Le carbure cémenté est un groupe de matériaux dont les propriétés métalliques (bonne conductivité électrique et thermique, par exemple) diffèrent de celles des autres matériaux durs
comme la céramique, le corindon ou le diamant.
Qu’est-ce que le carbure cémenté ?
Le carbure est un matériau métallurgique biphasique en poudre composé d’une phase de matériau dur et d’une phase de liant métallique. Le matériau dur offre la dureté nécessaire (résistance à l’usure) tandis que le métal liant garantit la ténacité.
Dans le cas des carbures cémentés destinés aux outils de coupe et à la protection contre l’usure, le carbure de tungstène (WC) est généralement utilisé comme phase de carbure dur et le cobalt (Co) comme liant métallique (phase liante). Cette combinaison trouve sa justification dans les propriétés physiques et mécaniques optimales obtenues.
Les paramètres les plus importants pour la détermination des propriétés du carbure sont la teneur en liant (généralement exprimée sous forme de fraction de masse) et la taille moyenne des grains de la phase de matériau dur.
La classification des carbures en fonction de la taille des grains correspond aux recommandations de la Powder Metallurgy Association.
Propriétés du carbure cémenté :
- Résistance à l’usure, dureté
- Résistance à la compression
- Résistance à l’impact
- Résistance à la flexion
- Propriétés tribologiques
- Poids spécifique
- Propriétés magnétiques
- Module d’élasticité, rigidité
- Propriétés thermiques
- Résistance à la corrosion, résistance à l’oxydation
- Ténacité
Compte tenu des innombrables combinaisons possibles de teneur en liant métallique et de taille des grains, le carbure cémenté couvre un large éventail d’applications (voir graphique plus bas).
Avantages du carbure cémenté :
- Usure ralentie en raison d’une dureté supérieure
- Résistance aux températures les plus élevées
- Applications : outils ou composants soumis à une forte usure (par exemple découpe de matériaux durs)
- Amélioration de la qualité des outils et des pièces
- Prolongation de la durée de vie
- Sécurité renforcée
Le carbure cémenté par rapport à d’autres matériaux :
- Diamant/PCD : matériau le plus dur existant, également caractérisé par une grande ténacité à la rupture.
- Carbure cémenté : polyvalence maximale grâce sa composition, possibilité de maximiser la ténacité ou la résistance à l’usure selon l’utilisation prévue. La gamme d’applications du carbure cémenté est extrêmement variée.
- Acier : haute ténacité, mais faible dureté.
- Céramique : densité très basse, plus légère que le carbure cémenté et bonne conductivité thermique, excellente dureté, faible ténacité.
- CBN : dureté élevée, faible ténacité.
- Cermet : dureté élevée, combine la dureté du carbure cémenté et de la céramique, mais moins tenace.
