Kaj je cementni karbid?

Cementirani karbid je posebej trda kovina, ki je znana po tem, da je sposobna ravnati s trdimi materiali, hitrimi strojnimi hitrostmi in visokimi temperaturami. Material je znan tudi kot harmetal, Widia™ ali volfram-karbid kobalt. Pogosto se uporablja pri proizvodnji predmetov, kot so nerjaveče jeklo ali ogljikovo jeklo.
Sodobni cementni karbid je običajno kombinacija delcev volframovega karbida in kovinskega kobalta ali tantalovega karbida in kovinskega niklja s kobaltom. Ti materiali so med seboj povezani v postopku, znanem kot sintranje ali manj pogosto vroče izostatično stiskanje (HIP), kjer se staljeni kobalt zmeša s trdnimi zrni volframovega karbida. Trdnost in obstojnost končnega izdelka se lahko zelo razlikujeta, odvisno od količine posamezne sestavine v mešanici.

Dve izmed najbolj izrazitih slabosti cementiranega karbida sta njegova prirojena krhkost in visoki stroški proizvodnje materiala. Čeprav kobalt zagotavlja dodatno vzdržljivost, so orodja, izdelana iz tega materiala, še vedno nagnjena k zlomom ali sekanju. Pogosto se uporablja trdnejša kovina, kot je ogljikovo orodno jeklo, kot steblo, v katerega je mogoče vstaviti konico iz karbida. To lahko zmanjša stroške tako, da zmanjša skupne stroške izdelave orodja in stroške zamenjave karbidnega kosa.

Vložke iz cementnega karbida je mogoče okrepiti tudi s posebnimi premazi, kot so titanov karbid-nitrid, titanov aluminijev nitrid ali diamantu podoben ogljik. Ti premazi lahko pomagajo povečati mazanje orodja. Prevleka lahko tudi podaljša življenjsko dobo vložka z znižanjem temperature med rezanjem in tako zmanjša obrabo.

Prvi cementirani karbid je v poznih 1800-ih razvil Henri Moissan, francoski kemik. Moissan se je odločil ustvariti diamante, vendar so njegovi poskusi pripeljali do razvoja porozne, krhke različice sodobnega volframovega karbida. Nemca Karl Schroeter in Heinrich Baumhauef sta odkrila, da bi lahko material z dodatkom kobalta naredili močnejši in primernejši za industrijsko uporabo, kot je rezanje.

Komercialna uporaba cementnega karbida se je začela v Nemčiji v poznih dvajsetih letih prejšnjega stoletja. Pionirska blagovna znamka je bila Widia™, ki je različica wie diament, nemške fraze, ki pomeni »kot diamant«. Ta blagovna znamka se je ohranila kot nekakšen splošni izraz za cementni karbid.

V tridesetih letih prejšnjega stoletja je zamenjava volframovega karbida z vezano mešanico tantalovega karbida in kovinskega niklja pomagala ustvariti bolj trpežno obliko cementiranega karbida. Zdaj je material izdelan z več različnimi različicami tradicionalnih in sodobnih mešanic. Ena konstanta je bila, da je mešanica običajno sestavljena iz enega dela staljenega materiala, ki je vezan z zrni drugega elementa.