Rouleaux en carbure de tungstèneLes rouleaux en carbure sont des outils essentiels dans l'industrie moderne de transformation des métaux et sont largement utilisés dans le processus de laminage de métaux tels que l'acier, l'aluminium et le cuivre. Leur dureté unique, leur résistance à l'usure et leur stabilité à haute température permettent aux rouleaux en carbure de bien fonctionner dans des environnements de travail à forte charge. Cependant, quelle est la dureté des rouleaux en carbure ? Il s'agit d'une question très importante, qui est liée à la durée de vie, à l'efficacité du traitement et aux avantages économiques des rouleaux.

Cet article traitera en détail de l'indice de dureté des rouleaux en carbure industriels, des facteurs affectant la dureté, de la méthode d'essai de dureté et de l'effet de la dureté sur les performances des rouleaux en carbure.

Que signifie la dureté des rouleaux en carbure ?

La dureté est une mesure de la capacité du matériau à résister à la déformation plastique locale (comme les indentations, les rayures, etc.), généralement exprimée sous la forme d'une valeur de dureté par indentation. La dureté des rouleaux en carbure est généralement mesurée par la microdureté ou la dureté Brinell (HB), la dureté Rockwell (HRB) et d'autres normes.

Pour les rouleaux en carbure industriels, la dureté n'est pas seulement une valeur statique, elle a un impact important sur la résistance à l'usure, la résistance à la corrosion, la stabilité thermique et d'autres propriétés du rouleau. Par conséquent, la dureté est souvent l'un des indicateurs techniques les plus critiques lors de la sélection des matériaux en carbure appropriés et de leurs domaines d'application.

Quelle est la plage de dureté des rouleaux industriels en carbure ?

La dureté des rouleaux en carbure est généralement étroitement liée à la composition de l'alliage utilisé. Les rouleaux en carbure sont principalement composés d'éléments tels que le tungstène, le carbone et le cobalt, et différentes formules d'alliage affecteront leur dureté. Plus précisément, la dureté des rouleaux en carbure est généralement comprise entre 55 et 80 HRC (échelle de dureté Rockwell C).

● Rouleaux en alliage tungstène-cobalt : ce type de rouleau en carbure a une plage de dureté courante de 60 à 75 HRC. Lorsque la teneur en tungstène est élevée, la dureté sera plus élevée et le composant cobalt joue un rôle de lubrification et de ténacité. Par conséquent, plus la proportion de cobalt est élevée, plus la dureté est faible. D'une manière générale, plus la proportion de tungstène est élevée, meilleure est la dureté et la résistance à l'usure, mais la fragilité correspondante peut également augmenter.

● Rouleau en alliage tungstène-carbone : cet alliage a une dureté élevée, généralement comprise entre 70 et 80 HRC, et convient aux applications qui nécessitent une résistance à l'usure extrêmement élevée et une dureté élevée. Lorsque la teneur en tungstène est élevée, la dureté est considérablement améliorée, mais la ténacité est relativement faible.

● Rouleau en alliage nickel-tungstène : La dureté des rouleaux en alliage nickel-tungstène est généralement comprise entre 55 et 70 HRC, avec une bonne résistance à la corrosion, adaptée à des conditions de travail particulières.

Il convient de noter que la dureté des rouleaux en carbure cémenté est l'un des indicateurs importants affectant leurs performances de travail, mais une dureté trop élevée peut également entraîner une fragilité accrue, il est donc nécessaire de trouver un équilibre approprié entre dureté, ténacité et résistance à l'usure.

Quels facteurs affectent la dureté des rouleaux en carbure cémenté ?

La dureté des rouleaux en carbure cémenté n'est pas une valeur fixe, mais est affectée par de multiples facteurs. Les principaux facteurs affectant la dureté des rouleaux en carbure cémenté sont les suivants :

1. Composition de l'alliage

La dureté du carbure cémenté est étroitement liée au type et à la teneur des éléments qu'il contient. Les principaux composants de l'alliage sont généralement le tungstène, le cobalt, le carbone, etc. Le tungstène a une dureté et une résistance à l'usure extrêmement élevées, tandis que le cobalt agit principalement comme liant pour améliorer la ténacité de l'alliage.

● Teneur en tungstène : plus la teneur en tungstène est élevée, plus la dureté du carbure cémenté est élevée, mais la ténacité sera relativement réduite. Les rouleaux en carbure cémenté à teneur en tungstène plus élevée ont généralement une meilleure résistance à l'usure, mais peuvent être plus susceptibles de se fissurer ou de se casser sous des charges d'impact élevées.

● Teneur en cobalt : le cobalt est un liant important pour le carbure cémenté, qui joue principalement un rôle dans l'augmentation de la ténacité de l'alliage, l'amélioration des performances de traitement et l'amélioration de la stabilité thermique. Plus la teneur en cobalt est élevée, meilleure est la ténacité de l'alliage, mais la dureté est relativement faible. La teneur en cobalt est généralement contrôlée entre 5 % et 30 %, et la proportion spécifique sera ajustée en fonction des différentes exigences d'utilisation.

● Teneur en carbone : la teneur en carbone affecte également la dureté et la résistance à l'usure du carbure cémenté. En général, lorsque la teneur en carbone du carbure cémenté est plus élevée, la dureté augmente, mais cela peut également entraîner une augmentation de la fragilité de l'alliage. La teneur en carbone doit donc être contrôlée en fonction de l'application spécifique.

2. Température et durée de frittage

Le processus de frittage du carbure cémenté est un élément clé qui affecte sa dureté. Lors du processus de frittage à haute température, la liaison entre les poudres et le degré de densification de la structure sont essentiels à l'amélioration de la dureté.

● Température de frittage : La température de frittage est généralement comprise entre 1400℃ et 1600℃. Une température trop élevée ou trop basse affectera la densité du carbure cémenté, puis la dureté. Si la température de frittage est trop élevée, une croissance excessive des grains peut se produire à l'intérieur de l'alliage, entraînant une diminution de la dureté ; tandis que si la température de frittage est trop basse, l'alliage peut ne pas être complètement fritté, entraînant des pores et une structure lâche, affectant ainsi la dureté et la durabilité.

● Temps de frittage : la durée du temps de frittage affecte également la densité et la dureté du carbure cémenté. Un temps trop long ou trop court peut entraîner des performances instables de l'alliage. Le temps de frittage approprié doit donc être sélectionné en fonction de la composition et des exigences de l'alliage.

3. Procédé de métallurgie des poudres

Dans le processus de fabrication des rouleaux en carbure cémenté, la technologie de la métallurgie des poudres joue un rôle décisif. Le processus de métallurgie des poudres comprend de multiples étapes telles que la préparation, le mélange, le pressage et le frittage des poudres d'alliage, qui ont une influence importante sur la dureté et la structure de l'alliage.

● Taille des particules de la poudre d'alliage : La taille des particules de la poudre a un effet significatif sur la dureté du carbure cémenté. D'une manière générale, les particules de poudre plus fines favorisent la densification de l'alliage, améliorant ainsi sa dureté. Les particules grossières peuvent provoquer un relâchement de la structure interne de l'alliage, affectant ainsi la dureté.

● Uniformité de la poudre : l'uniformité de la poudre est également l'un des facteurs affectant la dureté du carbure cémenté. Si les composants de la poudre sont répartis de manière inégale, des performances inégales peuvent se produire après le frittage, ce qui entraîne une réduction de la dureté.

4. Processus de post-traitement de l'alliage

Après frittage, cimentérouleaux en carburedoivent généralement subir une série de processus de post-traitement, tels qu'un traitement thermique, un durcissement de surface, un revêtement, etc., pour améliorer encore leur dureté et leur résistance à l'usure.

● Traitement thermique : en contrôlant les vitesses de chauffage et de refroidissement, le traitement thermique peut améliorer considérablement la dureté du carbure cémenté. Par exemple, après un traitement de trempe approprié, la dureté de surface des rouleaux en carbure cémenté peut être considérablement améliorée.

● Traitement de revêtement : certains rouleaux en carbure cémenté formeront un revêtement durci (tel qu'un revêtement TiN, CrN) sur la surface grâce à la technologie de revêtement pour améliorer leur dureté de surface et leur résistance à l'usure. Ce traitement peut prolonger considérablement la durée de vie des rouleaux en carbure cémenté, en particulier dans les environnements de travail à haute température et à grande vitesse.

Quelles sont les méthodes d’essai pour la dureté des rouleaux en carbure cémenté ?

Le test de dureté des rouleaux en carbure cémenté est une étape très importante du processus de fabrication. Les méthodes de test de dureté courantes comprennent le test de microdureté, le test de dureté Brinell, le test de dureté Vickers, le test de dureté Rockwell, etc. Voici quelques méthodes de test courantes :

1. Test de microdureté (HV)

Le test de microdureté est principalement utilisé pour mesurer la dureté d'une petite zone à la surface des matériaux en carbure cémenté. En appliquant une certaine charge, le pénétrateur à pyramide en diamant laisse une empreinte sur la surface du matériau, puis la longueur diagonale de l'empreinte est mesurée au microscope pour calculer la valeur de dureté. Le test de microdureté convient aux matériaux à haute dureté tels que le carbure cémenté.

2. Essai de dureté Rockwell (HRC)

Le test de dureté Rockwell est la méthode de test de dureté la plus utilisée, en particulier pour tester les rouleaux en carbure cémenté. En appliquant une certaine pression sur la surface du rouleau en carbure cémenté, la profondeur de l'empreinte est mesurée pour obtenir la valeur de dureté. L'échelle de dureté Rockwell C (HRC) est généralement utilisée pour mesurer la dureté des rouleaux en carbure cémenté. Le processus de test est rapide et les résultats sont intuitifs.

3. Test de dureté Brinell (HB)

Le test de dureté Brinell détermine la dureté en appliquant une certaine pression sur la surface du rouleau en carbure avec une bille d'acier d'un certain diamètre et en mesurant le diamètre de l'empreinte. La dureté Brinell convient pour tester des matériaux plus tendres. Bien qu'elle ne soit pas couramment utilisée pour tester les rouleaux en carbure, cette méthode est également utilisée dans certains domaines.

L'impact de la dureté des rouleaux en carbure sur les performances

La dureté des rouleaux en carbure est directement liée à leurs performances, notamment à leur résistance à l'usure et à leur durée de vie. Plus la dureté est élevée, plus la résistance à l'usure du rouleau en carbure est forte et il peut maintenir un taux d'usure plus faible pendant une période plus longue dans des conditions de travail à grande vitesse et à forte charge. Par conséquent, la dureté est l'un des indicateurs clés pour mesurer la qualité des rouleaux en carbure.

Cependant, plus la dureté est élevée, mieux c'est. Une dureté excessive peut augmenter la fragilité de l'alliage, affectant ainsi sa résistance aux chocs et aux séismes. Dans les applications pratiques, un équilibre doit être trouvé entre la dureté, la ténacité et la résistance à l'usure pour garantir la bonne performance des rouleaux en carbure dans des conditions de travail complexes.

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