Przewodnik po narzędziach skrawających z węglików spiekanych ujawnia techniki precyzyjne

W fabrykach precyzyjnych na całym świecie maszyny sterowane komputerowo przecinają twardsze metale z zadziwiającą prędkością i dokładnością.Sekret tej zdolności nie leży w samej maszynieMateriały te stały się niezbędne w nowoczesnej produkcji ze względu na ich wyjątkową twardość.,trwałość i odporność na zużycie.

Jednak nie wszystkie narzędzia z węglem są równe, a ich właściwości charakterystyczne znacznie różnią się w zależności od kompozytu.Zrozumienie tych różnic ma kluczowe znaczenie dla wyboru odpowiedniego narzędzia i optymalizacji procesów obróbkiW niniejszym artykule omówiono główne związki węglowodorów stosowane w narzędziach do cięcia i ich specjalistyczne zastosowania.

Podstawy narzędzi do cięcia węglowodorów

Narzędzia z węglem, zwane również węglami cementowanymi, są materiałami złożonymi składającymi się z ogniotrwałych węglików metali (zwykle węglem wolframu, węglem tytanu,lub węglika tantalu) połączonych razem z metalowym wiąźnikiem (zwykle kobaltem lub niklem) poprzez metalurgię proszkowąDzięki twardości zbliżającej się do diamentu i wyjątkowej odporności na ciepło narzędzia te utrzymują wydajność cięcia w ekstremalnych temperaturach i ciśnieniach, które niszczą konwencjonalne narzędzia stalowe.

Te właściwości sprawiają, że narzędzia z węglanu są niezbędne w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, produkcji form i produkcji elektroniki, gdzie przetwarzają wszystko, od superstopów po materiały złożone.Wydajność narzędzi zależy przede wszystkim od ich składu węglowodorów, wielkość ziarna i zawartość wiązania.

Kluczowe związki węglowodorów i ich właściwości

• Węglik wolframowy (WC):WC, główny zestaw narzędzi do cięcia, zapewnia wyjątkową twardość (po drugiej tylko po diamentzie i azotynie borowym), doskonałą odporność na zużycie i wysoką wytrzymałość na ciśnienie.870°C (5Wielkość ziarna znacząco wpływa na właściwości ̇ drobne ziarna zwiększają twardość, podczas gdy grube ziarna zwiększają wytrzymałość.
• Karbid tytanu (TiC):Często w połączeniu z WC, TiC poprawia odporność na zużycie, tolerancję na ciepło i odporność na utlenianie.684°F) i zdolność do tworzenia ochronnego warstwy tlenkowej sprawiają, że jest idealny do szybkiego i suchego obróbki stali utwardzonej, stali nierdzewnej i stopów tytanu.
• Węglik tantalu (TaC):Ten najwyższej klasy dodatek zapewnia wyjątkową wydajność w wysokich temperaturach z temperaturą topnienia 3,983°C (7,201°F).i odporność na utlenianie podczas rafinacji struktury ziarna WCUżywany głównie do obróbki superstopów i stopów tytanu odpornych na ciepło, jego wysoki koszt ogranicza szerokie zastosowanie.
• Karbid niobowy (NbC):Funkcjonalnie podobny do TaC, ale bardziej ekonomiczny, NbC poprawia wydajność w wysokich temperaturach i rafinację ziarna.Służy jako opłacalna alternatywa do obróbki twardych materiałów, gdy TaC okazuje się zbyt kosztowne.
• Karbid chromu (Cr)₃C₂):Ocena odporności na korozję, Cr₃C₂Stworzy ochronną warstwę tlenku, która jest odporna na atak chemiczny, co sprawia, że nadaje się do obróbki żrących materiałów, takich jak stal nierdzewna lub narzędzi pracujących w trudnych warunkach.
• Karbid wanadu (VC):Dodane głównie w celu poprawy wytrzymałości, VC usprawnia strukturę ziarna i zwiększa wytrzymałość gięcia i odporność na uderzenia.z wyłączeniem urządzeń do obróbki węgla.
• Karbyd krzemowy (SiC):SiC jest wysoce odporny na zużycie i przewodzący cieplnie, jednak jego kruchość ogranicza jego zastosowanie głównie do materiałów niemetalicznych, takich jak ceramika,szklane, i kamień.

Metale wiążące: klejnot, który trzyma je razem

Związek metalowy, zazwyczaj kobalt, służy jako matryca łącząca cząstki węglanu.chociaż nikel i żelazo mają ograniczone zastosowanie w specjalistycznych zastosowaniachKompozycja wiązania ma znaczący wpływ na wytrzymałość, wytrzymałość i charakterystykę zużycia narzędzia.

Wybór odpowiedniego narzędzia węglowego

• Materiał obróbki:Cięższe materiały wymagają twardszych węglowodorów, podczas gdy twardziele wymagają kompozycji odpornych na złamania
• Warunki cięcia:Prędkości operacyjne wymagają karbidów odpornych na ciepło, natomiast cięcia przerwane wymagają klas odpornych na uderzenia
• Geometria narzędzia:Przygotowanie krawędzi musi uzupełniać właściwości węglanu
• Zważycie kosztów:Karbidy wysokiej jakości, takie jak TaC, zapewniają korzyści w zakresie wydajności, ale zwiększają koszty narzędzi

Utrzymanie narzędzi węglowych

• Regularna kontrola wzorców zużycia
• Zgodność z zalecanymi parametrami cięcia
• W terminie przed wystąpieniem nadmiernego zużycia ponowne szlifowanie
• Odpowiednie przechowywanie w celu zapobiegania uszkodzeniu i korozji

W miarę jak wymagania produkcyjne nadal przekraczają granice prędkości, precyzji i różnorodności materiałów, technologia narzędzi węglowodorów rozwija się równolegle.Trwający rozwój nowych kompozycji węglowodorów i nanostrukturyzowanych materiałów obiecuje dalsze zwiększenie możliwości obróbki w nadchodzących latach.