Analýza složení břitových destiček ze slinutého karbidu

Stejně jako u všech umělých produktů by výroba litinových těžkých řezných čepelí měla nejprve vyřešit problém surovin, to znamená určit složení a vzorec materiálů čepelí. Většina dnešních čepelí je vyrobena ze slinutého karbidu, který se skládá hlavně z karbidu wolframu (WC) a kobaltu (Co). WC je tvrdá částice v čepeli a Co lze použít jako pojivo pro tvarování čepele.

Jednoduchý způsob, jak změnit vlastnosti slinutého karbidu, je změnit velikost zrna použitých částic WC. Velká velikost částic (3-5 μm) Tvrdost materiálu slinutého karbidu připraveného částicemi WC s C% je nízká a snadno se opotřebovává; Malé částice (＜ 1 μm) WC částice mohou produkovat tvrdé slitinové materiály s vyšší tvrdostí, lepší odolností proti opotřebení, ale také větší křehkostí. Při obrábění kovových materiálů s velmi vysokou tvrdostí lze použitím jemnozrnných břitových destiček ze slinutého karbidu dosáhnout ideálních výsledků obrábění. Na druhou stranu má hrubozrnný nástroj ze slinutého karbidu lepší výkon při přerušovaném řezání nebo jiném obrábění, které vyžaduje vyšší houževnatost nástroje.

Dalším způsobem, jak řídit charakteristiky břitových destiček ze slinutého karbidu, je změnit poměr obsahu WC k obsahu Co. Ve srovnání s WC je tvrdost Co mnohem nižší, ale houževnatost je lepší. Proto snížení obsahu Co bude mít za následek vyšší tvrdost čepele. Samozřejmě to opět vyvolává problém komplexního vyvážení - čepele s vyšší tvrdostí mají lepší odolnost proti opotřebení, ale také je větší jejich křehkost. Podle konkrétního typu zpracování vyžaduje výběr vhodné velikosti zrna WC a poměru obsahu Co příslušné vědecké znalosti a bohaté zkušenosti se zpracováním.

Použitím technologie gradientního materiálu se lze do určité míry vyhnout kompromisu mezi pevností a houževnatostí čepele. Tato technologie, která byla široce používána předními světovými výrobci nástrojů, zahrnuje použití vyššího poměru obsahu Co ve vnější vrstvě čepele než ve vnitřní vrstvě. Přesněji řečeno, vnější vrstva čepele (tloušťka 15-25 μm) Zvyšte obsah Co pro zajištění funkce podobné „nárazníkové zóně“, takže čepel vydrží určitý náraz bez praskání. To umožňuje tělu ostří získat různé vynikající vlastnosti, kterých lze dosáhnout pouze použitím slinutého karbidu s vyšší pevností.

Po určení velikosti částic, složení a dalších technických parametrů surovin může být zahájen vlastní proces výroby břitových destiček. Nejprve vložte odpovídající wolframový prášek, uhlíkový prášek a kobaltový prášek do mlýna, který má přibližně stejnou velikost jako pračka, rozdrťte prášek na požadovanou velikost částic a rovnoměrně promíchejte všechny druhy materiálů. Během procesu mletí se přidá alkohol a voda, aby se připravila hustá černá kaše. Potom se kaše vloží do cyklonové sušárny a kapalina v kaši se odpaří, aby se získal hrudkovitý prášek a skladovala se.

V dalším procesu přípravy lze získat prototyp čepele. Nejprve se připravený prášek smíchá s polyethylenglykolem (PEG). Jako změkčovadlo může PEG dočasně spojit prášek dohromady jako těsto. Materiál je následně lisován do tvaru čepele v matrici. Podle různých metod lisování čepele lze pro lisování použít jednoosý lis nebo víceosý lis pro lisování tvaru čepele z různých úhlů.

Po získání lisovaného polotovaru je umístěn do velké slinovací pece a slinován při vysoké teplotě. V procesu slinování se PEG taví a vypouští ze směsi ingotů, přičemž zanechává polotovar ze slinutého karbidu. Když se PEG roztaví, čepel se smrští na * konečnou velikost. Tento procesní krok vyžaduje přesný matematický výpočet, protože smrštění čepele je různé podle různých materiálových složení a poměrů a rozměrová tolerance hotového výrobku musí být řízena v rozmezí několika mikronů.