Semente karbür uçların bileşim analizi

Tüm insan yapımı ürünlerde olduğu gibi, dökme demir ağır kesme bıçaklarının imalatı, öncelikle hammadde sorununu çözmeli, yani bıçak malzemelerinin bileşimini ve formülünü belirlemelidir. Günümüz bıçaklarının çoğu, esas olarak tungsten karbür (WC) ve kobalttan (Co) oluşan semente karbürden yapılmıştır. WC, bıçakta sert bir parçacıktır ve Co, bıçağı şekillendirmek için bir bağlayıcı olarak kullanılabilir.

Semente karbürün özelliklerini değiştirmenin basit bir yolu, kullanılan WC partiküllerinin tane büyüklüğünü değiştirmektir. Büyük partikül boyutu (3-5 μm) %C'li WC partikülleri ile hazırlanan sinterlenmiş karbür malzemenin sertliği düşük ve aşınması kolaydır; Küçük partikül boyutu (＜ 1 μm) WC partikülleri, daha yüksek sertliğe, daha iyi aşınma direncine ve aynı zamanda daha fazla kırılganlığa sahip sert alaşımlı malzemeler üretebilir. Çok yüksek sertliğe sahip metal malzemeleri işlerken, ince taneli semente karbür uçların kullanılması ideal işleme sonuçları sağlayabilir. Öte yandan, iri taneli semente karbür takım, aralıklı kesmede veya takımın daha yüksek tokluğunu gerektiren diğer işlemelerde daha iyi performansa sahiptir.

Semente karbür uçların özelliklerini kontrol etmenin başka bir yolu, WC'nin Co içeriğine oranını değiştirmektir. WC ile karşılaştırıldığında, Co'nun sertliği çok daha düşüktür, ancak tokluk daha iyidir. Bu nedenle, Co içeriğinin azaltılması daha yüksek sertlikte bir bıçakla sonuçlanacaktır. Tabii ki, bu bir kez daha kapsamlı denge sorununu gündeme getiriyor - daha yüksek sertlikteki bıçaklar daha iyi aşınma direncine sahiptir, ancak kırılganlıkları da daha fazladır. Spesifik işleme tipine göre, uygun WC tane boyutunun ve Co içerik oranının seçilmesi, ilgili bilimsel bilgi ve zengin işleme deneyimi gerektirir.

Gradyan malzeme teknolojisi kullanılarak, bıçağın gücü ve tokluğu arasındaki uzlaşma bir dereceye kadar önlenebilir. Dünyanın önde gelen alet üreticileri tarafından yaygın olarak kullanılan bu teknoloji, bıçağın dış katmanında iç katmana göre daha yüksek bir Co içerik oranı kullanımını içerir. Daha spesifik olarak, bıçağın dış tabakası (kalınlık 15-25 μm) "tampon bölge"ye benzer bir işlev sağlamak için Co içeriğini artırır, böylece bıçak çatlamadan belirli bir darbeye dayanabilir. Bu, bıçağın alet gövdesinin, yalnızca daha yüksek mukavemete sahip semente karbür kullanılarak elde edilebilecek çeşitli mükemmel özellikler elde etmesini sağlar.

Hammaddelerin partikül boyutu, bileşimi ve diğer teknik parametreleri belirlendikten sonra, kesici uçların gerçek üretim süreci başlatılabilir. İlk önce, eşleşen tungsten tozu, karbon tozu ve kobalt tozunu çamaşır makinesiyle yaklaşık aynı boyutta bir değirmene koyun, tozu gerekli parçacık boyutuna getirin ve her türlü malzemeyi eşit şekilde karıştırın. Öğütme işlemi sırasında kalın siyah bir bulamaç hazırlamak için alkol ve su eklenir. Daha sonra bulamaç bir siklon kurutucuya konur ve bulamaçtaki sıvı buharlaştırılarak topaklı toz elde edilir ve depolanır.

Bir sonraki hazırlık sürecinde bıçağın prototipi elde edilebilir. Öncelikle hazırlanan toz polietilen glikol (PEG) ile karıştırılır. Bir plastikleştirici olarak PEG, tozu hamur gibi geçici olarak birbirine bağlayabilir. Malzeme daha sonra bir kalıpta bir bıçak şekline bastırılır. Farklı bıçak presleme yöntemlerine göre, presleme için tek eksenli pres veya bıçak şeklini farklı açılardan preslemek için çok eksenli pres kullanılabilir.

Preslenmiş boşluk elde edildikten sonra büyük bir sinterleme fırınına yerleştirilir ve yüksek sıcaklıkta sinterlenir. Sinterleme işleminde, PEG eritilir ve kütük karışımından boşaltılır ve geride yarı mamul semente karbür bir bıçak kalır. PEG eritildiğinde, bıçak son boyutuna * küçülür. Bu işlem adımı doğru matematiksel hesaplama gerektirir, çünkü bıçağın büzülmesi farklı malzeme bileşimlerine ve oranlarına göre farklıdır ve bitmiş ürünün boyutsal toleransının birkaç mikron içinde kontrol edilmesi gerekir.