Le carbure cémenté est un métal particulièrement dur qui est réputé pour sa capacité à manipuler des matériaux durs, des vitesses de machine rapides et des températures élevées. Le matériau est également connu sous le nom d’harmetal, de Widia™ ou de cobalt de carbure de tungstène. Il est souvent utilisé dans la production d’articles tels que l’acier inoxydable ou l’acier au carbone.
Le carbure cémenté moderne est généralement une combinaison de particules de carbure de tungstène et de cobalt métallique ou de carbure de tantale et de nickel métallique avec du cobalt. Ces matériaux sont liés ensemble dans un processus connu sous le nom de frittage, ou moins communément, pressage isostatique à chaud (HIP), où le cobalt fondu est mélangé avec des grains solides de carbure de tungstène. La résistance et la durabilité du produit final peuvent varier considérablement, en fonction de la quantité de chaque ingrédient dans le mélange.
Deux des faiblesses les plus distinctes du carbure cémenté sont sa fragilité inhérente et le coût élevé de la production du matériau. Bien que le cobalt offre une durabilité supplémentaire, les outils fabriqués à partir de ce matériau sont toujours sujets à la rupture ou à l’écaillage. Souvent, un métal plus robuste, tel que l’acier à outils au carbone, sera utilisé comme tige dans laquelle une pointe de carbure peut être insérée. Cela peut réduire les coûts en réduisant à la fois le coût total de fabrication de l’outil et le coût de remplacement de la pièce en carbure.
Les inserts en carbure cémenté peuvent également être renforcés avec des revêtements spéciaux, tels que le carbure de titane-nitrure, le nitrure d’aluminium-titane ou le carbone de type diamant. Ces revêtements peuvent aider à augmenter la lubrification de l’outil. Le revêtement peut également allonger la durée de vie d’une plaquette en réduisant la température pendant la coupe, et donc en réduisant l’usure.
Le premier carbure cémenté a été développé à la fin des années 1800 par Henri Moissan, un chimiste français. Moissan avait entrepris de créer des diamants, mais ses expériences ont conduit au développement d’une version poreuse et cassante du carbure de tungstène moderne. Les Allemands Karl Schroeter et Heinrich Baumhauef ont découvert que le matériau pouvait être rendu plus résistant et plus approprié pour des utilisations industrielles, telles que la coupe, avec l’ajout de cobalt.
L’utilisation commerciale du carbure cémenté a commencé en Allemagne à la fin des années 1920. La marque pionnière était Widia™, qui est une version de wie diament, une expression allemande qui signifie comme le diamant. Ce nom de marque a perduré comme une sorte de terme générique pour le carbure cémenté.
Dans les années 1930, le remplacement du carbure de tungstène par un mélange lié de carbure de tantale et de nickel métallique a permis de créer une forme plus durable de carbure cémenté. Maintenant, le matériau est fabriqué avec plusieurs variantes différentes des mélanges traditionnels et modernes. La seule constante a été que le mélange se compose généralement d’une partie de matière fondue liée aux grains d’un autre élément.