Analýza zloženia doštičiek zo slinutého karbidu

Rovnako ako u všetkých umelých produktov, výroba ťažkých liatinových rezných čepelí by mala najskôr vyriešiť problém surovín, to znamená určiť zloženie a vzorec materiálov čepelí. Väčšina dnešných čepelí je vyrobená zo slinutého karbidu, ktorý sa skladá hlavne z karbidu volfrámu (WC) a kobaltu (Co). WC je tvrdá častica v čepeli a Co možno použiť ako spojivo na tvarovanie čepele.

Jednoduchý spôsob, ako zmeniť vlastnosti slinutého karbidu, je zmeniť zrnitosť použitých častíc WC. Veľká veľkosť častíc (3-5 μm) Tvrdosť materiálu slinutého karbidu pripraveného časticami WC s C% je nízka a ľahko sa opotrebováva; Častice WC s malou veľkosťou (＜ 1 μm) môžu produkovať materiály z tvrdých zliatin s vyššou tvrdosťou, lepšou odolnosťou proti opotrebeniu, ale aj väčšou krehkosťou. Pri obrábaní kovových materiálov s veľmi vysokou tvrdosťou môže použitie jemnozrnných doštičiek zo slinutého karbidu dosiahnuť ideálne výsledky obrábania. Na druhej strane, hrubozrnný nástroj zo slinutého karbidu má lepší výkon pri prerušovanom rezaní alebo inom obrábaní, ktoré si vyžaduje vyššiu húževnatosť nástroja.

Ďalším spôsobom, ako kontrolovať vlastnosti doštičiek zo slinutého karbidu, je zmeniť pomer obsahu WC k obsahu Co. V porovnaní s WC je tvrdosť Co oveľa nižšia, ale húževnatosť je lepšia. Preto zníženie obsahu Co povedie k vyššej tvrdosti čepele. Samozrejme to opäť nastoľuje problém komplexného vyváženia – čepele s vyššou tvrdosťou majú lepšiu odolnosť proti opotrebeniu, no väčšia je aj ich krehkosť. Podľa konkrétneho typu spracovania si výber vhodnej veľkosti zŕn WC a pomeru obsahu Co vyžaduje príslušné vedecké poznatky a bohaté skúsenosti so spracovaním.

Použitím technológie gradientného materiálu sa dá do určitej miery vyhnúť kompromisu medzi pevnosťou a húževnatosťou čepele. Táto technológia, ktorá bola široko používaná veľkými svetovými výrobcami nástrojov, zahŕňa použitie vyššieho pomeru obsahu Co vo vonkajšej vrstve čepele ako vo vnútornej vrstve. Presnejšie povedané, vonkajšia vrstva čepele (hrúbka 15-25 μm) Zvýši obsah Co, aby zabezpečila funkciu podobnú „nárazníkovej zóne“, takže čepeľ vydrží určitý náraz bez prasknutia. To umožňuje telu nástroja získať rôzne vynikajúce vlastnosti, ktoré je možné dosiahnuť iba použitím slinutého karbidu s vyššou pevnosťou.

Po určení veľkosti častíc, zloženia a ďalších technických parametrov surovín sa môže začať samotný proces výroby rezných doštičiek. Najprv vložte zodpovedajúci volfrámový prášok, uhlíkový prášok a kobaltový prášok do mlyna, ktorý má približne rovnakú veľkosť ako práčka, rozdrvte prášok na požadovanú veľkosť častíc a rovnomerne premiešajte všetky druhy materiálov. Počas procesu mletia sa pridáva alkohol a voda, aby sa pripravila hustá čierna kaša. Potom sa kaša vloží do cyklónovej sušiarne a kvapalina v kaši sa odparí, čím sa získa hrudkovitý prášok a uskladní sa.

V ďalšom procese prípravy je možné získať prototyp čepele. Najprv sa pripravený prášok zmieša s polyetylénglykolom (PEG). Ako plastifikátor môže PEG dočasne spojiť prášok dohromady ako cesto. Materiál sa potom lisuje v matrici do tvaru čepele. Podľa rôznych metód lisovania čepele možno na lisovanie použiť jednoosový lis alebo viacosový lis na lisovanie tvaru čepele z rôznych uhlov.

Po získaní výlisku sa vloží do veľkej spekacej pece a speká pri vysokej teplote. V procese spekania sa PEG roztaví a vypustí zo zmesi predvalkov, pričom zostane polotovar zo slinutého karbidu. Keď sa PEG roztaví, čepeľ sa zmenší na * konečnú veľkosť. Tento procesný krok vyžaduje presný matematický výpočet, pretože zmrštenie čepele je rôzne podľa rôznych materiálových zložení a pomerov a je potrebné, aby bola rozmerová tolerancia hotového výrobku kontrolovaná v rozmedzí niekoľkých mikrónov.