Dans le domaine industriel moderne, le carbure cémenté est devenu le matériau de base pour le traitement mécanique, l'exploitation minière, le forage pétrolier et d'autres industries en raison de sa dureté élevée, de sa résistance à l'usure et de sa dureté rouge. Cependant, dans les applications pratiques, les outils et pièces en carbure cémenté tombent souvent en panne prématurément en raison de l'usure, de l'écaillage et de la fissuration thermique, ce qui non seulement augmente les coûts de production, mais affecte également l'efficacité de la production et la qualité du produit.
1. Mécanisme de défaillance d'usure
(I) Causes
L'usure du carbure cémenté comprend principalement l'usure abrasive, l'usure adhésive et l'usure corrosive. L’usure abrasive est la forme la plus courante. Lorsque le carbure cémenté et la surface de la pièce se déplacent l'un par rapport à l'autre, les points durs sur la surface de la pièce ou les copeaux générés pendant le traitement sont comme de minuscules particules abrasives, grattant les rainures sur la surface du carbure cémenté, provoquant une perte de matière. L'usure de l'adhésif se produit sous des températures et des pressions élevées. Les atomes présents sur le carbure cémenté et la surface de la pièce se diffusent les uns avec les autres, entraînant une adhérence locale. Lors d'un mouvement relatif, les points de liaison sont déchirés et le matériau en carbure cémenté est enlevé. L'usure corrosive fait référence à la réaction chimique à la surface du carbure cémenté sous l'action de milieux chimiquement actifs pour former des produits de corrosion. Ces produits tombent lors des frottements et accélèrent l'usure du matériau.
(II) Solutions
① Technologie de revêtement de surface : une couche de revêtement à haute-dureté et à faible-friction, comme le nitrure de titane (TiN) et le carbure de titane (TiC), est appliquée sur la surface du carbure cémenté par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), dépôt physique en phase vapeur (PVD) et d'autres méthodes. Ces revêtements peuvent isoler efficacement le carbure cémenté de la pièce, réduire l'apparition d'usure abrasive et d'adhésif, tout en améliorant la résistance à l'oxydation des inserts en carbure de tungstène et en réduisant le risque d'usure par corrosion.
② Optimiser les paramètres de traitement : un ajustement raisonnable des paramètres de traitement tels que la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe peuvent réduire considérablement le degré d'usure du carbure cémenté.
③ Choisissez le bon lubrifiant : l'utilisation de lubrifiants-hautes performances, tels que des fluides de coupe contenant des additifs extrême pression, peut former un film lubrifiant entre le carbure cémenté et la pièce à usiner pour réduire la friction et l'usure. Les lubrifiants peuvent également jouer un rôle dans le refroidissement et le nettoyage, en éliminant la chaleur de coupe et les copeaux au fil du temps et en réduisant davantage l'usure.
2. Mécanisme de défaillance de l'écaillage de la lame
(I) Causes
La rupture fait référence au pelage soudain de petits ou grands morceaux de matériau sur le tranchant du carbure cémenté pendant le processus de coupe. Les principales raisons incluent la structure inégale du carbure cémenté lui-même et la présence de défauts tels que des pores et des fissures. De plus, des charges de coupe et d'impact intermittentes fréquentes peuvent également facilement conduire à l'écaillage du carbure cémenté.
(II) Solutions
① Améliorer la qualité du carbure cémenté : contrôler strictement le processus de production, garantir la structure uniforme du matériau, réduire les défauts internes et tester strictement les indicateurs clés du matériau, tels que la densité, la dureté et la résistance à la flexion.
② Optimiser la conception de l'outil : en fonction de la technologie de traitement spécifique et du matériau de la pièce, concevez raisonnablement les paramètres géométriques de l'outil. Par exemple, réduisez l’angle du bord et augmentez la résistance du bord. Dans le même temps, concevez raisonnablement la structure du corps de l'outil, augmentez la rigidité et la résistance du corps de l'outil et évitez l'écaillage dû à la déformation du corps de l'outil.
③ Stabilisez le processus de traitement : avant le traitement, prétraitez entièrement-la pièce. Pendant le traitement, adoptez une méthode de coupe stable pour éviter une alimentation et une rétraction soudaines. Pour les conditions de traitement sujettes aux charges d'impact, telles que la coupe intermittente, un dispositif de réduction des vibrations peut être utilisé pour réduire l'impact des vibrations sur l'outil.
3. Mécanisme de défaillance par fissuration thermique
(I) Causes
La fissuration thermique fait référence à la défaillance du carbure cémenté due à des fissures sur la surface causées par des cycles thermiques répétés. Des dilatations et contractions thermiques répétées génèrent des contraintes thermiques sur la surface de l'outil. Lorsque la contrainte thermique dépasse la limite de résistance du carbure cémenté, des fissures thermiques se produisent. De plus, le carbure cémenté a une mauvaise conductivité thermique et il est difficile d'évacuer rapidement la chaleur, ce qui aggravera également la génération de fissures thermiques.
(II) Solution
Améliorer la méthode de refroidissement : utilisez un système de refroidissement efficace pour éliminer la chaleur de coupe à temps et réduire la température de surface de l'outil. En parallèle, choisissez un fluide de coupe adapté pour améliorer ses propriétés de refroidissement et de lubrification.
Choisissez du carbure cémenté avec une bonne résistance à la chaleur : par exemple, le carbure cémenté auquel ont été ajoutés des éléments tels que le tantale (Ta) et le niobium (Nb) a considérablement amélioré sa résistance aux températures élevées et à l'oxydation, et peut mieux résister à la fissuration thermique.
Optimiser la technologie de traitement : utilisez une technologie de traitement raisonnable pour réduire la génération de chaleur de coupe. Par exemple, utilisez une découpe segmentée, une découpe en couches et d'autres méthodes pour éviter une découpe continue à long terme de l'outil afin que celui-ci puisse être complètement refroidi.
Conclusion
Dans les applications d'ingénierie réelles, les ingénieurs doivent utiliser diverses solutions en fonction de conditions et d'exigences de traitement spécifiques pour obtenir le meilleur effet. FANMETAL s'est engagé à fournir des produits en métaux non ferreux-de haute qualité-aux clients étrangers et a obtenu la certification ISO9001, qui peut fournir aux clients une production personnalisée de haute-qualité et un service unique-efficace. Si vous avez des questions sur les détails de ce produit ou sur le délai de livraison, n'hésitez pas à nous contacter au admin@fanmetalloy.com. Nous attendons votre message avec impatience.
