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I termini specifici del settore


Paratungstato di ammonio

Il paratungstato di ammonio è un sale di tungsteno bianco e cristallino, con formula chimica (NH4)10(H2W12O42)·4H2O.

L'APT è un elemento intermedio provenendo del trattamento di minerali contenenti tungsteno, utilizzato per la produzione di tungsteno o composti di tungsteno, e contiene circa 85% WO3.

L'APT è il valore universalmente noto in commercio per le materie prime contenenti tungsteno, o composti di tungsteno, ed è quotato in MTU (tonnellate). Una MTU contiene 10 kg di WO3.

Bagnabilità

Un liquido che non è in grado di bagnare una superficie si aggrega a formare una goccia.

Le forze coesive del liquido prevalgono. La piena bagnabilità di una superficie provoca una diffusione del liquido. In tal caso, prevalgono le forze adesive tra il liquido e la superficie.

Tra carburo di tungsteno e liquido si ha una bagnabilità totale, che consente al cobalto liquido di penetrare tra le particelle di tungsteno e la superficie

Resistenza alla flessione

Il test di resistenza alla flessione (ISO 3327) è il metodo comunemente usato per determinare la resistenza dei materiali fragili. Il campione viene posto su due punti di contatto. Ad uno dei due punti viene applicata una pressione, fino alla rottura. In passato, di norma la resistenza alla flessione veniva testata su campioni con sezione rettangolare. Oggigiorno, si tende a preferire campioni con sezione circolare (Ø 3.3 x 30 mm), che riflettono in maniera più realistica le caratteristiche degli utensili rotanti.

La resistenza alla flessione dei materiali fagili è limitata dal numero di difetti di dimensioni superiori ad un certo valore. In effetti esiste una correlazione con il volume, giacché la probabilità di riscontrare dei difetti aumenta con l'aumentare delle dimensioni del campione. È quindi importante creare un carburo virtualmente privo di difetti. Il più piccolo difetto di superficie potrebbe comportare un difetto nel materiale.

Densità

I materiali fragili devono essere completamente privi di difetti. Questi potrebbero essere riportati sulla superficie o all'interno del materiale solido. Un tipo di difetto è la porosità Maggiore è la percentuale dei pori, minore è la densità del materiale. Questa, dunque, inciderà, che il materiale sia stato sinterizzato alla propria densità teorica o meno

La densità indica inoltre il contenuto approssimativo di legante.

Estrusione

Nella procedura di estrusione (estrusione e soffiaggio), una massa plastica viene spremuta attraverso un ugello.

Le presse possono essere a pistone o a vite. Il corpo stampato avrà il diametro dell'ugello. Se la testina di estrusione contiene ugelli dotati di utensili integrati, i corpi stampati contenenti fori (canali) possono essere prodotti per l'intera lunghezza del componente (ad es. per i mattoni perforati).

L'estrusione è un metodo di modellazione continuo. Virtualmente, è possibile produrre un componente infinito.

Microstruttura

La microstruttura microscopica di un materiale ne determina le caratteristiche macroscopiche. Esistono infinite leghe in carburo cementato (con diverse dimensioni dei grani del carburo di tungsteno originale, diversi contenuti di legante, diversi additivi, ad es. Cr3C2, VC, TaC, TiC), che sono anche significativamente diverse in termini di utilizzo. Per essere considerato di buona qualità, un carburo cementato deve soddisfare due requisiti fondamentali: deve essere prevalentemente privo di pori e avere una microstruttura generalmente omogenea.

Un esame microstrutturale consente di valutare l'omogeneità della microstruttura e il relativo contenuto di pori.

In un taglio già rifinito è possibile osservare le seguenti caratteristiche (ISO 4505):

Porosità di tipo A (pori fino a 10 µm) 
Porosità di tipo B (pori da 10 a 25 µm)
Porosità di tipo C (porosità del carbonio)

In un taglio grezzo è possibile osservare le seguenti fasi microstrutturali (ISO 4499):

Fase del carburo di tungsteno (fase α)
Fase del legante, di norma cobalto (fase β)
Altre fasi singole o combinate (fase γ)
Fase del doppio carburo 8fase η) - insufficiente

Preformati

L'obiettivo del preformato è quello di produrre una forma di un pezzo il più vicino possibile al suo contorno finale prima della sinterizzazione. Il preformato viene lavorato con procedimenti meccanici quali foratura, fresatura e rettifica.

Uno dei vantaggi di un preformato consiste nel fatto che la lavorazione finale sarà più rapida e meno energivora. Il materiale di scarto risultante può essere reintrodotto nel processo di lavorazione dopo essere stato separato in base al tipo. La lavorazione richiederà una certa libertà dimensionale per tenere conto del volume perso durante la sinterizzazione (riduzione).

Metallo duro

Un tempo (e probabilmente ancora oggi) noto come acciaio WIDIA. "WIDIA" era il nome commerciale introdotto da Krupp nel 1927, WIDIA è l’abbreviazione del tedesco "come un diamante". L'aggiunta di "acciaio", tuttavia, non è chiara. Il carburo non è una lega, ma un materiale composito.

I principali componenti del carburo sono da un lato, il carburo di tungsteno (metallo duro) e, dall'altro, il cobalto (legante). Entrambi i componenti sono forniti come materie prime sotto forma di polvere Il carburo di tungsteno e il cobalto sono due materiali molto diversi, La loro densità e durezza sono notevolmente diversi. Le diverse temperature di fusione o ebollizione dei due materiali sono fondamentali per selezionare il processo di lavorazione corretto. Il carburo di tungsteno inizia a fondere soltanto ad una temperatura alla quale il cobalto inizia a malapena ad evaporare. Ciò significa che una lavorazione basata sulla metallurgia estrattiva non è possibile per via dell'alta temperatura di fusione del carburo di tungsteno, semplicemente perché non esiste un crogiolo utilizzabile. Il carburo viene quindi lavorato con la metallurgia delle polveri, ovvero mediante sinterizzazione di una miscela di polveri Co e WC.

Carburo di tungsteno (WC) – Metallo duro

  • Densità 15,63 g/cm³
  • Microdurezza > 2.000
  • Temp. di fusione. 2.870 °C

Cobalto (Co) - Legante

  • Densità 8,90 g/ cm³
  • Microdurezza 100 - 200
  • Temp. di fusione. 1.495 °C
  • Temp. di ebollizione. 2.927 °C

Principali ambiti di utilizzo

Data l'ampia varietà di materiali di taglio, è impossibile definire degli standard per i diversi tipi di materiali in base alle relative caratteristiche. Una classificazione dei materiali di taglio è stata introdotta in base al relativo utilizzo (ISO 513).

Ogni produttore di materiali di taglio assegna i propri prodotti a tali gruppi principali d'uso.

Una classificazione di questo tipo è abbastanza problematica ed estremamente difficile da fare per i produttori di metallo duri. Sono molti i fattori che influiscono sul loro uso: Sostrato, rivestimento, geometria del tagliente, arrotondamento dei bordi, dati di taglio, macchina di lavorazione (rigidità), raffreddamento utensile, metodi di asportazione dei trucioli, entità del materiale da lavorare. Di norma tutte queste variabili sono sconosciute al produttore di metallo duri.

 

Durezza

La durezza è definita come la resistenza che un materiale oppone all'intrusione di un altro corpo più duro. La durezza è il parametro più importante per l'utente.

L’usura e il taglio di un utensile è data dalla sua durezza. La durezza è determinata tramite le prove di Vickers, conformemente alla norma ISO 3878. Il test viene di norma condotto con un carico di 30 kg.

I valori misurati sono espressi in HV30. Minore è il contenuto di cobalto della lega di carburo, minore inoltre è la dimensione dei grani della polvere di carburo di tungsteno usata, maggiore è la durezza.

Cobalto

Il materiale che serve di legante più comunemente utilizzato per i carburi è il cobalto. Il cobalto è un materiale di transizione ferromagnetico con numero atomico 27. Esso ha una densità di 8.90 g/cm³, una temperatura di fusione di 1,495°C e una temperatura di ebollizione di 2,927°C.

Il cobalto è il miglior legante per i carburi a base di tungsteno Esso ha la capacità di dissolvere con andamento costante il carburo di tungsteno anche allo stato solido a temperature sempre maggiori Una soluzione eutectica fusa di carburo di tungsteno e cobalto è ideale per la bagnatura dei grani di carburo di tungsteno. Durante il raffreddamento, il carburo di tungsteno e la soluzione eutectica di cobalto non si solidificano; al contrario, parte del carburo di tungsteno dissolto si deposita sui grani di carburo presenti. La duttilità della lega con il cobalto permane quindi prevalentemente intatta.

Proprietà magnetiche

Le proprietà magnetiche del metallo duro derivano dalle proprietà magnetiche intrinseche della lega ferromagnetica legante, e sono il risultato del contenuto del volume di lega di legante e il proprio contenuto di elementi estranei.

Coercitività Hc [kA/m] (ISO 3326)


Quando un materiale ferromagnetico viene introdotto in un campo magnetico, la densità del flusso magnetico viene portata ad un valore di saturazione in tale area. Quando la resistenza del campo magnetico viene ridotta fino a zero, rimane una densità del flusso magnetico, la cosiddetta rimanenza. Per ridurla a 0, deve essere creato un campo magnetico opposto.

La resistenza del campo magnetico necessaria per riportare la rimanenza di un materiale ferromagnetico di nuovo a 0 (ciclo di isteresi) è detta coercitività. La coercitività di un carburo indica lo stato del legante ferromagnetico. Più finemente è regolata la fase di lega e maggiore è la forza che oppone sul metallo duro, maggiore è la coercitività necessaria per invertire la magnetizzazione. Talvolta si parla di durezza magnetica. Più fine è la microstruttura del WC e più basso è il contenuto di cobalto, maggiore è la coercitività.

Saturazione magnetica 4ps [µTm³/kg]

La saturazione magnetica è il valore massimo di induzione magnetica, definito anche come densità del flusso magnetico.

Le proprietà magnetiche sono determinate, da un lato, dalle caratteristiche magnetiche del legante, dall'altro dagli elementi estranei in esso contenuti.

Un carburo Co3W3C cosiddetto di fase h, ovvero un doppio carburo composto da Co e W, viene creato se il tungsteno rimane dissolto nella fase Co dopo la sinterizzazione, a causa di un bilancio del carbonio insufficiente. Il cobalto in tale composto non è più ferromagnetico, e non contribuirà quindi ad alcuna proprietà magnetica. All'aumentare della carburazione, il tungsteno non viene più dissolto in cobalto, formando un WC monocarburo di tungsteno e cristallizzandosi come tale. Il contenuto di cobalto che contribuisce alle proprietà magnetiche aumenterà. Da un certo livello di “sovra” carburizzazione, i carburi liberi vengono separati dalla microstruttura. La conoscenza delle proprietà magnetiche del legante consente di prevedere con relativa precisione lo stato di carburazione del carburo, senza disporre di alcuna conoscenza della reale microstruttura.

La fase h e i carburi liberi indeboliscono la microstruttura del carburo e sono quindi da evitare. Il rilevamento di tale proprietà è fondamentale, poiché la saturazione magnetica misurata consente di intervenire sul grado di carburazione della lega di carburo.

Miscelazione

La miscelazione ha lo scopo di omogeneizzare tutti i componenti di una ricetta, nonché di rimuovere eventuali grumi. La macinazione, con conseguente riduzione dei grani di polvere, è sconsigliata. Una macinazione eccessiva porterebbe portare ad un apporto di energia nella miscela che potrebbe avere un impatto negativo sulla microstruttura nella procedura di sinterizzazione.

Per la miscelazione possono essere usati trituratori, mulini a sfere o laminatoi per tubi vibranti. La macinazione avviene con un liquido di macinazione organico, che previene l'ossidazione dei componenti in polvere, e che deve essere estratto completamente dalla miscela una volta terminata la procedura.

Un elemento di additivazione deve essere aggiunto alla miscela in base alla forma del prodotto desiderata.

Per la pressatura isostatica a freddo (CIP) deve essere prodotta una miscela colabile. La consistenza deve essere tale da impedire al materiale compattato di disgregarsi dopo la pressatura.

Per l'estrusione, l'aggiunta di un additivo deve risultare in una massa plastica simile a plastilina.

Pressatura monostatica

Pressatura a secco monoassiale: La polvere viene versata in una pressa e compattata, quindi rimossa.

Si tratta di una procedura discontinua, idonea soltanto a geometrie semplici. Ha il vantaggio di una buona riproducibilità, accuratezza dimensionale e caratteristiche di essiccazione limitate.

Diagramma di fase

Può essere utile immaginare la procedura di lavorazione delle polveri come per le attività di una panetteria.Dalle materie prime liquidi e in polvere si ottiene una massa, che viene poi trasformata in un solido all'interno di un forno. Un cosiddetto diagramma di fase può rivelarsi utile per chiarire ciò che accade nel processo di sinterizzazione.

Il verificarsi di fasi specifiche a temperature specifiche è di norma rappresentato in un cosiddetto diagramma di fase. La visualizzazione di un sistema tungsteno-carbonio-cobalto richiederebbe un sistema ternario, visualizzabile soltanto in 3D.

Il monocarburo di tungsteno si separa dalla massa fusa soltanto se vi è una proporzione stochiometrica tungsteno : carbonio = 1. Di conseguenza, basterà analizzare un contenuto di carbone stochiometrico del 50% (pari a un peso percentile di carbonio di 6,13) nel barbro di tungsteno (WC). Ciò è possibile nel sistema semi-binario WC-Co (cfr. diagramma di fase seguente).

Per la creazione di un corpo fuso è fondamentale che le singole particelle di polvere si aggreghino. La procedura di fusione inizia a circa 800°C nella sinterizzazione allo stato solido. Si ha uno scambio di materiale delle singole particelle sulla base delle procedure di trasposizione a diffusione controllata. A questo punto, il carburo di tungsteno inizia a dissolvere il cobalto. Al contrario, il cobalto non si dissolve mai nel carburo di tungsteno. La consistenza della fase di aggregazione del cobalto segue la linea di demarcazione del range g. A queste temperature, circa l'80% della densificazione richiesta è già raggiunta, assieme all'inevitabile riduzione del composto. La prima massa fusa comparirà a circa 1.300°C, significativamente inferiore a quella di fusione del cobalto puro. Il carburo di tungsteno inizierà immediatamente a separarsi nella massa fusa fino al raggiungimento della massa eutectica (54% Co, 46% WC). Un innalzamento costante della temperatura dissolverà altro carburo di tungsteno lungo la linea di demarcazione dello stesso e il range della massa fusa (s) sulla destra.

La temperatura di sinterizzazione di ogni carburo con un contenuto di cobalto del 6% avrà una fase liquida dell'11,8 percentile, equivalente al 15,6% del volume. La fase liquida bagnerà completamente le particelle di carburo di tungsteno e penetrerà tra le particelle di materiale solido agglomerate. Perché ciò si verifichi, è importante che il legante sia in grado di bagnare a sufficienza le particelle del materiale solido. La tensione superficiale porterà le particelle di carburo di tungsteno a riunirsi, riducendo ulteriormente la massa.

Durante la fase di sinterizzazione hanno luogo i processi di riprecipitazione del materiale solido. Il carburo di tungsteno si dissolve costantemente, lasciando al contempo dei depositi sulle interfacce di materiale solido esistenti.

Non appena le temperature di sinterizzazione iniziano ad abbassarsi, la solvenza del carburo di tungsteno nel cobalto scende costantemente, e il carburo di tungsteno disciolto di deposita nuovamente sulle particelle di materiale solido. Poiché l'obiettivo è quello di mantenere sempre l'energia al minimo livello possibile, è auspicabile una minimizzazione dell'energia di interfaccia (ovvero, una specifica area di superficie minimizzata) per favorire la crescita dei grani. Durante i processi sopra descritti, i piccoli cristalliti si dissolvono, lasciando spazio alla crescita di cristalli di dimensioni maggiori.

Tale crescita non desiderata può essere contrastata aggiungendo piccole quantità di atomi estranei, i cosiddetti "metallo duri dopati". Per via dei diversi coefficienti di espansione di cobalto e carburo di tungsteno, il cobalto sarà soggetto a stress tensivo e il carburo di tungsteno a stress compressivo dopo il raffreddamento. Ciò ritarderà la rottura del carburo fragile sotto stress meccanico.

Porosità

A differenza dei materiali duttili, i pori dei carburi e di altri materiali friabili non possono essere chiusi mediante deformazione plastica. I carburi subiscono soltanto una deformazione plastica minore prima della rottura. Per via di un rischio di indebolimento interno a causa delle rotture, i pori possono portare a guasti nel materiale ben al di sotto della forza teorica caratteristica per un tipo specifico di carburo. In un taglio già rifinito è possibile osservare le seguenti caratteristiche (ISO 4505):

Porosità di tipo A (pori fino a 10 µm)
Porosità di tipo B (pori da 10 a 25 µm)
Porosità di tipo C (porosità del carbonio)

Metallurgia delle polveri

La metallurgia delle polveri è una sottobranca della metallurgia che interessa la lavorazione di polveri metalliche e la produzione di componenti a partire da esse (ISO 3252). La procedura di lavorazione è composta da tre fasi principali:

  • Produzione delle polveri
  • Compattazione e addensamento
  • Consolidamento tramite sinterizzazione

La metallurgia delle polveri rappresenta parte delle procedure primarie di formatura.

Il gruppo di materiali tradizionalmente lavorato con la metallurgia delle polveri è quello dei materiali ceramici. Non è importante la destinazione dell'oggetto finale, porcellane o ceramica convenzionale come i mattoni, oppure che siano ceramica tecnica come ossido di alluminio o nitruro di silicio. Per tale motivo, i pionieri di questa tecnica hanno chiamato i prodotti della metallurgia delle polveri "ceramiche metalliche".

La metallurgia delle polveri, a differenza della metallurgia a camera calda, offre il grande vantaggio di poter creare dei compositi da materie prime che non possono essere fusi a caldo in un composto.

Nei carburi cementati, materiali completamente diversi, quali il carburo di tungsteno (temperatura di fusione 2870°C) e il cobalto (temperatura di fusione di 1495°C, temperatura di ebollizione 2927°C) possono quindi essere combinati a formare un materiale composito.

Materiali di taglio - Panoramica

Lo sviluppo degli attuali materiali di taglio ha avuto inizio a metà del 19° secolo. Inizialmente venivano usati acciai al carbonio, che avevano una velocità di taglio di circa 5 m/min. Gli acciai ad alta velocità (HSS) presentati all'Esibizione Universale di Parigi portarono al dimezzamento delle velocità di taglio attorno al 1900. Da allora, lo sviluppo di nuovi tipi di acciaio ad alta velocità è proseguito incessantemente. Gli acciai ad alta velocità sono stati perfezionati prima della Prima Guerra Mondiale, ottenendo velocità di taglio fino a 30 m/min. Nel 1914 fecero la loro comparsa le sovraffusioni in lega dura (stellite), in grado di raggiungere fino a 40m/min. di velocità di taglio. L'enorme passo successivo ha visto lo sviluppo dei carburi. La società Osram ottenne il brevetto per un composto a base di polveri metalliche di WC e Co nel 1923. Tale brevetto fu poi acquistato da Krupp nel 1925; fu così che, nel 1927, i primi utensili dotati di carburi fecero la loro comparsa sul mercato. D'improvviso, le velocità di taglio schizzarono fino a 200 m/min.

Gli anni '50 videro l'introduzione di carburi ad alto contenuto di carburo di titanio, nonché i primi materiali ceramici (fino a 500 m/min). Nello stesso periodo, furono introdotti anche i primi diamanti sintetici. Negli anni '60 fecero la loro comparsa i primi materiali di taglio extra-duri, a base di carburo di boro. Nello stesso periodo, vennero immessi sul mercato i primi sistemi di rivestimento per carburi. Per migliorare l'eccessiva friabilità dei materiali ceramici, alla fine degli anni '70 venne introdotto il nitruro di silicio. L'ultimo grande passo in avanti fu lo sviluppo di carburi a grana sempre piu fine, caratterizzati in particolare da un'elevata tenacità e durezza.

Materiali di taglio

I materiali di taglio sono usati per produrre la parte di taglio di un utensile di lavorazione con lama o cesoia specificata geometricamente.

I materiali di taglio devono avere le seguenti proprietà:

  • Durezza e resistenza alla compressione,
  • Forza e resistenza alla flessione,
  • Stabilità dei bordi,
  • Stabilità termica,
  • Stabilità all'ossidazione,
  • Bassa aderenza,
  • Resistenza all'abrasione..

Si distinguono i seguenti gruppi di materiali di taglio:

  • Acciaio per utensili,
  • Metalli duri,
  • Materiali ceramici,
  • Materiali di taglio con elevata durezza in nitruro di boro o diamante.

I materiali di taglio hanno tutti elementi distintivi. Poiché la tenecità e la durezza sono proprietà opposte, anche i vari materiali di taglio avranno usi molto diversi. Maggiore è la resistenza all'usura e alla stabilità termica, potranno consentire ad una velocità di taglio più importante. Maggiore è la resilienza e la resistenza alla flessione consentiranno una velocità di avanzamento più elevato. Un materiale di taglio ideale deve potersi adattare ad entrambi i casi.

Sinterizzazione

La sinterizzazione è la procedura di trattamento termico (cioè ad elevata temperatura) con cui un materiale in polvere pressato viene densificato per raggiungere la sua consistenza finale.

Il corpo compatto contiene un elevato livello di energia libera. La procedura di sinterizzazione lo trasforma in un solido più stabile. Tutte le superfici interne ed esterne del solido sono ridotte al minimo (pori esterni, pori interni, distanze tra i grani).

Influenza della temperatura e del tempo

La forma esterna del solido cambia durante il trasporto del materiale e per via di riassestamenti interni delle particelle. Il solido si restringe. Le singole particelle si legano, mentre il volume dei pori diminuisce.

Diversamente dalla tradizionale industria ceramica, che si avvale di forni a spinta, il carburo viene sinterizzato in modo discontinuo in autoclavi, dove è possibile ricreare le condizioni ambientali necessarie.

Restringimento (effetto sinterizzazione)

Il corpo stampato diminuisce di volume durante la procedura di sinterizzazione, in quanto sarà ridotta a quasi la sua densità teorica durante tale processo. Ogni poro nel preformato viene rimosso durante la sinterizzazione. Il restringimento di volume nei carburi cementati è di circa il 38-48%, equivalente a un restringimento lineare di circa il 15-20%.

Tale fattore di restringimento deve essere preso in considerazione nella progettazione dei componenti; tutte le dimensioni riportate per il preformato devono essere aumentate di una data percentuale (tolleranza). Tale tolleranza ammonta all'incirca al 17-24%.

Modellazione primaria

La modellazione primaria consiste nella trasformazione di un materiale amorfo in un corpo solido stampato. Sono disponibili quattro opzioni:

  • Iniziare da un materiale allo stato liquido, che viene versato in uno stampo e lasciato solidificare. In tal caso si parla di processo di colata (stampaggio).
  • Nella deposizione di solidi da una fase gassosa, è possibile creare un solido. Tale processo è noto come evaporazione.
  • Materiali ionizzati da un elettrolite possono essere depositati su una superficie. Si parla di galvanizzazione.
  • Materiali sfusi possono essere modellati in una data forma e poi solidificati con una procedura di surriscaldamento. Si parla in tal caso di sinterizzazione.

Materiali compositi

I materiali compositi rappresentano un gruppo di materiali moderni molto eterogeneo La loro caratteristica comune è rappresentata dal fatto che due o più materiali solidi vengono combinati per creare un materiale che benefici sinergicamente delle caratteristiche positive di ciascuno dei singoli elementi.

Resistenza all'usura

La caratteristica principale dei carburi cementati è la loro resistenza all'usura.

Durante la lavorazione, nell'area di taglio si hanno processi di distorsione, separazione e frizione. il materiale di taglio è soggetto a numerosi stress durante tale processo, inclusi stress di compressione, elevate velocità di taglio e alte temperature. Un aumento dell'usura dell'utensile sulla superficia di taglio e/o sulla superficie libera ne segnano la fine.

La resistenza all'usura è una proprietà delle superfici. In entrambe le superfici si ha una frizione, con perdita di materiale. il termine "usura" denota la perdita di minuscole particelle, mentre l'abrasione è il risultato della rottura della superficie da parte di particele maggiori. Entrambi tali effetti sono amplificati ulteriormente da effetti ambientali, quali i processi di corrosione e ossidazione. In termini di elevata resistenza del bordo di taglio contro la deformazione plastica, i carburi cementati devono avere un'elevata durezza e resistenza alla compressione. Essi devono inoltre avere una elevata resistenza alla flessione e sufficiente tenacità. L'usura è un processo molto complesso, e quindi molto difficile da definire.

Esistono alcuni test che possono essere condotti in condizioni di laboratorio specifiche. Il risultato, tuttavia, sarà valido soltanto per i materiali esaminati e relative condizioni di test, e non potrà essere applicato ad altre condizioni.

Alcuni fattori più semplici da misurare offrono delle indicazioni riguardo al comportamento dell'usura. Si tratta di tenacità e resistenza alla flessione.

Tungsteno

Il tungsteno è un elemento chimico con simbolo W e numero atomico 74. Viene considerato un metallo di transizione ed è elencato nella tabella periodica nel 6° sottogruppo o gruppo del cromo. Il tungsteno è un metallo chiaro e iridescente, friabile in forma pura, con densità di 19.3 g/cm³. Possiede il più elevato punto di fusione (3422°C) di tutti i metalli puri e il secondo più elevato punto di ebollizione (5,930°C). Di norma è noto per essere utilizzato per i filamenti delle lampadine.

Il tungsteno è un metallo cosiddetto refrattario, caratterizzato da un punto di fusione molto alto e da una durezza estrema. Gli altri metalli refrattari sono: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr et Mo. I metalli Ti, V, Nb, Ta e Cr, sotto forma di carburi, rappresentano additivi ben noti nelle leghe di carburi.

Minerale di tungsteno

La crosta terrestre contiene circa 0,00001g/t di tungsteno. Questo metallo non è stato ad oggi ancora documentato nella sua forma nativa (pura) in natura.

Il minerale di tungsteno contiene tungsteno principalmente sotto forma di scheelite CaWO4, ferberite - CaWO4 e hubnerite - MnWO4. Il suo contenuto di ossido di tungsteno è al massimo di circa l'1,5%, ma di norma è solo dello 0,5%. Tali metalli devono quindi essere arricchiti in un concentrato in stretta prossimità con il centro di estrazione, separandoli dalla vena. Il concentrato conterrà quindi circa il 65/70% di ossido di tungsteno.

La Cina è leader mondiale nella produzione, con il 75/90%, seguita con ampio margine dalla Russia, il Canada, il Vietnam e altri paesi. La fonte di tungsteno più importante in Europa è la Valle del Febertal nella catena delle Hohen Tauern (Salisburgo, Austria).

Carburo di tungsteno

Il carburo di tungsteno è un composto chimico di tungsteno e carbonio. Il carburo di tungsteno ha un carattere metallico distintivo, sebbene non sia un metallo, il ché ne spiega la buona conduttività elettrica e di calore, oltre alla buona bagnabilità con il cobalto metallico.

Gruppi di lavorazione

ISO 513 : Data l'ampia varietà di materiali di taglio, è impossibile definire dei campioni standard per il taglio di diversi tipi di materiali in base alle relative caratteristiche.

Una classificazione dei materiali di taglio segue quindi la relativa applicazione.

Ogni produttore di materiali di taglio assegna i propri prodotti a tali gruppi principali d'uso o applicazioni. Una classificazione di questo tipo è abbastanza problematica ed estremamente difficile da fare per i produttori di metallo duro. Sono molti i fattori che influiscono sul loro uso: Sostrato, rivestimento, geometria del tagliente, arrotondamento dei bordi, dati di taglio, macchina di lavorazione (rigidità), raffreddamento utensile, metodi di asportazione dei trucioli, applicazione sul materiale da lavorare. Di norma tutte queste variabili sono sconosciute al produttore di metallo duro.

Tenacità

La tenacità è la capacità di resistere alla rottura.

Metodo Palmqvist: fattore critico di stress KIc (stress al punto di rottura).

Il carburo è un materiale friabile, giacché non presente praticamente alcuna deformazione plastica prima della rottura. Il fattori di intensità di stress ci consente di calcolare la propagazione della rottura nel materiale. Singoli tipi di carburi presentano differenze significative di comportamento, a seconda della relativa composizione. Il metodo Palmqvist non è utilizzabile per il controllo della produzione continua, essendo così elaborato. Innanzitutto, è necessario generare un'ingombro di durezza. Tutte le crepe che appaiono agli angoli vengono misurati. Il valore KIc verrà quindi calcolato utilizzando MNm-3/2.

Vale la pena ricordare qui che qualsiasi valore KIc fornito nella documentazione deve essere considerato con cautela, giacché i risultati possono differire enormemente a seconda delle condizioni di rilevamento e della preparazione del campione.