Kõvade sulamite koostis ja struktuur mängivad nende toimimises otsustavat rolli

Kõvade sulamite koostis ja struktuur mängivad nende toimimises otsustavat rolli
Kaasaegse tööstuse hammastena on kõvasulammaterjalide kvaliteedikontroll tootmises põhiküsimus. Iga tootmisprotsess peab olema range ja pragmaatiline ning kõvasulami koostis ja struktuur mõjutavad otseselt jõudlust.
Kõvasulammaterjalide toimivust mõjutavad kõvade ja sidumisfaaside koostis ja struktuur. Üldiselt, kui kõva faasi sisaldus on kõrge ja tera suurus on hea, on sulamil kõrge kõvadus, hea kulumiskindlus ja halb löögikindlus. Kui sulami η faasis (dekarbureeritud faas) puudub süsinik, muutub sulami jõudlus rabedaks. Kui titaankarbiidi või tantaalkarbiidi sisaldus on kõrge, paraneb sulami punane kõvadus, suureneb vastupidavus kraatri kulumisele ja karbiidist tera lõikejõudlus on parem.
Sidumisfaasi koostis ja struktuur mõjutavad oluliselt ka kõvasulamite omadusi. Kõvade sulamite tootmisel on Co hästi siduv metall. Võrreldes Ni ja Fe-ga, on Co-l kõva faasiga paremad märgamisomadused ning tsementeeritud kõvasulami omadused on tavaliselt kõrgemad kui Ni ja Fe-ga seotud omadused. Ni madala magnetilisuse ja hea korrosioonikindluse tõttu ületab WC-Ni kui mittemagnetilise või korrosioonikindla sulami jõudluse poolest WC-Co sulamit.
Süsinik ja raud tekitavad stabiilset Fe3C, mis takistab kõvasulamimaterjalide sidumist ja paagutamist. Lisaks on rauast lihtne moodustada karbiidiga rabedat kolmekomponentset ühendit, mis suurendab sulami haprust. Kuigi raudseotud karbiidi kõvadus ei ole madal, erineb raudseotud karbiidi tugevus suuresti koobaltiga seotud karbiidi omast.
Sidumisfaasi tugevdamiseks ja kõvasulamimaterjalide jõudluse parandamiseks on uuritud uusi erineva koostise ja struktuuriga sidumisfaase. Kasutades Co legeerimiseks W ja C, saadakse eutektilise koostisega koobaltisulam. Teoreetiline eutektiline temperatuur on 1280 kraadi, madala sulamistemperatuuriga, mis soodustab paagutatud kangide tihenemist madalatel temperatuuridel.
Liimimisfaasi koostise reguleerimisega parandati kõvasulami punast kõvadust ja roomamiskindlust ning saavutati häid tulemusi. Kui traditsioonilise Co sidumisfaasi asendamiseks kasutatakse Co Ni Cr Mo Al kõrgtemperatuurset sulamit, on tsementeeritud karbiidist tera pikem kasutusiga ja parem vastupidavus lõikedeformatsioonile võrreldes Co sidumisfaasiga.