Two materials that make up Tungsten Carbide (Tungsten and Carbon)

Che cos’è il carburo di tungsteno cementato “metallo duro”?

Il “metallo duro” è sovente usato come termine generico per indicare un materiale composito contenente particelle dure composte da carburo di tungsteno e da un legante metallico più morbido usato per trattenere o “cementare” le particelle in posizione.

La creazione di questo materiale inizia con il minerale di tungsteno che viene raffinato in polvere di tungsteno (W).  La polvere di tungsteno viene combinata con il carbonio (C) e riscaldata ad alte temperature, facendo sì che il carbonio e il tungsteno si leghino chimicamente formando carburo di tungsteno (WC). Dopo il raffreddamento, il materiale viene frantumato e vagliato in polvere, con dimensioni di grado specifiche.

Creazione del grado:

Quando la polvere di WC viene successivamente miscelata con leganti in polvere, tipicamente cobalto o nichel, nonché altri additivi, si crea una “polvere graduata”. Ad ogni grado sono state aggiunte diverse quantità di WC e leganti, nonché dimensioni differenti dei granuli di polvere WC.  Le parti soggette a usura della centrifuga sono tipicamente leganti al 6 - 10%, con bilanciamento realizzato in WC e dimensioni dei granuli inferiori a 1 - 3 micron nelle dimensioni e con additivi resistenti alla corrosione.

Modellazione della polvere:

La pressatura della polvere graduata in uno stampo con una pressa idraulica rappresenta il metodo più economico per i componenti più piccoli prodotti in massa. Le nostre piastrelle per centrifughe sono realizzate utilizzando questo metodo.

La produzione di componenti grandi o complessi come gli ugelli di alimentazione e scarico richiede che la polvere graduata sia compattata in “billette” mediante pressione idrostatica. Indipendentemente da quale metodo venga utilizzato per compattare il metallo duro, esso resta ancora molto morbido, tipo il gesso, ed è definito “verde”. Se necessario, il verde può essere modellato con metodi convenzionali di tornitura, foratura, fresatura o rettifica per creare una “preforma”. Siamo anche in grado di produrre preforme di metallo duro utilizzando la Manifattura additiva.

Sinterizzazione:

La “preforma” in metallo duro viene quindi collocata su un vassoio che viene caricato in un forno di sinterizzazione e riscaldato fino al punto di fusione del legante, in genere da 2.500 °F a 2.800 °F. La sinterizzazione fa sì che la parte si riduca di circa il 20% nella misurazione lineare e di circa il 50% nel volume. Dopo il raffreddamento, il prodotto risultante è un grezzo in metallo duro. 

Finitura:

Il metallo duro può essere utilizzato “come sinterizzato” e brasato all’acciaio, come nel caso delle nostre piastrelle, epossidizzato e montato con acciaio per determinati ugelli di scarico, o persino rifinito secondo tolleranze esatte per i componenti con accoppiamento critico.

Gradi di metallo duro

Offriamo un’ampia gamma di gradi di metallo duro, compresi quelli a grana inferiore al micron, a grana fine, a grana media e grana grossa con una miscela di leganti e additivi per creare il giusto equilibrio di durezza, tenacità, resistenza all’abrasione e alla corrosione ideale per l’applicazione.

  • Durezza: La durezza è determinata dalla percentuale di legante e dalla granulometria delle particelle di carburo di tungsteno. Generalmente, più legante è presente, e più grande è il granulo, minore è la durezza.
  • Resistenza all’usura: Generalmente, i gradi con più legante o con grana più grossolana (durezza inferiore) presentano meno resistenza all’usura o all’abrasione. Tuttavia, presentano un aumento della forza. È sempre necessario bilanciare elevata durezza/elevata resistenza all’usura con durezza inferiore/forza elevata. Per testare la resistenza all’abrasione o all’usura delle nostre qualità di metallo duro, solitamente conduciamo test con sabbia asciutta (G65) o con mistura abrasiva (B611). 
  • Forza: La quantità di legante e la variazione delle dimensioni della grana influenzeranno anche la forza d’impatto (carico d’urto) e la tenacità della frattura (una misura dell’avvio della spaccatura e della relativa propagazione). In genere, una maggiore presenza di legante e/o grana più grossa aumenteranno la forza d’impatto e la tenacità della frattura. Nelle qualità con grana inferiore al micron, la forza d’impatto e la tenacità della frattura diminuiscono rispetto alle qualità con grana più grossolana di contenuto di cobalto equivalente; tuttavia, la durezza aumenta.
Nome qualitàLeganteLegante (wt%)Durezza HRADurezza HV30Famiglia di grana
KFS33Co693.01800Inferiore al micron
KFS64Co1091.81590Inferiore al micron
KFM65Co1189.71310Media
HARCCo-Cr6.993.31850Fine
K701*Co-Cr1092.41680Fine
CNC68Co-Ni-Cr6.593.42000Inferiore al micron
CNC10Co-Ni-Cr8.590.51410Fine
KR855Co-Ni-Cr101091.81580Inferiore al micron
KR466Co-Ni-Cr12901355Fine-Media
CN13SCo-Ni-Cr12.588.71220Grossa
KR887Co-Ni-Cr1590.21370Inferiore al micron
HAN6Ni690.51410Media
GTDNi-Cr9.291.61550Fine
HAN10Ni1090.01340Fine

*K701 non può essere brasato

Sono disponibili ulteriori materiali in metallo duro, nonché opzioni ROCTEC e Stellite.

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