Sert Metal (Sert Maden / Semente Karbür / Elmas)nedir?
Semente karbür, aşağıda bahsedilenlerden oluşan toz metalurji ürünü bir malzemedir:
- Sert tungsten karbür (WC) parçacıkları [Ti, Ta, Nb karbürleri de eklenebilir ihtiyaca göre]
- Bağlayıcı görevi gören kobalt (Co) [ihtiyaca göre Nikel (Ni) de kullanılabilir
“Kalite” ile kastedilen nedir?
Kalite, sinterlenmiş karbür ürününün sertliğini veya tokluğunu temsil eder ve içyapıyı oluşturan bileşenlerin karışımı ile belirlenir.
Kesici takım ve aşınma parçası olarak kullanılacak sert metallerde genellikle karbür fazı olarak tungsten karbür (WC) ve metal bağlayıcı faz olarak kobalt (Co) kullanılır. Bunun nedeni, bu kombinasyonun uygulanmasıyla en iyi fiziksel ve mekanik özelliklerin elde edilebilmesidir.
WC yüksek bir aşınma direnci gösterir. Ti, Ta veya Nb karbürlerin (gama fazı) eklenmesi ile sert metal daha yüksek bir sıcak sertliğe sahip olur. Gama fazı, yüksek sıcaklıklarda daha az reaktif olduğundan genellikle kesme sıcaklığının yükselebildiği çelik malzemelerin işlenmesinde tercih edilir.
Sert Metalin özelliklerini belirleyen en önemli parametreler bağlayıcı içeriği ve sert malzemenin ortalama dane boyudur.
| WC dane boyu sınıflandırması | |
|
Ortalama
dane boyu [μm] |
İsmi |
| < 0.2 | nano |
| 0.2 - < 0.5 | çok-ince |
| 0.5 - < 0.8 | mikron-altı |
| 0.8 - < 1.3 | ince |
| 1.3 - < 2.5 | orta |
| 2.5 - < 6.0 | iri |
| > 6.0 | çok-iri |
Toz Metalurji Derneğinin sınıflandırmasıdır
Aşağıdaki grafikler sert metalnin mekanik özelliklerinin bağlayıcı içeriğine (Co) ve WC tane boyutuna göre değişimini göstermektedir.
Sertlik yani aşınma direnci kırılma tokluğu ile ters orantılıdır. Sert metal ne kadar sert olursa, darbeye o kadar fazla tepki verir (tam olarak tanımlanamayan 'darbe direnci' parametresi, malzemenin kırılma tokluğu ile ilişkilidir)
Öte yandan, kopma mukavemeti doğrudan sertliğe değil, WC tane boyutuna ve kobalt içeriğine bağlıdır. Bununla birlikte, yapışmadan kaynaklanan aşınma (yapışma eğilimi), kullanılan karbürün tane boyutu ve kobalt içeriği ile azalır.
Doğru sert metal kalitesini seçmek ancak sistematik bir prosedür ve/veya benzer uygulamalardaki deneyimlere dayanarak mümkün olmaktadır.
Sert Metal’in avantajları:
- çok sert olduğu için aşınma dayancı çok yüksektir
- yüksek sıcaklıklara dirençlidir
- uzun ömürlüdür
- güvenlidir
Sert Metalin diğer malzemelerle karşılaştırılması :
- Sert Metal: uygulamaya bağlı olarak daha yüksek tokluk veya daha yüksek aşınma direnci ile tasarlanabilir.
- Elmas/PCD: bilinen en sert malzemedir, ancak darbelere karşı tokluğu düşüktür.
- CBN: sertliği sert metalin üzerindedir, ancak kırılma tokluğu düşüktür.
- Seramik: daha düşük yoğunluğa ve ısı iletkenliğine sahiptir. Sertliği yüksek, tokluğu düşüktür.
- Sermet: sertliği sert metalden yüksek, seramikten düşüktür. Tokluğu daha azdır.
- Çelik: sertliği düşük, tokluğu yüksektir.
Aşağıdaki tablodan da görüleceği gibi Sert Metal çok geniş bir setlik-tokluk aralığı sunabilmekte ve dolayısı ile endüstride kendisine geniş bir kullanım alanı bulabilmektedir.
