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Qu’est-ce que le carbure de tungstène cémenté ?

« Carbure » est souvent utilisé comme terme générique pour désigner le matériau composite contenant des particules dures composées de carbure de tungstène, ainsi qu’un liant métallique plus souple utilisé pour maintenir ou « cimenter » les particules en place.

La création de ce matériau commence avec du minerai de tungstène raffiné en poudre de tungstène (W).  La poudre de tungstène est combinée à du carbone (C) et chauffée à haute température, ce qui entraîne une liaison chimique du carbone et du tungstène pour former du carbure de tungstène (WC). Après refroidissement, le matériau est écrasé et filtré en une poudre de tailles de nuances spécifiques.

Créer la nuance :

Lorsque la poudre de WC est ensuite mélangée avec des liants en poudre, généralement du cobalt ou du nickel, ainsi qu’avec d’autres additifs, vous obtenez une « poudre nuancée ». Chaque nuance de poudre de WC a des quantités différentes de WC et de liants ajoutés, ainsi que des tailles de grains variables.  Les pièces d’usure de la centrifugeuse contiennent généralement entre 6 et 10 % de liant, avec un équilibre fait de WC, et des trailles de grains inférieures à 1 à 3 microns, et avec des additifs résistant à la corrosion.

Façonner la poudre :

Le pressage de la poudre nuancée dans une matrice à l’aide d’une presse hydraulique est la méthode la plus économique pour les pièces plus petites produites en masse. Nos plaques pour centrifugeuses sont fabriquées selon cette méthode.

La fabrication de pièces de grande taille ou complexes comme les buses d’alimentation et de refoulement nécessite que la poudre nuancée soit compactée en « billettes » par pression hydrostatique. Quelle que soit la méthode utilisée pour compacter le carbure, il est toujours très mou, semblable à de la craie et est appelé « carbure vert ». Si nécessaire, le compact vert peut être façonné par des méthodes conventionnelles de tournage, de perçage, de fraisage ou de rectification pour créer une « préforme ». Nous sommes également capables de produire des préformes en carbure à l’aide de la fabrication additive.

Frittage :

La « préforme » en carbure est ensuite placée sur un plateau qui est chargé dans un four de frittage et chauffé jusqu’au point de fusion du liant, généralement entre 1371 et 1537 °C. Le frittage provoque une réduction de la pièce d’environ 20 % dans la mesure linéaire et d’environ 50 % de son volume. Après refroidissement, vous obtenez un factice de carbure solide. 

Finition :

Le carbure peut être utilisé « fritté » et brasé sur l’acier, comme sur nos plaques, collé par époxyde et monté avec de l’acier pour certaines buses de refoulement, ou même fini selon des tolérances exactes pour les composants nécessitant un ajustement précis.

 

Nuances de carbure de tungstène cémenté

Nous proposons une grande variété de nuances de carbure, notamment des carbures de tungstène à grains submicroniques, fins, moyens et gros avec un mélange de liants et d’additifs pour créer le bon équilibre entre dureté, ténacité, abrasion et résistance à la corrosion pour l’application. 

Dureté :

La dureté est déterminée par le pourcentage de liant et la taille des grains des particules de carbure de tungstène. Généralement, plus le liant est important, plus la dureté est faible, et plus les grains sont gros, plus la dureté est faible.

Résistance à l'usure

Généralement, les nuances avec plus de liant ou de grains plus gros (et une dureté inférieure) auront une résistance à l’abrasion ou à l’usure inférieure. Cependant, leur résistance sera supérieure. Il est toujours nécessaire d’équilibrer une dureté élevée / résistance à l’usure élevée avec une dureté inférieure / résistance élevée. Pour tester la résistance à l’usure ou à l’abrasion de nos nuances de carbure, nous effectuons généralement un test de sable sec (G65) ou de boue (B611). 

Résistance

La quantité de liant et la variation de la taille des grains affecteront également la résistance à l’impact (charge de choc) et la ténacité à la casse (mesure de l’initiation et de la propagation des fissures). Une quantité de liant plus importante et/ou une taille de grains plus grosse augmentera généralement la résistance à l’impact et la ténacité à la casse. Avec les nuances granulométriques submicroniques, la résistance à l’impact et la ténacité à la casse diminuent par rapport aux nuances granulométriques plus grosses de teneur égale en cobalt ; cependant, la dureté augmente.

Exemple de carbure cimenté avec des grains moyens à gros

Nom de la nuance

Liant

Liant

(% du poids)

Dureté

Famille de grains

HRA

HV30

KFS33

Co

6

93,0

1800

Submicronique

KFS64

Co

10

91,8

1590

Submicronique

KFM65

Co

11

89,7

1310

Moyen

HARC

Co-Cr

6,9

93,3

1850

Fin

K701*

Co-Cr

10

92,4

1680

Fin

CNC68

Co-Ni-Cr

6,5

93,4

2000

Submicronique

CNC10

Co-Ni-Cr

8,5

90,5

1410

Fin

KR855

Co-Ni-Cr

10

91,8

1580

Submicronique

KR466

Co-Ni-Cr

12

90,0

1355

Fin-Moyen

CN13S

Co-Ni-Cr

12.5

88,7

1220

Gros

KR887

Co-Ni-Cr

15

90,2

1370

Submicronique

HAN6

Ni

6

90,5

1410

Moyen

GTD

Ni-Cr

9,2

91,6

1550

Fin

HAN10

Ni

10

90,0

1340

Fin

 

*K701 ne peut pas être brasé

Des matériaux supplémentaires en carbure de tungstène cimenté sont disponibles, ainsi que des options en ROCTEC et en Stellite.

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