Kas yra cementinis karbidas?

Cementuotas karbidas yra ypač kietas metalas, pasižymintis atsparumu kietoms medžiagoms, dideliu mašinos greičiu ir aukšta temperatūra. Medžiaga taip pat žinoma kaip harmetalas, Widia™ arba volframo karbido kobaltas. Jis dažnai naudojamas gaminant tokius daiktus kaip nerūdijantis plienas arba anglinis plienas.
Šiuolaikinis cementuotas karbidas dažniausiai yra volframo karbido ir metalinio kobalto arba tantalo karbido ir metalinio nikelio su kobaltu derinys. Šios medžiagos sujungiamos naudojant sukepinimo arba rečiau karštojo izostatinio presavimo (HIP) procesą, kai ištirpęs kobaltas sumaišomas su kietais volframo karbido grūdeliais. Galutinio produkto stiprumas ir ilgaamžiškumas gali labai skirtis, priklausomai nuo kiekvieno ingrediento kiekio mišinyje.

Du ryškiausi cementinio karbido trūkumai yra būdingas trapumas ir didelės medžiagos gamybos sąnaudos. Nors kobaltas suteikia papildomo patvarumo, iš šios medžiagos pagaminti įrankiai vis tiek linkę lūžti ar įskilti. Dažnai tvirtesnis metalas, pavyzdžiui, anglinis įrankių plienas, bus naudojamas kaip kotas, į kurį galima įkišti karbido galiuką. Tai gali sumažinti išlaidas, nes sumažėja bendras įrankio gamybos ir karbido dalies pakeitimo sąnaudas.

Cementiniai karbido įdėklai taip pat gali būti sutvirtinti specialiomis dangomis, tokiomis kaip titano karbidas-nitridas, titano aliuminio nitridas arba deimantų pavidalo anglis. Šios dangos gali padėti padidinti įrankio sutepimą. Danga taip pat gali pailginti įdėklo tarnavimo laiką, sumažindama temperatūrą pjovimo metu ir taip sumažindama nusidėvėjimą.

Pirmąjį cementinį karbidą XIX amžiaus pabaigoje sukūrė prancūzų chemikas Henri Moissan. Moissanas užsibrėžė kurti deimantus, tačiau jo eksperimentai paskatino sukurti porėtą, trapią šiuolaikinio volframo karbido versiją. Vokiečiai Karlas Schroeteris ir Heinrichas Baumhauefas atrado, kad medžiaga gali būti tvirtesnė ir tinkamesnė pramoniniam naudojimui, pavyzdžiui, pjaustymui, pridedant kobalto.

Komercinis cementinis karbidas pradėtas naudoti Vokietijoje XX a. 1920-ųjų pabaigoje. Novatoriškas prekės ženklas buvo Widia™, kuris yra „wie diament“ versija, vokiška frazė, reiškianti „kaip deimantas“. Šis prekės ženklas išliko kaip tam tikras bendras cementuoto karbido terminas.

1930-aisiais volframo karbido pakeitimas tantalo karbido ir metalinio nikelio mišiniu padėjo sukurti patvaresnę cementuoto karbido formą. Dabar medžiaga gaminama iš kelių skirtingų tradicinių ir modernių mišinių variantų. Viena konstanta buvo ta, kad mišinį paprastai sudaro viena ištirpusios medžiagos dalis, sujungta su kito elemento grūdeliais.