Węgliki spiekane odznaczają się najlepszymi spośród wszystkich stali narzędziowych właściwościami skrawnymi, przewyższającymi znacznie właściwości stali szybkotnących.
Charakteryzują się one twardością zbliżoną do twardości diamentu oraz dużą odpornością na ścieranie, przekraczającą odporność stali szybkotnących.
Węgliki spiekane zachowują twardość i odporność na ścieranie w wysokiej temperaturze (700-1000°C, zależnie od odmiany), co umożliwia ich stosowanie (najczęściej w postaci płytek) na części robocze narzędzi pracujących z bardzo dużymi prędkościami skrawania oraz uzyskanie powierzchni obrobionej o bardzo małej chropowatości powierzchni i dużej dokładności.
Podstawowymi składnikami węglików spiekanych są węgliki wolframu lub węgliki wolframu i tytanu, rzadziej tytanu i niobu, związane kobaltem. Węglik tytanu zwiększa twardość oraz odporność na zużycie, gdyż temperatura przylepiania się rozgrzanego wióra do płytek z węglików tytanowych jest wyższa niż do płytek z węglików wolframowych i dlatego spływający wiór łatwiej wyrywa cząstki z płytki wolframowej niż z płytki tytanowej. Dodatek tytanu zwiększa jednak kruchość spieku.
Kobalt wiąże bardzo twarde kryształy węglików wolframu i tytanu. Im więcej kobaltu zawiera spiek, tym bardziej jest on miękki i ciągliwy. Spieki o zawartości kobaltu ponad 12% i poniżej 3% nie są stosowane.
Węgliki spiekane – skład chemiczny i właściwości
Do obróbki metali skrawaniem stosowane są dwie grupy węglików spiekanych:
- węgliki wolframowo-tytanowo-kobaltowe, stosowane do obróbki stali i staliwa – S10S, SIO, S20S, S20, SM25, S30S, S30, S35S, S40S oraz Ul OS,
- węgliki wolframowo-kobaltowe, stosowane do obróbki żeliwa, stopów lekkich i metali nieżelaznych, oznaczone symbolami H03, H10S, H10, H15X; H20S, H20, H30.
| Grupa | Ga- tunek | Orientacyjny skład chemiczny, % | Orientacyjna gęstość, g/cm3 | Wytrzymałość na zginanie, MPa | Twardość* | |||
| WC | suma wartości TiC + TaC + + NbC | Co | HRA | HV | ||||
| S |
S10S | 56 | 35 | 9 | 10,3 | 1600 | 90 | 1500 |
| S20S | 58 | 31,5 | 10,5 | 10,7 | 1700 | 89,5 | 1430 | |
| S20 | 78 | 14 | 8 | 11,4 | 1700 | 90 | 1500 | |
| S25S | 69,5 | 21 | 9,5 | 12,6 | 2100 | 89,5 | 1410 | |
| S30S | 79 | 13 | 8 | 12,5 | 1900 | 89,5 | 1410 | |
| S40S | 79 | 7 | 14 | 13,0 | 2600 | 87 | 1200 | |
| U | U10S | 84,8 | 9,7 | 5,5 | 13,2 | 1800 | 90 | 1520 |
| H |
H03 | 94 | _ | 6 | 14,8 | 1200 | 90,5 | 1600 |
| H10S | 91 | 4,5 | 4,5 | 15,0 | 1800 | 90,5 | 1580 | |
| H20S | 92 | 2,5 | 5,5 | 14,9 | 1900 | 90 | 1520 | |
| H30 | 91 | – | 9 | 14,4 | 2100 | 89 | 1380 | |
| H40 | 89 | – | 11 | 14,2 | 2400 | 87,5 | 1200 | |
| * Wartości twardości i wytrzymałości na zginanie są wartościami nominalnymi i nie są kontrolowane; mogą być sprawdzane przy pomiarach innych wielkości fizycznych, jak np. koercja, mikroporowatość. | ||||||||
Ponadto istnieje grupa węglików wolframowych o zwiększonej zawartości kobaltu (w niektórych gatunkach dochodzącej do 25%), stosowana na końcówki kłów, narzędzia pomiarowe oraz narzędzia do obróbki plastycznej.
Węgliki tej grupy są oznaczone symbolami: G10, G15, G20, G30, G40, G50S.
Węgliki spiekane laminowane, węglotytanowane i azototytanowane
Płytki wieloostrzowe laminowane są to płytki składające się z trzech warstw.
Warstwy zewnętrzne o grubości ok. 0,4-0,5 mm – wykonywane są z gatunku węglika spiekanego o szczególnej odporności na ścieranie, najczęściej węglika tytanu, a rdzeń płytki – z gatunku zawierającego głównie węglik wolframu oraz kobalt i wykazującego:
- bardzo dużą wytrzymałość,
- udamość i wiązkość,
- a także dobrą przewodność cieplną.
Twardość warstw zewnętrznych wynosi:
- ok. 1700 HV,
- a rdzenia ok. 1400 HV.
Wytrzymałość na zginanie płytek angielskiej firmy Wickman Wimet Ltd. (Wimet-LA) wynosi:
- warstw zewnętrznych ok. 1100 MPa,
- a rdzenia ok. 1700 MPa.
Według danych producenta tych płytek spełniają one również warunek uniwersalności, zastępując jednym gatunkiem sześć gatunków konwencjonalnych. Do chwili obecnej płytki laminowane nie zyskały szerszego zastosowania głównie z uwagi na trudności produkcyjne oraz skłonność do rozwarstwień.
