Волфрамови карбидни ролкиса жизненоважни инструменти в съвременната металообработваща индустрия и се използват широко в процеса на валцоване на метали като стомана, алуминий и мед. Уникалната им твърдост, износоустойчивост и стабилност при висока температура правят карбидните ролки да се представят добре в работни среди с тежки натоварвания. Каква е обаче твърдостта на карбидните ролки? Това е много важен въпрос, който е свързан с експлоатационния живот, ефективността на обработката и икономическите ползи от ролките.
Тази статия ще обсъди подробно индекса на твърдост на индустриалните карбидни ролки, факторите, влияещи върху твърдостта, метода за изпитване на твърдост и влиянието на твърдостта върху производителността на карбидните ролки.
Какво означава твърдостта на карбидните ролки?
Твърдостта е мярка за способността на материала да се съпротивлява на локална пластична деформация (като вдлъбнатина, драскотини и др.), обикновено изразявана като стойност на твърдостта при вдлъбване. Твърдостта на карбидните ролки обикновено се измерва чрез микротвърдост или твърдост по Бринел (HB), твърдост по Рокуел (HRB) и други стандарти.
За индустриалните карбидни ролки твърдостта не е просто статична величина, а има важно влияние върху износоустойчивостта, устойчивостта на корозия, термичната стабилност и други свойства на ролката. Следователно, твърдостта често е един от най-важните технически показатели при избора на подходящи карбидни материали и техните области на приложение.
Какъв е диапазонът на твърдост на индустриалните карбидни ролки?
Твърдостта на карбидните ролки обикновено е тясно свързана със състава на използваната сплав. Карбидните ролки са съставени главно от елементи като волфрам, въглерод и кобалт, а различните формули на сплавите ще повлияят на тяхната твърдост. По-конкретно, твърдостта на карбидните ролки обикновено е между 55-80 HRC (скала на твърдост C по Рокуел).
● Валци от волфрамово-кобалтова сплав: Този тип карбидни валяци имат общ диапазон на твърдост от 60-75 HRC. Когато съдържанието на волфрам е високо, твърдостта ще бъде по-висока, а кобалтовият компонент играе смазваща и жилава роля. Следователно, колкото по-висок е делът на кобалта, толкова по-ниска е твърдостта. Най-общо казано, колкото по-висок е делът на волфрама, толкова по-добра е твърдостта и износоустойчивостта, но съответната крехкост също може да се увеличи.
● Валяк от волфрамово-въглеродна сплав: Тази сплав има висока твърдост, обикновено между 70-80 HRC, и е подходяща за приложения, които изискват изключително висока износоустойчивост и висока твърдост. Когато съдържанието на волфрам е високо, твърдостта се подобрява значително, но жилавостта е сравнително ниска.
● Валяк от никел-волфрамова сплав: Твърдостта на ролките от никел-волфрамова сплав обикновено е между 55-70 HRC, с добра устойчивост на корозия, подходящ за специални работни условия.
Трябва да се отбележи, че твърдостта на валяците от циментиран карбид е един от важните показатели, влияещи върху работните им характеристики, но твърде високата твърдост може да доведе и до повишена крехкост, така че е необходимо да се намери подходящ баланс между твърдост, жилавост и износоустойчивост.
Какви фактори влияят върху твърдостта на валяците от циментиран карбид?
Твърдостта на карбидните ролки не е фиксирана стойност, а се влияе от множество фактори. Следните са основните фактори, влияещи върху твърдостта на карбидните ролки:
1. Състав на сплавта
Твърдостта на циментирания карбид е тясно свързана с вида и съдържанието на елементите, които съдържа. Основните компоненти на сплавта обикновено са волфрам, кобалт, въглерод и др. Волфрамът има изключително висока твърдост и износоустойчивост, докато кобалтът действа главно като свързващо вещество за подобряване на жилавостта на сплавта.
● Съдържание на волфрам: Колкото по-високо е съдържанието на волфрам, толкова по-висока е твърдостта на циментирания карбид, но жилавостта ще бъде относително намалена. Циментираните карбидни ролки с по-високо съдържание на волфрам обикновено имат по-висока износоустойчивост, но може да са по-склонни към напукване или счупване при високи ударни натоварвания.
● Съдържание на кобалт: Кобалтът е важно свързващо вещество за циментирания карбид, което играе основна роля за повишаване на жилавостта на сплавта, подобряване на производителността при обработка и подобряване на термичната стабилност. Колкото по-високо е съдържанието на кобалт, толкова по-добра е жилавостта на сплавта, но твърдостта е сравнително ниска. Съдържанието на кобалт обикновено се контролира между 5% и 30%, като специфичното съотношение ще се регулира според различните изисквания за употреба.
● Съдържание на въглерод: Съдържанието на въглерод също влияе върху твърдостта и износоустойчивостта на циментирания карбид. Обикновено, когато съдържанието на въглерод в циментирания карбид е по-високо, твърдостта ще се увеличи, но това може да доведе и до увеличаване на крехкостта на сплавта, така че съдържанието на въглерод трябва да се контролира според специфичното приложение.
2. Температура и време на синтероване
Процесът на синтероване на циментирания карбид е ключов фактор, който влияе върху неговата твърдост. По време на процеса на високотемпературно синтероване, свързването между праховете и степента на уплътняване на структурата са от решаващо значение за подобряване на твърдостта.
● Температура на синтероване: Температурата на синтероване обикновено е между 1400℃ и 1600℃. Твърде високата или твърде ниската температура ще повлияе на плътността на циментирания карбид и след това ще повлияе на твърдостта. Ако температурата на синтероване е твърде висока, може да се получи прекомерен растеж на зърната вътре в сплавта, което води до намаляване на твърдостта; докато ако температурата на синтероване е твърде ниска, сплавта може да не се синтерова напълно, което води до пори и рохкава структура, като по този начин се отразява на твърдостта и издръжливостта.
● Време за синтероване: Продължителността на времето за синтероване също ще повлияе на плътността и твърдостта на циментирания карбид. Твърде дългото или твърде краткото време може да доведе до нестабилни характеристики на сплавта, така че подходящото време за синтероване трябва да се избере според състава и изискванията на сплавта.
3. Процес на прахова металургия
В производствения процес на валяци от циментиран карбид, технологията на праховата металургия играе решаваща роля. Процесът на прахова металургия включва множество звена, като подготовка, смесване, пресоване и синтероване на прахове от сплави, които имат важно влияние върху твърдостта и структурата на сплавта.
● Размер на частиците на праха от сплав: Размерът на частиците на праха има значително влияние върху твърдостта на сплавения карбид. Най-общо казано, по-фините частици на праха благоприятстват уплътняването на сплавта, като по този начин подобряват нейната твърдост. Едрите частици могат да доведат до разхлабване на вътрешната структура на сплавта, което да повлияе на твърдостта.
● Еднородност на праха: Еднородността на праха също е един от факторите, влияещи върху твърдостта на циментирания карбид. Ако компонентите в праха са неравномерно разпределени, след синтероване може да се наблюдава неравномерно представяне, което води до намалена твърдост.
4. Процес на последваща обработка на сплав
След синтероване, циментиранокарбидни ролкиобикновено трябва да преминат през серия от процеси на последваща обработка, като термична обработка, повърхностно втвърдяване, нанасяне на покритие и др., за да се подобри допълнително тяхната твърдост и износоустойчивост.
● Термична обработка: Чрез контролиране на скоростите на нагряване и охлаждане, термичната обработка може значително да подобри твърдостта на циментирания карбид. Например, след подходяща обработка за закаляване, повърхностната твърдост на валяците от циментиран карбид може да се подобри значително.
● Обработка на покритието: Някои циментирани карбидни ролки ще образуват закалено покритие (като TiN, CrN покритие) върху повърхността си чрез технология за покритие, за да подобрят повърхностната си твърдост и износоустойчивост. Тази обработка може значително да удължи експлоатационния живот на циментираните карбидни ролки, особено при работа с висока температура и висока скорост.
Какви са методите за изпитване на твърдостта на валяците от циментиран карбид?
Изпитването за твърдост на циментирани карбидни ролки е много важна стъпка в производствения процес. Често срещани методи за изпитване на твърдост включват микротвърдост, твърдост по Бринел, твърдост по Викерс, твърдост по Рокуел и др. Следните са няколко често срещани метода за изпитване:
1. Изпитване за микротвърдост (HV)
Изпитването за микротвърдост се използва главно за измерване на твърдостта на малка площ от повърхността на циментирани карбидни материали. Чрез прилагане на определено натоварване, диамантено-пирамидалният индентор оставя вдлъбнатина върху повърхността на материала, след което диагоналната дължина на вдлъбнатината се измерва с микроскоп, за да се изчисли стойността на твърдостта. Изпитването за микротвърдост е подходящо за материали с висока твърдост, като например циментиран карбид.
2. Изпитване за твърдост по Рокуел (HRC)
Изпитването за твърдост по Рокуел е най-широко използваният метод за изпитване на твърдост, особено за изпитване на валяци от циментиран карбид. Чрез прилагане на определено налягане върху повърхността на валяка от циментиран карбид се измерва дълбочината на вдлъбнатината, за да се получи стойността на твърдостта. Скалата за твърдост по Рокуел C (HRC) обикновено се използва за измерване на твърдостта на валяците от циментиран карбид. Процесът на изпитване е бърз, а резултатите са интуитивни.
3. Твърдост по Бринел (HB)
Твърдостта по Бринел се определя чрез прилагане на определено налягане върху повърхността на карбидния валяк със стоманена топка с определен диаметър и измерване на диаметъра на вдлъбнатината. Твърдостта по Бринел е подходяща за изпитване на по-меки материали. Въпреки че не се използва често за изпитване на карбидни валци, този метод се използва и в някои области.
Влияние на твърдостта на карбидните ролки върху производителността
Твърдостта на карбидните ролки е пряко свързана с техните характеристики, особено с износоустойчивостта и експлоатационния живот. Колкото по-висока е твърдостта, толкова по-силна е износоустойчивостта на карбидните ролки и те могат да поддържат по-ниска степен на износване за по-дълго време при условия на висока скорост и тежко натоварване. Следователно, твърдостта е един от ключовите показатели за измерване на качеството на карбидните ролки.
Въпреки това, колкото по-висока е твърдостта, толкова по-добре. Прекомерната твърдост може да увеличи крехкостта на сплавта, като по този начин повлияе на нейната удароустойчивост и сеизмична устойчивост. В практически приложения е необходимо да се постигне баланс между твърдост, жилавост и износоустойчивост, за да се осигури добра производителност на карбидните ролки при сложни работни условия.
С история, датираща от 2001 г., JH Machinery е водещ производител на индустриални ролки в Китай. Нашите продукти включват полиуретанови ролки, охлаждащи ролки и хромирани ролки, всички проектирани да отговарят на специфичните изисквания на индустрията. Използваме най-съвременно оборудване и се придържаме към стандартите за качество ISO9001, за да гарантираме прецизност и издръжливост. Разгледайте нашите опции за търговия на едро и достъпни цени още днес.