Sammansättningsanalys av hårdmetallskär

Som med alla konstgjorda produkter bör tillverkningen av tunga skärblad av gjutjärn först lösa problemet med råvaror, det vill säga bestämma sammansättningen och formeln för bladmaterialen. De flesta av dagens blad är tillverkade av hårdmetall, som huvudsakligen består av volframkarbid (WC) och kobolt (Co). WC är en hård partikel i bladet, och Co kan användas som bindemedel för att forma bladet.

Ett enkelt sätt att ändra egenskaperna hos hårdmetall är att ändra kornstorleken på WC-partiklar som används. Stor partikelstorlek (3-5 μm) Hårdheten hos hårdmetallmaterial framställt av WC-partiklar med C% är låg och lätt att bära; Liten partikelstorlek (＜ 1 μ m) WC-partiklar kan producera hårda legeringsmaterial med högre hårdhet, bättre slitstyrka, men också större sprödhet. Vid bearbetning av metallmaterial med mycket hög hårdhet kan användningen av finkorniga hårdmetallskär uppnå idealiska bearbetningsresultat. Å andra sidan har grovkornigt hårdmetallverktyg bättre prestanda vid intermittent skärning eller annan bearbetning som kräver högre seghet hos verktyget.

Ett annat sätt att kontrollera egenskaperna hos hårdmetallskär är att ändra andelen WC till Co-innehåll. Jämfört med WC är hårdheten för Co mycket lägre, men segheten är bättre. Därför kommer en minskning av halten av Co att resultera i ett blad med högre hårdhet. Naturligtvis väcker detta återigen problemet med omfattande balans - blad med högre hårdhet har bättre slitstyrka, men deras sprödhet är också större. Beroende på den specifika bearbetningstypen krävs relevant vetenskaplig kunskap och rik bearbetningserfarenhet för att välja lämplig WC-kornstorlek och Co-innehållsförhållande.

Genom att använda gradientmaterialteknik kan kompromissen mellan bladets styrka och seghet till viss del undvikas. Denna teknik, som har använts flitigt av världens största verktygstillverkare, inkluderar användningen av ett högre Co-innehållsförhållande i det yttre lagret av bladet än i det inre lagret. Närmare bestämt, bladets yttre skikt (tjocklek 15-25 μm) Öka Co-halten för att ge en funktion som liknar "buffertzon", så att bladet tål en viss stöt utan att spricka. Detta gör det möjligt för bladets verktygskropp att erhålla olika utmärkta egenskaper som endast kan uppnås genom att använda hårdmetall med högre hållfasthet.

När partikelstorleken, sammansättningen och andra tekniska parametrar för råmaterial har bestämts, kan den faktiska tillverkningsprocessen för skären startas. Lägg först det matchande volframpulvret, kolpulvret och koboltpulvret i en kvarn som är ungefär lika stor som tvättmaskinen, mal pulvret till önskad partikelstorlek och blanda alla typer av material jämnt. Under malningsprocessen tillsätts alkohol och vatten för att framställa en tjock svart slurry. Därefter placeras slurryn i en cyklontork, och vätskan i slurryn indunstas för att erhålla klumpigt pulver och lagras.

I nästa förberedelseprocess kan prototypen av bladet erhållas. Först blandas det beredda pulvret med polyetylenglykol (PEG). Som mjukgörare kan PEG tillfälligt binda ihop pulvret som deg. Materialet pressas sedan till formen av ett blad i en form. Enligt olika bladpressningsmetoder kan enkelaxlig press användas för pressning, eller multiaxlig press kan användas för att pressa bladformen från olika vinklar.

Efter att ha erhållit det pressade ämnet placeras det i en stor sintringsugn och sintras vid hög temperatur. I sintringsprocessen smälts PEG och släpps ut från ämnesblandningen, vilket lämnar ett halvfärdigt hårdmetallblad. När PEG smälts ut, krymper bladet till sin * slutliga storlek. Detta processsteg kräver noggrann matematisk beräkning, eftersom krympningen av bladet är olika beroende på olika materialsammansättningar och förhållanden, och dimensionstoleransen för den färdiga produkten måste kontrolleras inom flera mikrometer.