Карбидот е најчесто користената класа на алатки со голема брзина на машини (HSM), кои се произведуваат со процеси на металургија во прав и се состојат од тврди честички од карбид (обично волфрам карбид WC) и помек состав на метална врска. Во моментов, има стотици цементни карбиди со седиште во WC со различни композиции, од кои повеќето користат кобалт (CO) како врзивно средство, никел (Ni) и хром (CR) исто така најчесто се користат елементи за врзивно средство, а други може да се додадат и други. Некои легури на елементи. Зошто има толку многу оценки на карбид? Како производителите на алатки го избираат вистинскиот материјал за алатки за специфична операција за сечење? За да одговориме на овие прашања, прво да ги разгледаме различните својства што го прават зацементираниот карбид идеален материјал за алатки.
цврстина и цврстина
Зацементираниот карбид WC-Co има уникатни предности и во цврстина и цврстина. Тунфрам карбид (WC) е инхерентно многу тежок (повеќе од Corundum или алумина), а неговата цврстина ретко се намалува со зголемувањето на температурата на работењето. Како и да е, недостасува доволна цврстина, суштински имот за алатки за сечење. Со цел да ја искористат високата цврстина на карбидот на волфрам и да ја подобрат нејзината цврстина, луѓето користат метални врски за да го врзуваат тонфрам карбид заедно, така што овој материјал има цврстина што ја надминува онаа на голема брзина челик, додека можат да ги издржат повеќето операции за сечење. сила на сечење. Покрај тоа, може да ги издржи високите температури на сечење предизвикани од машината со голема брзина.
Денес, скоро сите ножеви и инсерти на WC-CO се обложени, така што улогата на основниот материјал се чини помалку важна. Но, всушност, тоа е високиот еластичен модул на материјалот WC-Co (мерка на вкочанетост, што е околу три пати поголема од челикот со голема брзина на собна температура) што обезбедува неинформабилна подлога за облогата. Матрицата WC-Co исто така ја обезбедува потребната цврстина. Овие својства се основни својства на WC-CO материјалите, но материјалните својства можат да се прилагодат и со прилагодување на составот на материјалот и микроструктурата при производство на зацементирани прав од карбид. Затоа, соодветноста на перформансите на алатката за одредена машинска обработка зависи во голема мерка од почетниот процес на мелење.
Процес на мелење
Во прав од карбид од волфрам се добива со карбуризирање на прав од волфрам (W). Карактеристиките на прав од карбид во волфрам (особено неговата големина на честички) главно зависат од големината на честичките на суровината во прав од волфрам и температурата и времето на карбуризација. Хемиската контрола е исто така критична, а содржината на јаглерод мора да се одржува константна (близу до стехиометриската вредност од 6,13% по тежина). Мала количина на ванадиум и/или хром може да се додаде пред третманот со карбуризација со цел да се контролира големината на честичките во прав преку последователните процеси. Различни услови на низводно процеси и различни употреби на обработка на крај, бараат специфична комбинација на големина на честички од волфрам карбид, содржина на јаглерод, содржина на ванадиум и содржина на хром, преку кои може да се создадат различни различни прав од карбид на волфрам. На пример, Ati Alldyne, производител на прав од карбид во волфрам, произведува 23 стандардни оценки на прав од карбид од волфрам, а сортите на прав од карбид во волфрам, прилагодени според барањата на корисникот, можат да достигнат повеќе од 5 пати повеќе од стандардните оценки на прав од карбид од карбид.
При мешање и мелење на прав од карбид во волфрам и метална врска за производство на одредена оценка на зацементираниот карбид во прав, може да се користат разни комбинации. Најчесто користената содржина на кобалт е 3% - 25% (сооднос на тежина), а во случај на потреба да се подобри отпорноста на корозијата на алатката, неопходно е да се додадат никел и хром. Покрај тоа, металната врска може дополнително да се подобри со додавање на други компоненти на легура. На пример, додавањето на рутениум во зацементираниот карбид WC-Co може значително да ја подобри нејзината цврстина без да ја намали нејзината цврстина. Зголемувањето на содржината на врзивно средство може да ја подобри и цврстината на зацементираниот карбид, но ќе ја намали нејзината цврстина.
Намалувањето на големината на честичките од карбид на волфрам може да ја зголеми цврстината на материјалот, но големината на честичките на карбидот на волфрам мора да остане иста за време на процесот на тон. За време на топење, честичките од карбид од волфрам се комбинираат и растат преку процес на растворање и репрецирање. Во вистинскиот процес на тонење, со цел да се формира целосно густ материјал, металната врска станува течна (наречена тон на течна фаза). Стапката на раст на честичките од карбид од волфрам може да се контролира со додавање на други карбиди на метални транзиција, вклучувајќи ванадиум карбид (VC), хром карбид (CR3C2), титаниум карбид (TIC), танталум карбид (TAC) и ниобиум карбид (NBC). Овие метални карбиди обично се додаваат кога прашокот од карбид од волфрам се меша и се меле со метална врска, иако ванадиум карбид и хром карбид може да се формираат и кога ќе се формира прав од карбид од волфрам.
Во прав од карбид од волфрам, исто така, може да се произведе со употреба на рециклиран материјал за зацементирани карбидни материјали. Рециклирањето и повторната употреба на отпадоци од карбид има долга историја во цементната карбидна индустрија и е важен дел од целиот економски ланец на индустријата, помагајќи да се намалат материјалните трошоци, да се заштедат природни ресурси и да се избегнат отпадните материјали. Штетно отстранување. Зацементираниот цементен карбид генерално може да се користи повторно со процесот на АПТ (амониум паратунстајт), процес на обновување на цинк или со дробење. Овие „рециклирани“ прашоци од карбид во волфрам генерално имаат подобра, предвидлива густина затоа што имаат помала површина од прав од карбид од волфрам, направени директно преку процесот на карбуризација на волфрам.
Условите за обработка на мешаното мелење на прав од карбид во волфрам и метална врска се исто така клучни параметри на процесот. Двете најчесто користени техники за мелење се мелење топка и микромилирање. Двата процеса овозможуваат униформа мешање на мелени прав и намалена големина на честички. Со цел да се направи подоцнежното притиснато работно парче да има доволна сила, да се одржи обликот на работното парче и да му се овозможи на операторот или манипулаторот да го собере работното парче за работа, обично е неопходно да се додаде органски врзивно средство за време на мелењето. Хемискиот состав на оваа врска може да влијае на густината и јачината на притиснатото работно парче. За да се олесни ракувањето, препорачливо е да се додадат врзива за висока јачина, но ова резултира во помала густина на набивање и може да предизвика грутки што можат да предизвикаат дефекти во финалниот производ.
После мелењето, прав обично се суши со спреј за да се произведат агломерати кои течат слободни, кои се држат заедно со органски врзива. Со прилагодување на составот на органското врзивно средство, протокот и густината на полнењето на овие агломерати можат да бидат прилагодени по желба. Со скрининг на груби или пофини честички, дистрибуцијата на големината на честичките на агломератот може дополнително да се прилагоди за да се обезбеди добар проток кога се натовари во празнината на мувла.
Производство на работно парче
Работните парчиња карбид можат да се формираат со различни методи на процеси. Во зависност од големината на работното парче, нивото на сложеност на обликот и серијата за производство, повеќето инсерти за сечење се обликуваат со употреба на цврсти и ригидни од горен и долен притисок. За да се одржи конзистентноста на тежината и големината на работното парче за време на секое притискање, неопходно е да се обезбеди количината на прав (маса и волумен) што тече во шуплината е точно иста. Флуидноста на прав главно се контролира според дистрибуцијата на големината на агломератите и својствата на органското врзивно средство. Образените работни парчиња (или „празни места“) се формираат со примена на притисок за обликување од 10-80 kSI (килограми килограми на квадратен метар) на прав натоварен во шуплината на калапот.
Дури и под екстремно висок притисок на обликување, тврдите честички од карбид на волфрам нема да се деформираат или да се скршат, но органското врзивно средство се притиска во празнините помеѓу честичките од карбид на волфрам, а со тоа и ја фиксира положбата на честичките. Колку е поголем притисокот, толку е построго сврзувањето на честичките од карбид на волфрам и колку е поголема густината на набивањето на работното парче. Карактеристиките на обликување на оценките на зацементираниот карбид во прав може да варираат, во зависност од содржината на металниот врзивно средство, големината и формата на честичките од карбид на волфрам, степенот на агломерација и составот и додавањето на органски врзивно средство. Со цел да се обезбедат квантитативни информации за својствата на набивање на оценките на зацементирани прав од карбид, односот помеѓу густината на обликувањето и притисокот на обликување обично е дизајниран и конструиран од производителот на прав. Оваа информација гарантира дека доставениот прав е компатибилен со процесот на обликување на производителот на алатки.
Работни парчиња со големи димензии или работни парчиња карбид со високи стапки на аспекти (како што се шанки за крајни мелници и вежби) обично се произведуваат од униформно притиснато оценки на карбид во прав во флексибилна торба. Иако производниот циклус на балансираниот метод на притискање е подолг од оној на методот на обликување, трошоците за производство на алатката се пониски, така што овој метод е посоодветен за производство на мали серии.
Овој метод на процеси е да се стави прав во торбата и да се запечати устата на торбата, а потоа да Притисните работни парчиња честопати се преработуваат на специфични геометрии пред топење. Големината на вреќата е зголемена за да се смести намалувањето на работното парче за време на набивањето и да се обезбеди доволно маргина за операции за мелење. Бидејќи работното парче треба да се обработи по притискање, барањата за конзистентност на полнење не се толку строги како оние на методот на обликување, но сепак е пожелно да се осигура дека истата количина на прав секој пат се вчита во торбата. Ако густината на полнење на прав е премала, може да доведе до недоволен прав во торбата, што резултира во работното парче да биде премално и мора да биде укината. Ако густината на вчитувањето на прав е превисока, а прав вчитан во торбата е премногу, работното парче треба да се обработи за да се отстрани повеќе прав откако ќе се притисне. Иако вишокот на отстранување и отфрлени работни парчиња може да се рециклира, со тоа се намалува продуктивноста.
Работните делови од карбид исто така можат да се формираат со употреба на умирање на истиснување или умира инјекција. Процесот на обликување на екструзија е посоодветен за масовно производство на работни парчиња оскасиметрична форма, додека процесот на обликување на инјектирање обично се користи за масовно производство на сложени работни парчиња во форма. И во двата процеси на обликување, оценките на зацементираниот карбид во прав се суспендирани во органски врзивно средство што дава конзистентност слична на паста за заби на зацементираната мешавина од карбид. Соединението потоа се екструдира преку дупка или се инјектира во шуплина за да се формира. Карактеристиките на оценката на зацементираниот карбид во прав го одредуваат оптималниот однос на прав со врзивно средство во смесата и имаат важно влијание врз проток на смесата преку дупката за екструзија или инјекција во шуплината.
Откако ќе се формира работното парче со обликување, изостатско притискање, истиснување или обликување на инјектирање, органското врзивно средство треба да се отстрани од работното парче пред последната фаза на топење. Синтерирањето ја отстранува порозноста од работното парче, што го прави целосно (или значително) густо. За време на топење, металната врска во работното парче формирано печатот станува течна, но работното парче ја задржува својата форма под комбинираното дејство на капиларни сили и врската со честички.
После топење, геометријата на работното парче останува иста, но димензиите се намалуваат. За да се добие потребната големина на работното парче по топењето, стапката на намалување треба да се земе предвид при дизајнирање на алатката. Оценката на карбид во прав што се користи за да се направи секоја алатка мора да биде дизајнирана да има правилно намалување кога се набива под соодветен притисок.
Во скоро сите случаи, потребен е пост-ладен третман на синтеруваното работно парче. Најосновниот третман на алатки за сечење е да се заостри работ на сечење. Многу алатки бараат мелење на нивната геометрија и димензии по топење. Некои алатки бараат мелење на горниот и долниот дел; Другите бараат периферно мелење (со или без заострување на работ на сечење). Сите чипови од карбид од мелење можат да се рециклираат.
Обложување на работното парче
Во многу случаи, готови работното парче треба да биде обложено. Облогата обезбедува подмачкување и зголемена цврстина, како и дифузна бариера на подлогата, спречувајќи ја оксидацијата кога е изложена на високи температури. Зацементираниот карбид подлога е клучна за перформансите на облогата. Покрај прилагодувањето на главните својства на прав во прав, површинските својства на матрицата можат да бидат прилагодени и со хемиска селекција и промена на методот на топење. Преку миграцијата на кобалт, повеќе кобалт може да се збогати во најоддалечениот слој на површината на сечилото во дебелина од 20-30 μm во однос на остатокот од работното парче, со што ќе се даде површината на подлогата подобра сила и цврстина, што ја прави поотпорна на деформацијата.
Врз основа на нивниот сопствен процес на производство (како што се методот на DeWaxing, стапката на греење, времето на топење, температурата и карбурализациониот напон), производителот на алатки може да има некои посебни барања за оценка на зацементираниот карбид во прав. Некои производители на алатки можат да го искористат работното парче во вакуумска печка, додека други може да користат топла изостатска печка за притискање (колк) (што го притиска работното парче близу крајот на циклусот на процесот за да ги отстрани остатоците) пори). Работните делови, кои се испреплетени во вакуумска печка, исто така, можеби ќе треба да бидат топло изостатички притиснати преку дополнителен процес за да се зголеми густината на работното парче. Некои производители на алатки можат да користат повисоки температури на топење на вакуум за да ја зголемат синтеруваната густина на мешавините со пониска содржина на кобалт, но овој пристап може да ја погоди нивната микроструктура. За да се одржи фино големина на жито, може да се изберат прашоци со помала големина на честички на карбид на волфрам. Со цел да се совпадне со специфичната опрема за производство, условите за диваксирање и карбурализациониот напон, исто така, имаат различни барања за содржината на јаглерод во зацементираниот карбид во прав.
Класификација на одделение
Комбинираните промени на различни типови на прав од карбид во волфрам, состав на мешавина и содржина на метални врзива, вид и количина на инхибитор на раст на жито, итн., Сочинуваат различни зацементирани оценки на карбид. Овие параметри ќе ја утврдат микроструктурата на зацементираниот карбид и неговите својства. Некои специфични комбинации на својства станаа приоритет за некои специфични апликации за обработка, што го прави значајно да се класифицираат разни зацементирани оценки на карбид.
Двата најчесто користени системи за класификација на карбид за машински апликации се системот за означување C и системот за означување ISO. Иако ниту еден систем целосно не ги одразува материјалните својства што влијаат на изборот на зацементирани оценки на карбид, тие обезбедуваат почетна точка за дискусија. За секоја класификација, многу производители имаат свои посебни оценки, што резултира во широк спектар на оценки на карбид
Оценките од карбид исто така можат да се класифицираат со состав. Оценките од волфрам карбид (WC) можат да се поделат на три основни типа: едноставни, микрокристални и легури. Оценките на симплекс се состојат првенствено од врзи на карабид и кобалт, но може да содржат и мали количини на инхибитори на раст на жито. Микрокристалното одделение е составено од врзивно средство за карбид и кобалт додаден со неколку илјадити ванадиум карбид (VC) и (или) хром карбид (CR3C2), а нејзината големина на жито може да достигне 1 μm или помалку. Оценките на легурата се состојат од врзиви со карбид на волфрам и кобалт кои содржат неколку проценти титаниум карбид (TIC), танталум карбид (TAC) и ниобиум карбид (NBC). Овие дополнувања се познати и како кубни карбиди заради нивните својства за топење. Како резултат на микроструктурата покажува нехомогена трифазна структура.
1) едноставни оценки на карбид
Овие оценки за сечење метали обично содржат 3% до 12% кобалт (по тежина). Опсегот на големина на зрна од карбид од волфрам е обично помеѓу 1-8 μm. Како и со другите оценки, намалувањето на големината на честичките на карбид на волфрам ја зголемува нејзината цврстина и попречна јачина на прекин (TRS), но ја намалува нејзината цврстина. Цврстината на чистиот вид обично е помеѓу HRA89-93,5; Попречната јачина на прекин е обично помеѓу 175-350ksi. Прашоците од овие оценки може да содржат големи количини на рециклирани материјали.
Едноставните оценки од типот можат да се поделат на C1-C4 во системот C одделение C и може да се класифицираат според сериите K, N, S и H одделение во системот ISO одделение. Оценките на симплекс со средни својства можат да се класифицираат како оценки за општа намена (како што се C2 или K20) и може да се користат за вртење, мелење, планирање и здодевно; Оценките со помала големина на жито или пониска содржина на кобалт и поголема цврстина можат да се класифицираат како завршни оценки (како што се C4 или K01); Оценките со поголема големина на жито или поголема содржина на кобалт и подобра цврстина може да се класифицираат како оценки за грубост (како што се C1 или K30).
Алатките направени во оценките за симплекс може да се користат за обработка на леано железо, 200 и 300 серии не'рѓосувачки челик, алуминиум и други не-ферозни метали, супералали и зацврстени челици. Овие оценки можат да се користат и во апликации за неметално сечење (на пр. Како алатки за карпи и геолошки дупчење), а овие оценки имаат опсег со големина на жито од 1,5-10μm (или поголема) и содржина на кобалт од 6%-16%. Друга употреба на неметално сечење на едноставни оценки на карбид е во производство на умирања и удари. Овие оценки обично имаат средна големина на жито со содржина на кобалт од 16%-30%.
(2) Микрокристални цементирани оценки на карбид
Таквите оценки обично содржат 6% -15% кобалт. За време на тонењето на течна фаза, додавањето на ванадиум карбид и/или хром карбид може да го контролира растот на житото за да добие фино структура на жито со големина на честички помал од 1 μm. Оваа фино зрнеста оценка има многу висока цврстина и јаки на попречни руптура над 500ksi. Комбинацијата на голема јачина и доволна цврстина им овозможува на овие оценки да користат поголем позитивен агол на гребло, што ги намалува силите на сечење и произведува потенки чипови со сечење наместо да го туркаат металниот материјал.
Преку строга идентификација на квалитетот на разни суровини во производството на оценки на цементен карбид во прав и строга контрола на условите на процесот на топење за да се спречи формирање на абнормално големи зрна во материјалната микроструктура, можно е да се добијат соодветни материјални својства. Со цел да се задржи големината на житото мала и униформа, рециклиран рециклиран прав треба да се користи само доколку има целосна контрола на процесот на суровина и закрепнување и широко тестирање на квалитетот.
Микрокристалните оценки можат да се класифицираат според серијата M одделение во системот ISO одделение. Покрај тоа, другите методи за класификација во системот C одделение C и системот ISO одделение се исти како и чистите оценки. Микрокристалните оценки можат да се користат за да се направат алатки кои ги намалуваат помеките материјали за работно парче, бидејќи површината на алатката може да се измеша многу мазна и може да одржи исклучително остар раб за сечење.
Микрокристалните оценки може да се користат и за машина засновани на никел, бидејќи тие можат да издржат температури на сечење до 1200 ° C. За обработка на супералои и други специјални материјали, употребата на алатки за микрокристална оценка и алати за чиста оценка што содржат рутениум може истовремено да ја подобри нивната отпорност на абење, отпорност на деформација и цврстина. Микрокристалните оценки се исто така погодни за производство на ротирачки алатки, како што се вежби што генерираат стрес на смолкнување. Постои вежба направена од композитни оценки на зацементиран карбид. Во специфични делови од истата вежба, содржината на кобалт во материјалот варира, така што цврстината и цврстината на вежбата се оптимизираат според потребите за обработка.
(3) Зацементирани оценки од типот на легура, зацементирани оценки
Овие оценки главно се користат за сечење челични делови, а нивната содржина на кобалт е обично 5%-10%, а големината на житото се движи од 0,8-2μm. Со додавање на 4% -25% титаниум карбид (TIC), тенденцијата на волфрам карбид (WC) да се дифузира на површината на челичните чипови може да се намали. Јачината на алатката, отпорност на абење на кратер и отпорност на термички шок може да се подобри со додавање на 25% карбид на танталум (TAC) и карбид на ниобиум (NBC). Додавањето на такви кубни карбиди, исто така, ја зголемува црвената цврстина на алатката, помагајќи да се избегне термичка деформација на алатката во тешки сечење или други операции каде што најсовремениот раб ќе генерира високи температури. Покрај тоа, титаниум карбид може да обезбеди места за нуклеација за време на топење, подобрување на униформноста на дистрибуцијата на кубни карбид во работното парче.
Општо земено, опсегот на цврстина на зацементирани оценки од типот на легура е HRA91-94, а јачината на попречната фрактура е 150-300ksi. Во споредба со чистите оценки, оценките на легура имаат слаба отпорност на абење и помала јачина, но имаат подобра отпорност на абење на лепило. Оценките на легурата можат да се поделат на C5-C8 во системот C одделение C и може да се класифицираат според сериите P и M одделение во системот ISO одделение. Оценките за легури со средни својства можат да се класифицираат како оценки за општа намена (како што се C6 или P30) и може да се користат за вртење, прислушување, планирање и мелење. Најтешките оценки можат да се класифицираат како завршни оценки (како што се C8 и P01) за завршување на вртење и здодевни операции. Овие оценки обично имаат помали димензии на жито и пониска содржина на кобалт за да ја добијат потребната цврстина и отпорност на абење. Сепак, слични материјални својства можат да се добијат со додавање на повеќе кубни карбиди. Оценките со најголема цврстина можат да се класифицираат како грубо оценки (на пр. C5 или P50). Овие оценки обично имаат средна големина на жито и висока содржина на кобалт, со ниски дополнувања на кубни карбиди за да се постигне посакуваната цврстина со инхибиција на растот на пукнатините. Во прекинатите операции на вртење, перформансите на сечење можат дополнително да се подобрат со употреба на горенаведените оценки богати со кобалт со поголема содржина на кобалт на површината на алатката.
Оценките за легура со пониска содржина на титаниум карбид се користат за обработка на не'рѓосувачки челик и податливо железо, но може да се користат и за машинска обработка на не-ферозни метали како што се супери на никел. Големината на житото на овие оценки е обично помала од 1 μm, а содржината на кобалт е 8%-12%. Потешки оценки, како што е М10, можат да се користат за вртење на подносно железо; Построги оценки, како што е M40, можат да се користат за мелење и планирање на челик, или за вртење од не'рѓосувачки челик или супералои.
Оценките со цементен карбид од типот легура може да се користат и за неметални цели за сечење, главно за производство на делови отпорни на абење. Големината на честичките на овие оценки е обично 1,2-2 μm, а содржината на кобалт е 7%-10%. При производство на овие оценки, обично се додава висок процент на рециклирана суровина, што резултира во висока економичност во апликациите за абење делови. Делови за абење бараат добра отпорност на корозија и голема цврстина, што може да се добие со додавање на никел и хром карбид при производство на овие оценки.
Со цел да се исполнат техничките и економските барања на производителите на алатки, карбид во прав е клучен елемент. Прашоците дизајнирани за опрема за машинска обработка на алатки и параметрите на процесите обезбедуваат перформанси на готовиот работно парче и резултираа со стотици оценки на карбид. Рециклирачката природа на карбидните материјали и можноста да работат директно со добавувачи на прав им овозможува на креаторите на алатки ефикасно да го контролираат квалитетот на нивниот производ и материјалните трошоци.
Време на пост: Октомври-18-2022 година
