбид, имеет решающее значение для оптимизации его характеристик и продления срока службы. Ниже приводится подробное описание того, как карбид изнашивается в различных областях применения, а также эффективные стратегии для смягчения этого износа.

Механизмы износа твердого сплава

1. Применение в механических деталях

В механических приложениях цементированный карбид в основном подвергается износу в результате трения. Этот износ при трении можно разделить на два типа:

Недорогие индивидуальные решения. Наша фабрика занимается проектированием, разработкой и производством форм для порошковой металлургии, карбидных деталей, форм для литья под давлением, штамповочных инструментов и прецизионных деталей для форм.
WhatsApp: +86 186 3895 1317 Электронная почта: [email protected]

• Механический износ: Это происходит из-за физического контакта и истирания с другими материалами, в результате чего материал твердосплавной детали постепенно изнашивается.
• Химический износ: При этом происходят химические реакции между карбидом и элементами окружающей среды, которые со временем разрушают материал.

Степень и скорость износа в механических детали зависят от взаимодействия между карбидом и сопрягаемыми материалами, а также от эксплуатационных нагрузок и условий окружающей среды.

2. Применение в режущих инструментах

Режущие инструменты из цементированного карбида подвергаются нескольким формам износа, каждая из которых зависит от взаимодействия инструмента с материалом заготовки и условий его работы:

• Абразивный износ: Причина - твердые частицы или твердые точки на поверхности заготовки, царапающие или выдалбливающие инструмент.
• Износ клея: Возникает, когда материал заготовки прилипает к инструменту, обычно из-за высокого давления и температуры на границе резания.
• Диффузный износ: Перенос материалов на микроскопическом уровне, зависящий от температуры и совместимости материалов.
• Химический износ: Результат химического взаимодействия между материалом инструмента и заготовкой при определенных температурах и условиях.

3. Применение в горной промышленности и бурении нефтяных скважин

В суровых условиях горнодобывающей промышленности и бурения цементированные твёрдосплавные инструменты подвергаются экстремальным условиям эксплуатации:

• Абразивный контакт: Контакт с камнями и другими твердыми материалами может привести к появлению микроскопических трещин и сколов на режущих поверхностях инструмента.
• Ударный износ: Резкие и сильные контакты могут привести к сколам и разрушению твердого сплава.

Предотвращение износа твердого сплава

Чтобы продлить срок службы твердосплавных инструментов и деталей, можно использовать несколько стратегий:

• Оптимизация структуры твердой фазы: Использование специальных составов, форм и нанокристаллических структур позволяет повысить износостойкость твердого сплава.
• Настройка параметров процесса: При обработке резанием регулировка скорости резания, подачи и углов резания может значительно снизить износ.
• Нанесение покрытий на инструмент: Такие покрытия, как карбид титана (TiC), нитрид титана (TiN), карбонитрид титана (TiCN) и оксид алюминия (Al2O3), обеспечивают дополнительный слой защиты от износа. Эти покрытия не только защищают основной карбид от прямого контакта с абразивными материалами, но и обеспечивают тепловую защиту.

Понимание этих механизмов износа и внедрение эффективных стратегий по их снижению позволяет повысить производительность и долговечность твёрдосплавные компоненты и инструментов может быть значительно повышена. Независимо от того, используются ли они в деликатной оснастке или в надежных операциях сверления, правильные подходы к управлению износом могут привести к более долговечному, эффективному и экономичному использованию твердосплавных материалов.