Phân tích thành phần của chèn cacbua xi măng

Như với tất cả các sản phẩm nhân tạo, việc sản xuất lưỡi cắt hạng nặng bằng gang trước tiên phải giải quyết vấn đề nguyên liệu thô, nghĩa là xác định thành phần và công thức của vật liệu lưỡi cắt. Hầu hết các lưỡi dao ngày nay được làm bằng cacbua xi măng, chủ yếu bao gồm cacbua vonfram (WC) và coban (Co). WC là một hạt cứng trong lưỡi và Co có thể được sử dụng làm chất kết dính để tạo hình cho lưỡi.

Một cách đơn giản để thay đổi tính chất của cacbua xi măng là thay đổi kích thước hạt của các hạt WC được sử dụng. Kích thước hạt lớn (3-5 μm) Độ cứng của vật liệu cacbua xi măng được chuẩn bị bởi các hạt WC có C% thấp và dễ mài mòn; Các hạt WC có kích thước hạt nhỏ (＜ 1 μ m) có thể tạo ra các vật liệu hợp kim cứng có độ cứng cao hơn, khả năng chống mài mòn tốt hơn nhưng độ giòn cũng lớn hơn. Khi gia công vật liệu kim loại có độ cứng rất cao, việc sử dụng hạt dao cacbua xi măng hạt mịn có thể đạt được kết quả gia công lý tưởng. Mặt khác, công cụ cacbua xi măng hạt thô có hiệu suất tốt hơn trong việc cắt gián đoạn hoặc gia công khác đòi hỏi độ bền cao hơn của công cụ.

Một cách khác để kiểm soát các đặc tính của hạt dao cacbua gắn kết là thay đổi tỷ lệ hàm lượng WC thành Co. So với WC, độ cứng của Co thấp hơn nhiều, nhưng độ dẻo dai tốt hơn. Do đó, giảm hàm lượng Co sẽ giúp lưỡi có độ cứng cao hơn. Tất nhiên, điều này một lần nữa đặt ra vấn đề về sự cân bằng toàn diện - lưỡi có độ cứng cao hơn có khả năng chống mài mòn tốt hơn, nhưng độ giòn của chúng cũng lớn hơn. Theo loại chế biến cụ thể, việc chọn kích thước hạt WC và tỷ lệ hàm lượng Co thích hợp đòi hỏi kiến ​​thức khoa học liên quan và kinh nghiệm chế biến phong phú.

Bằng cách sử dụng công nghệ vật liệu gradient, có thể tránh được sự thỏa hiệp giữa độ bền và độ dẻo dai của lưỡi kiếm ở một mức độ nào đó. Công nghệ này đã được các nhà sản xuất dụng cụ lớn trên thế giới sử dụng rộng rãi, bao gồm việc sử dụng tỷ lệ hàm lượng Co ở lớp ngoài của lưỡi dao cao hơn ở lớp trong. Cụ thể hơn, lớp ngoài cùng của lưỡi dao (độ dày 15-25 μm) Tăng hàm lượng Co để cung cấp chức năng tương tự như "vùng đệm", để lưỡi dao có thể chịu được một tác động nhất định mà không bị nứt. Điều này cho phép thân dụng cụ của lưỡi dao có được nhiều đặc tính tuyệt vời khác nhau mà chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng cacbua xi măng có độ bền cao hơn.

Khi kích thước hạt, thành phần và các thông số kỹ thuật khác của nguyên liệu thô được xác định, quy trình sản xuất hạt dao cắt thực tế có thể được bắt đầu. Đầu tiên, cho bột vonfram, bột carbon và bột coban phù hợp vào một máy nghiền có kích thước tương đương với máy giặt, nghiền bột thành kích thước hạt cần thiết và trộn đều các loại nguyên liệu. Trong quá trình xay xát, rượu và nước được thêm vào để tạo ra một loại bùn đen đặc. Sau đó, bùn được đưa vào máy sấy lốc xoáy và chất lỏng trong bùn được làm bay hơi để thu được bột vón cục và được bảo quản.

Trong quá trình chuẩn bị tiếp theo, nguyên mẫu của lưỡi kiếm có thể được lấy. Đầu tiên, bột đã chuẩn bị được trộn với polyetylen glycol (PEG). Là một chất làm dẻo, PEG có thể tạm thời kết dính bột lại với nhau như bột nhào. Vật liệu này sau đó được ép thành hình lưỡi kiếm trong khuôn. Theo các phương pháp ép lưỡi khác nhau, có thể sử dụng máy ép một trục để ép hoặc máy ép nhiều trục có thể được sử dụng để ép hình dạng lưỡi dao từ các góc khác nhau.

Sau khi thu được phôi ép, nó được đặt trong lò thiêu kết lớn và thiêu kết ở nhiệt độ cao. Trong quá trình thiêu kết, PEG được nấu chảy và thải ra khỏi hỗn hợp phôi, để lại một lưỡi cacbua xi măng bán thành phẩm. Khi PEG bị nấu chảy ra, lưỡi kiếm sẽ co lại về kích thước * cuối cùng của nó. Bước quy trình này yêu cầu tính toán toán học chính xác, bởi vì độ co rút của lưỡi dao là khác nhau tùy theo các thành phần và tỷ lệ vật liệu khác nhau, và dung sai kích thước của thành phẩm được yêu cầu phải được kiểm soát trong phạm vi vài micron.