Il metallo duro è prodotto mediante metallurgia delle polveri. Utilizza carburi metallici (carburo di tungsteno WC, carburo di titanio TiC, carburo di tantalio TaC e carburo di niobio NbC, ecc.) con elevata durezza e alto punto di fusione come fase dura, e cobalto, alluminio o nichel metallici come fase legante. Viene trasformato in polvere, miscelato in una determinata proporzione, pressato nella forma desiderata e sinterizzato ad alta temperatura e alta pressione.
Poiché il contenuto di carburi ad alto punto di fusione e ad alta durezza nel metallo duro supera di gran lunga quello dell'acciaio rapido, la durezza a temperatura ambiente del metallo duro è molto elevata (89~93HRA equivale a 78~82HRC), la resistenza alla fusione è buona, la durezza a caldo può raggiungere 800℃~1000℃ o più e la velocità di taglio consentita è da 4 a 7 volte superiore a quella dell'acciaio rapido. È il principale materiale per utensili utilizzato nelle lavorazioni di taglio, secondo solo all'acciaio rapido. Tuttavia, la resistenza alla flessione del metallo duro comune è solo 1/3~1/2 di quella dell'acciaio rapido e la tenacità all'urto è solo 1/35~1/4 di quella dell'acciaio rapido (ossia è più fragile), quindi la sua capacità di resistere agli urti e alla flessione è relativamente bassa.
Le proprietà meccaniche del metallo duro sono determinate principalmente dal tipo, dalla quantità, dalla granulometria della polvere e dal contenuto di legante del carburo che costituisce il metallo duro. Maggiore è la durezza e il punto di fusione del carburo, migliore è la durezza a caldo del metallo duro. Poiché la durezza e il punto di fusione del carburo, in quanto fase dura, sono molto superiori a quelli del legante, maggiore è il contenuto di carburo nel metallo duro, maggiore è la durezza, ma minore è la resistenza alla flessione. Se aumenta la percentuale di legante, la resistenza e la tenacità migliorano. Inoltre, quando il contenuto di legante è costante, più fine è la polvere di carburo, più sottile è lo strato legante, il che equivale a una relativa riduzione del legante e aumenta la durezza riducendo la resistenza alla flessione. Se la polvere di carburo viene raffinata senza ridurre lo spessore dello strato legante, è possibile aumentare la durezza senza ridurre la resistenza alla flessione.
Campo di applicazione dei comuni metalli duri
| Marca | Prestazioni | Campo di applicazione |
| YG3 | Tra le leghe YG, la sua resistenza all'usura è seconda solo a quella di YG3X e YC6A. Può utilizzare velocità di taglio più elevate, ma è sensibile agli urti e alle vibrazioni. | Adatto alla finitura continua e alla semifinitura di ghisa, metalli non ferrosi e loro leghe e materiali non metallici |
| YG3X | È una lega a grana fine, il tipo più resistente all'usura tra le leghe YG, ma la sua tenacità all'urto è scarsa. | Adatto alla finitura e alla barenatura di ghisa, metalli non ferrosi e relative leghe; è inoltre adatto alla finitura di acciaio temprato e materiali di tungsteno |
| YC6 | Presenta un'elevata resistenza all'usura, ma inferiore a quella di YC6X, YG3X e YG3. | Adatto alla tornitura di sgrossatura durante il taglio continuo, alla semifinitura e alla finitura durante il taglio intermittente di ghisa, metalli non ferrosi e relative leghe, nonché materiali non metallici |
| YC6X | È una lega a grana fine; la sua resistenza all'usura è superiore a quella di YC6 e la sua resistenza d'esercizio è prossima a quella di YC6. | Adatto alla lavorazione di ghisa fredda, ghisa legata e acciaio resistente al calore; è inoltre adatto alla finitura della ghisa comune e può essere utilizzato per produrre piccoli utensili per l'industria degli strumenti meccanici |
| YG8 | Presenta una maggiore resistenza d'esercizio e una migliore resistenza agli urti e alle vibrazioni rispetto a YC6, ma una minore resistenza all'usura e una velocità di taglio consentita inferiore. | Adatto alla lavorazione di sgrossatura di ghisa, metalli non ferrosi e relative leghe, nonché materiali non metallici |
| YG8C | È una lega a grana grossa, con una maggiore resistenza d'esercizio, prossima a quella di YGI1. | Adatto per utensili di tornitura, utensili di piallatura, ecc. durante il taglio sotto carichi elevati |
| YG6A | È una lega a grana fine, con resistenza all'usura e resistenza d'esercizio simili a quelle di YC6X. | Adatto alla semifinitura di ghisa dura, ghisa grigia, ghisa sferoidale, metalli non ferrosi e relative leghe, nonché di acciai legati resistenti al calore. Può essere utilizzato anche per la semifinitura e la finitura di acciaio ad alto tenore di manganese, acciaio duro e acciai legati |
| YT5 | Presenta una resistenza superiore, la migliore resistenza agli urti e alle vibrazioni, ma la peggiore resistenza all'usura tra le leghe YT. | Adatto alla tornitura di sgrossatura, alla piallatura di sgrossatura, alla piallatura di semifinitura, alla fresatura di sgrossatura e alla foratura di superfici discontinue di acciaio al carbonio e acciaio legato |
| YT14 | Presenta un'elevata resistenza d'esercizio, una buona resistenza agli urti e alle vibrazioni, ma è leggermente inferiore a YT5; inoltre, ha una resistenza all'usura e una velocità di taglio consentita superiori a quelle di YT5. | Adatto alla tornitura di sgrossatura di acciaio al carbonio e acciaio legato, alla semifinitura e alla finitura durante il taglio intermittente e alla fresatura di sgrossatura di superfici continue |
| YT15 | Presenta una resistenza all'usura migliore di YT14, ma una tenacità all'impatto peggiore di YT14 | Adatto alla tornitura di sgrossatura, alla semifinitura e alla finitura durante il taglio continuo, alla finitura di sezioni durante il taglio intermittente e alla fresatura di finitura e semifinitura di superfici continue nella lavorazione di acciaio al carbonio e acciaio legato |
| YT30 | La resistenza all'usura e la velocità di taglio consentita sono superiori a quelle di YT15, ma la resistenza d'esercizio e la tenacità all'impatto sono scarse; durante la saldatura e la rettifica si formano facilmente cricche | Adatto alla finitura di acciaio al carbonio e acciaio legato, come la finitura di sezioni piccole, la barenatura di finitura e l'alesatura di finitura |
| YW1 | Le prestazioni d'uso delle leghe YT sono state ampliate; possono sopportare determinati carichi d'urto e presentano una buona versatilità | Adatto alla finitura di materiali difficili da lavorare, come acciaio resistente al calore, acciaio ad alto tenore di manganese e acciaio inossidabile, nonché alla finitura di acciaio comune, ghisa e metalli non ferrosi |
| YW2 | La resistenza all'usura è leggermente inferiore a quella della lega YWI, ma la resistenza durante l'uso è maggiore e può sopportare carichi d'urto più elevati | Adatto alla finitura e alla semifinitura di acciai difficili da lavorare, come acciaio resistente al calore, acciaio ad alto tenore di manganese, acciaio inossidabile e acciaio legato di alta qualità, nonché alla finitura di acciaio comune, ghisa e metalli non ferrosi |
| YN1O | Buona resistenza all'usura e al calore; la durezza è equivalente a quella di YT30, la resistenza è leggermente superiore a quella di YT30, mentre le prestazioni di saldatura e rettifica sono migliori di quelle di YT30 | Adatto alla finitura continua di acciaio al carbonio, acciaio legato, acciaio inossidabile, acciaio per utensili e acciaio temprato. L'effetto di lavorazione è particolarmente buono per parti più lunghe e parti con requisiti di rugosità superficiale ridotta |
| YNO5 | La durezza e la resistenza all'usura sono le più elevate tra i metalli duri e la resistenza all'usura è prossima a quella delle ceramiche, ma la resistenza agli urti e alle vibrazioni è scarsa | Adatto alla finitura ad alta velocità di acciaio, acciaio temprato, acciaio legato, ghisa e ghisa legata con utensili di tipo T, nonché alla finitura di parti snelle con rigidità particolarmente elevata del sistema di lavorazione |
In generale, il rapporto tra resistenza all'usura e tenacità del metallo duro è contraddittorio: il miglioramento della resistenza all'usura comporta una riduzione della tenacità, mentre il miglioramento della tenacità comporta inevitabilmente una riduzione della resistenza all'usura. Pertanto, nella scelta dei gradi della lega, è necessario soddisfare i requisiti d'uso specifici in base all'oggetto da lavorare e alle condizioni di lavorazione.
Se il grado selezionato è soggetto a incrinature precoci e danneggiamento durante l'uso, è consigliabile scegliere un grado con maggiore tenacità; se il grado selezionato è soggetto a usura precoce e danneggiamento durante l'uso, è consigliabile scegliere un grado con maggiore durezza e migliore resistenza all'usura. I seguenti gradi: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C, da sinistra a destra, presentano durezza e resistenza all'usura decrescenti e tenacità crescente; viceversa, si verifica l'opposto.
Condividi:
Sviluppo del mercato del settore dello stampaggio a iniezione di polveri metalliche (MIM)
Integrazione del controllo della forma di leghe di titanio metallurgiche in polvere a basso costo