Karbürün mekanik özellikleri

 

Endüstriyel bir “diş” olarak karbür uçlarda, bir ya da daha fazla ısıya dayanıklı metal karbür (tungsten karbür, titanyum karbür gibi) sert kısım olarak; kobalt gibi geçiş metalleri ile bağlayıcı kısmı olarak da toz metalurji teknolojisi yardımıyla tungsten karbür (WC), titanyum karbür (TiC), tantalum karbür (TaC), niyobyum karbür (NbC) gibi ürünler imal edilir. Bu ürünlerde bağlanma bölgesinde ise kobalt (Co), nikel (Ni), demir (Fe) gibi materyaller yaygın olarak kullanılır. Semente karbürün gücü temel olarak semente karbür takımın kesici kısmının bağlandığı taban ile bağlantılıdır. Semente karbürün yüksek güç, artırılmış sertlik, aşınma direnci, korozyona karşı mukavemet göstermesi, yüksek ısı direnci ve doğrusal genleşme katsayısının düşük olması gibi avantajları mevcuttur. Endüstriyel imalat ve işleme operasyonlarında geniş bir kullanım alanına sahiptir ve en iyi takım materyallerindendir. Fiziksel parametreler ile ilgili olarak değerlendirildiğinde, semente karbürün mekanik avantajları özellikle şu alanlarda ön plana çıkar:

 

1. Eğilme Direnci:

Semente karbürlerin bükülme direnci yüksek hız çeliğine (HSS) göre yüksektir ve hatta YG8 sementasyonundaki karbür uç bükülme direnci dahi HSS’den yüksektir. Kobalt içeriği yüksek semente karbürler de yüksek bükülme direncine sahiptir. WC, TiC, Co alaşımlarının bükülme direnci içerikteki TiC oranının artışı ile düşer ve WC taneciklerinin boyutu, ayrıca karbür türüne ek olarak semente karbürün gücünü de etkiler. Semente karbürün bükülme direnci, orta boyutlu tanecikli semente karbürden daha fazladır.

 

2. Basınç Dayanımı:

Karbürün kompresif gücü (karbür çeşidine göre) HSS’den yüzde 30 ile yüzde 50 oranlarında daha yüksektir. Ayrıca karbür ürünler yaklaşık 3500-5600 MPa (megapaskal) basıncı karşılar ve sıcak isostatik koşullarda karbür ürünlerin 6000 MPa basıncın üstünde çalıştığı görülebilir.

 

3. Karbür basınç dayanımı ve kobalt içeriği

Kobalt içerikli ince semente karbürün kompresif gücü kalın tanecikli olan karbürden daha yüksektir ve YT serisi senmente karbürlerin kompresif gücü YG serisi semente karbürlerden düşüktür, içeriğindeki TiC oranı arttıkça direnci daha da azalır. Az miktarda TaC, NbC, VC, vb. İle WC tanecikleri rafine edilmesi halinde kompresif güç arttırabilir.

 

Semente karbürün kompresif gücü, bükülme direncinden daha fazla olduğunda, takım yapısının tasarımı ve karbür uç seçimi yapılırken kafa üzerinde deneme yapılmalı. Ayrıca basınç altında sıkıştırma gerilimi artıyorsa çalışmaya daha düşük bükme torku ile devam edilmelidir.

 

4. Gerilme Direnci:

Karbür uç gerilme direnci 750 ile 1500 MPa arasında, yaklaşık olarak kompresif gücün dörtte biri kadardır. Semente karbür ürünlerin etkikisini belirleyen bir çok faktör mevcuttur. Bu nedenle karbür gerilme direnci genellikle belirli bir aralık dahilindedir.

 

5. Darbe Tokluğu:

Semente karbürlerin darbe tokluğu HSS’den daha düşüktür ve YG8 alaşımının darbe tokluğu 30-40 KJ/m2 aralığında ölçülür. Diğer yandan W18Cr4V HSS ise aynı koşullarda 180-320 KJ/m2 değerlerine ulaşabilir.

 

TiC içeren semente karbürün darbe tokluğu içeriğindeki TiC oranının yüzde 6’dan yüzde 10’a çıkarılmasıyla azalır. Ayrıca WC-Co semente karbürün darbe tokluğu belirli bir etkiye sahiptir ve  ısı yükseldikçe darbe tokluğu gelişir.

 

Semente karbürün darbe tokluğunun HSS’den az olması nedeniyle güçlü darbeler ve titreşim içeren çalışmalarda kullanılması uygun değildir. Aksi durumda çeşitli sorunlar meydana gelebilir. Semente karbürün darbe dayanıklılığı büyük ölçüde belirsizdir. Mutlak değere ulaşmak test yöntemiyle ilgilidir. Bu nedenlesemente karbürün darbe tokluğunu kıyaslarken, aynı ebattaki örnekleri kullanmak ve aynı ekipmanlarla çalışmak daha pratik olacaktır.

Semente karbürlerin yorulma mukavemeti HSS’den daha yüksektir ve semente karbürlerin yorulma mukavemeti örneğin yüzey kalitesi ile ilişkilidir. Pürüzsüzlük seviyesi arttıkça yorulma mukavemeti de yükselecektir.