Ébauches carrées en carbure de tungstène sont des pièces de carbure de tungstène de forme carrée qui servent de matériau de départ pour la fabrication de divers outils de coupe et pièces d'usure. Les propriétés uniques du carbure de tungstène en font un matériau idéal pour les applications à haute résistance à l'usure.
Ce guide fournit un aperçu détaillé des ébauches carrées en carbure de tungstène, de leur composition, du processus de fabrication, des dimensions, des tolérances, des applications, des considérations de sélection, des fournisseurs, des coûts et des comparaisons avec d'autres solutions.
Introduction aux ébauches carrées en carbure de tungstène
Les ébauches carrées en carbure de tungstène présentent les caractéristiques suivantes :
- Pièces de forme carrée en carbure de tungstène
- Disponible en différentes tailles standard
- Utilisés comme ébauches pour la fabrication d'outils de coupe
- Offre une très grande résistance à l'usure
- Plus dur que d'autres matériaux d'outils comme le HSS
- Fabriqué par frittage de poudres de carbure de tungstène
Les ébauches en carbure de tungstène servent de matière première de départ standardisée qui peut être rectifiée et façonnée en produits d'outillage finaux tels que des plaquettes, des matrices, des fraises de forme, etc. en fonction des exigences de l'application.
Composition et propriétés des ébauches en carbure de tungstène
La composition et les propriétés des ébauches en carbure de tungstène sont.. :
- Composé de grains de carbure de tungstène liés dans une matrice de cobalt.
- Contient du carbure de tungstène 85-95% et du liant de cobalt 5-15%.
- Petites quantités d'autres carbures et d'additifs
- Extrêmement dur - HV 1300-1600 kg/mm2
- Densité de 14,5 - 15,1 g/cc
- Résistance à la compression jusqu'à 6,5 GPa
- Rigidité et conductivité thermique élevées
- Excellente résistance à l'abrasion et à l'érosion
Les propriétés uniques du carbure de tungstène offrent une résistance à l'usure supérieure à celle des autres matériaux pour outils. Le liant cobalt confère une résistance à la rupture. La taille des grains de carbure et la teneur en cobalt sont adaptées en fonction de l'application.
Processus de fabrication des ébauches en carbure de tungstène
Ébauches carrées en carbure de tungstène sont fabriqués par :
Traitement des poudres
- Mélange de carbure de tungstène, de cobalt et d'autres additifs en poudre
- Broyage de poudres pour obtenir un mélange uniforme
Le compactage
- Pressage de la poudre broyée dans une matrice à haute pression
- Pressage isostatique à froid pour les formes complexes
- Production de pièces compactes "vertes
Frittage
- Chauffage de pièces compactes à 1400-1500°C dans une atmosphère contrôlée
- Provoque la densification et la liaison des particules.
- Rétrécissement de 20% ou plus pendant le frittage
Finition
- Rectification des ébauches pour obtenir une tolérance de taille
- Rodage, honage et polissage pour obtenir l'état de surface requis
- Contrôle dimensionnel étroit de ±0,025 mm
Les processus contrôlés de pressage et de frittage garantissent des propriétés et des dimensions constantes des flans.
Dimensions et tolérances des ébauches en carbure de tungstène
Les ébauches en carbure de tungstène sont produites dans des dimensions carrées standardisées :
Tailles standard courantes
- 10 x 10 mm
- 12 x 12 mm
- 16 x 16 mm
- 20 x 20 mm
- 25 x 25 mm
Gamme d'épaisseur
- 2 mm à 10 mm
Tolérance de taille
- ±0,025 mm
Différentes dimensions d'ébauches sont fabriquées pour répondre aux différentes exigences en matière d'outils de coupe. Des ébauches plus épaisses permettent de produire des outils plus longs pour plus de rigidité. Le contrôle précis des dimensions minimise la surépaisseur de meulage nécessaire lors de la fabrication des outils finaux.
Applications et utilisation des ébauches en carbure de tungstène
Les principales applications des ébauches carrées en carbure de tungstène sont les suivantes :
- Outils de coupe - plaquettes, forets, fraises, outils de forme
- Filières d'étirage et d'extrusion
- Filières de tréfilage
- Presses à granuler
- Matrices d'estampage et de frappe de monnaie
- Roulements et joints
- Outils d'exploitation minière et de construction
Les ébauches en carbure de tungstène constituent un matériau de départ idéal pour la fabrication de pièces d'usure nécessitant des propriétés de dureté, de solidité et de résistance à l'abrasion très élevées. Les ébauches rectifiées sont brasées ou serrées dans des porte-outils.
Avantages et bénéfices des ébauches en carbure de tungstène
Les principaux avantages de l'utilisation de ébauches carrées en carbure de tungstène:
- Dureté et résistance à l'usure extrêmement élevées
- Résistance élevée à la compression et à la flexion
- Conserve sa résistance à des températures élevées
- Résistance aux chocs thermiques et à la corrosion
- Propriétés constantes grâce à une fabrication contrôlée
- Dimensions standardisées pour faciliter la conception des outils
- Moins cher que les pièces frittées sur mesure
- Livraison plus rapide que les formats personnalisés
- Facilité d'usinage dans la géométrie finale de l'outil
Les propriétés uniques du carbure de tungstène, associées à des ébauches carrées standardisées, en font un choix idéal et rentable pour les applications d'outillage à forte usure.
Limites du carbure de tungstène en tant que matériau d'outillage
Voici quelques limitations du carbure de tungstène à prendre en compte :
- Fragile avec une ténacité à la rupture plus faible
- Susceptible de s'écailler sous l'effet de chocs
- Difficile à usiner, nécessitant une rectification au diamant
- Plus lourd que les autres matériaux d'outillage
- Plus chers que les outils HSS
- Les ébauches carrées limitent les options de géométrie de l'outil
- Ne convient pas aux supports à faible rigidité
- Incompatibilité chimique avec certains alliages
- Le réaffûtage peut altérer la précision de l'ébauche
Ces limitations nécessitent une conception adéquate des outils en carbure de tungstène en fonction des exigences spécifiques de l'application.
Prix et coût des ébauches en carbure de tungstène
La gamme de prix des ébauches carrées en carbure de tungstène est la suivante :
Prix des ébauches en carbure de tungstène
| Taille | Épaisseur | Fourchette de prix |
|---|---|---|
| 10 x 10 mm | 3 mm | $8 – $12 |
| 16 x 16 mm | 5 mm | $15 – $22 |
| 20 x 20 mm | 6 mm | $25 – $35 |
| 25 x 25 mm | 8 mm | $45 – $60 |
- Les prix dépendent de la taille, de la qualité, de l'épaisseur et de la quantité commandée.
- Les qualités à grains plus fins coûtent plus cher
- Les flans plus épais sont plus chers
- Les petites commandes ont des coûts par pièce plus élevés
Le carbure de tungstène est plus cher que d'autres matériaux d'outils, mais il offre une durée de vie beaucoup plus longue dans des conditions d'usure extrêmes. Il s'agit donc d'un matériau économique pour des applications spécifiques.
Comment sélectionner les ébauches en carbure de tungstène
Critères de sélection clés pour les ébauches en carbure de tungstène :
- Application - Paramètres tels que les taux d'usure prévus, les charges, les vitesses et les températures
- Taille de l'outil - Choisir la taille de l'ébauche standard la plus proche des dimensions de l'outil fini
- Épaisseur - Des ébauches plus épaisses pour des outils plus longs nécessitant de la rigidité
- Tolérances - Tolérances plus étroites pour les pièces d'usure de précision
- Finition de la surface - Finitions de surface plus fines pour de meilleures performances
- Grade - Équilibre entre dureté, résistance et ténacité
- Revêtement - Tout post-revêtement pour améliorer le pouvoir lubrifiant, la protection contre l'usure
- Fabricant - Fabricant réputé garantissant une qualité constante
- Livraison - Les découpes standard permettent une livraison plus rapide
- Coût - Équilibrer la performance par rapport au coût total de l'outillage
Le concepteur d'outils sélectionne la spécification optimale de l'ébauche adaptée à chaque application d'outillage.
Comparaison des ébauches en carbure de tungstène avec des alternatives
Comparaison avec d'autres matériaux d'outils
| Paramètres | Carbure de tungstène | Acier rapide | Céramique |
|---|---|---|---|
| Résistance à l'usure | Excellent | Modéré | Excellent |
| Solidité | Modéré | Très bon | Faible |
| Propriétés thermiques | Bon | Modéré | Excellent |
| Résistance à la corrosion | Excellent | Modéré | Excellent |
| Usinabilité | Difficile | Facile | Difficile |
| Coût | Haut | Faible | Haut |
Avantages par rapport aux pièces frittées sur mesure
- Un coût nettement inférieur
- Livraison plus rapide pour les tailles standard
- Réduction des contraintes de conception des outils
- Une gestion des stocks plus simple
Les ébauches en carbure de tungstène offrent un équilibre idéal entre les propriétés et le coût pour la plupart des applications de pièces d'usure, en particulier lorsque les tailles standard répondent aux exigences.
FAQ
A quoi servent les ébauches en carbure de tungstène ?
Les ébauches en carbure de tungstène sont utilisées comme matière première pour la fabrication de divers outils de coupe, matrices, roulements et pièces d'usure nécessitant une grande résistance à l'abrasion.
Comment les ébauches en carbure de tungstène sont-elles fabriquées ?
Les ébauches TC sont fabriquées en compactant des poudres de carbure de tungstène et de cobalt, puis en les frittant à haute température pour produire un matériau dense. Les pièces frittées sont rectifiées pour leur donner une forme.
Quelles sont les principales propriétés du carbure de tungstène ?
Le carbure de tungstène présente une dureté et une résistance à la compression très élevées, une excellente résistance à l'usure et à l'érosion, une conductivité thermique élevée et une bonne résistance à la corrosion.
Quels sont les avantages de l'utilisation d'ébauches TC par rapport aux pièces frittées sur mesure ?
Les avantages sont la réduction des coûts, une livraison plus rapide et une plus grande flexibilité grâce à l'utilisation de découpes standardisées. Cela simplifie l'inventaire et la production.
Comment sélectionner la bonne taille et la bonne qualité d'ébauche en carbure de tungstène ?
Tenez compte de la taille de l'outil, de la rigidité nécessaire, des tolérances, de l'état de surface, des quantités produites, des conditions de fonctionnement et du coût total de l'outillage. Choisissez un fabricant réputé.
Quelles sont les tolérances prévues pour les ébauches en carbure de tungstène ?
La tolérance typique est de ±0,025 mm. Des tolérances plus fines, comme ±0,01 mm, sont possibles pour les applications de précision, mais elles sont plus coûteuses.
Comment les ébauches en carbure de tungstène sont-elles affûtées ou reconditionnées ?
Les ébauches TC sont affûtées par meulage au diamant en choisissant des meules appropriées pour minimiser les dommages. Un affûtage répété peut compromettre la précision de l'ébauche et nécessiter son remplacement.
Quelles sont les limites de l'utilisation du carbure de tungstène comme matériau d'outillage ?
Les limites sont une ténacité inférieure à celle d'autres matériaux, des difficultés d'usinage, des pièces plus lourdes et un coût de base plus élevé. Il est important d'avoir une conception et une ingénierie d'application appropriées.
Quels sont les revêtements appliqués aux ébauches en carbure de tungstène ?
Les revêtements les plus courants sont le nitrure d'aluminium et de titane (TiAlN), le nitrure de titane (TiN) et le nitrure de carbone de titane (TiCN). Ces revêtements améliorent la résistance à l'usure et la durée de vie des outils dans des applications spécifiques.
