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Esempio di Frattura

La resistenza a frattura negli utensili in metallo duro: le performance del nostro grado KZ20 al 10% di Cobalto e Carburo micrograno rigenerato

KZ20: grado WC-Co al 10% di cobalto con carburo di tungsteno rigenerato

KZ20 è un grado di metallo duro WC-Co sviluppato da Nashira Hardmetals utilizzando carburo di tungsteno micrograno rigenerato e una matrice contenente il 10% di cobalto.

L’obiettivo dello sviluppo è ottenere un equilibrio tra durezza, resistenza all’usura e tenacità compatibile con applicazioni industriali caratterizzate da sollecitazioni meccaniche e rischio di propagazione delle cricche.

Risultati sperimentali KZ20

Le prove effettuate sui campioni KZ20 hanno fornito i seguenti valori medi:

Parametro KZ20
Cobalto 10%
Durezza 1503 HV
Tenacità Palmqvist 13,89 MPa√m
Materia prima WC Carburo micrograno rigenerato

I valori pubblicati rappresentano valori medi dei campioni sottoposti a prova e non devono essere interpretati come limiti di specifica commerciale del materiale, salvo diversa indicazione nella relativa scheda tecnica.

Nota: I valori sono stati ricavati da prove sperimentali e rappresentano una media dei campioni testati.

Impronta Vikers con linee di frattura ben visibili

Impronta Vikers

 

Metodo di prova

La durezza viene determinata mediante indentazione Vickers.

La tenacità viene valutata analizzando le cricche generate agli angoli dell’impronta Vickers mediante metodologia Palmqvist.

Per assicurare la riproducibilità e la confrontabilità dei risultati devono essere indicati per ciascuna campagna di prova il carico utilizzato, il numero di misure, la preparazione del campione, la strumentazione e il metodo di calcolo.

Test method: ISO 28079:2026 — Hardmetals — Palmqvist toughness test

Confronto con materiali benchmark

I test Nashira hanno confrontato KZ20 con altri gradi di carburo cementato disponibili sul mercato.

KZ20 mostra una durezza inferiore rispetto ad alcuni dei materiali benchmark analizzati, ma un valore di tenacità superiore nei campioni sottoposti allo stesso programma sperimentale.

Questo risultato evidenzia perché la valutazione di un grado WC-Co non dovrebbe essere effettuata considerando esclusivamente la durezza: per molte applicazioni industriali è necessario valutare contemporaneamente resistenza all’usura e capacità del materiale di opporsi alla propagazione delle cricche.

Grafico Durezze di Gradi di Metallo Duro dei vari player

confronto durezze vikers

 

Carburo rigenerato e prestazioni

L’impiego di materia prima rigenerata deve essere valutato sulla base delle caratteristiche finali del materiale sinterizzato e non esclusivamente sulla provenienza della polvere.

KZ20 viene utilizzato da Nashira come piattaforma di sviluppo per verificare sperimentalmente la possibilità di integrare materie prime secondarie nella produzione di carburo cementato mantenendo caratteristiche tecniche controllabili.

Grafico di confronto della resistenza a frattura con altri player

resistenza afrattura grado KZ20 di Nashira Hardmetals con altri player

Dati tecnici e applicazione

La scelta del grado deve essere effettuata considerando geometria del componente, condizioni di carico, abrasività del materiale lavorato, urti, temperatura e meccanismo di usura predominante.

Per applicazioni specifiche Nashira può valutare il grado sulla base delle condizioni operative e del disegno del componente.

Referenze:

  1. Vickers Indentation Fracture Toughness of Near-Nano and Nanostructured WC-Co Cemented Carbides
  2. Fracture Toughness of Cemented Carbides: testing method and microstructural effects