Карбід — найбольш шырока выкарыстоўваны клас інструментальных матэрыялаў для высакахуткаснай апрацоўкі (HSM), якія вырабляюцца метадам парашковай металургіі і складаюцца з часціц цвёрдага карбіду (звычайна карбіду вальфраму WC) і больш мяккай металічнай звязкі. У цяперашні час існуюць сотні цвёрдых сплаваў на аснове WC з розным складам, большасць з якіх выкарыстоўваюць кобальт (Co) у якасці звязальнага рэчыва, нікель (Ni) і хром (Cr) таксама з'яўляюцца распаўсюджанымі звязальнымі элементамі, а таксама могуць быць дададзены некаторыя легіруючыя элементы. Чаму існуе так шмат марак карбіду? Як вытворцы інструментаў выбіраюць правільны інструментальны матэрыял для канкрэтнай аперацыі рэзання? Каб адказаць на гэтыя пытанні, давайце спачатку разгледзім розныя ўласцівасці, якія робяць цвёрды сплав ідэальным інструментальным матэрыялам.
цвёрдасць і трываласць
Цвёрды сплав WC-Co мае ўнікальныя перавагі як у цвёрдасці, так і ў глейкасці. Карбід вальфраму (WC) па сваёй прыродзе вельмі цвёрды (больш цвёрды, чым корунд або аксід алюмінію), і яго цвёрдасць рэдка змяншаецца з павышэннем рабочай тэмпературы. Аднак яму не хапае дастатковай глейкасці, якая з'яўляецца важнай уласцівасцю для рэжучых інструментаў. Каб скарыстацца высокай цвёрдасцю карбіду вальфраму і палепшыць яго глейкасць, людзі выкарыстоўваюць металічныя звязкі для злучэння карбіду вальфраму разам, так што гэты матэрыял мае цвёрдасць, значна перавышаючую цвёрдасць хуткарэзнай сталі, пры гэтым здольны вытрымліваць большасць аперацый рэзання. Акрамя таго, ён можа вытрымліваць высокія тэмпературы рэзання, выкліканыя хуткаснай апрацоўкай.
Сёння амаль усе нажы і ўстаўкі з WC-Co маюць пакрыццё, таму роля асноўнага матэрыялу здаецца менш важнай. Але на самой справе менавіта высокі модуль пругкасці матэрыялу WC-Co (паказчык калянасці, які прыкладна ў тры разы перавышае ўзровень хуткарэзнай сталі пры пакаёвай тэмпературы) забяспечвае недэфармаваную аснову для пакрыцця. Матрыца WC-Co таксама забяспечвае неабходную трываласць. Гэтыя ўласцівасці з'яўляюцца асноўнымі ўласцівасцямі матэрыялаў WC-Co, але ўласцівасці матэрыялу таксама можна змяніць, змяніўшы склад і мікраструктуру матэрыялу пры вытворчасці парашкоў цвёрдасплаву. Такім чынам, прыдатнасць інструмента для канкрэтнай апрацоўкі ў значнай ступені залежыць ад пачатковага працэсу фрэзеравання.
Працэс фрэзеравання
Парашок карбіду вальфраму атрымліваецца шляхам цэментацыі парашка вальфраму (W). Характарыстыкі парашка карбіду вальфраму (асабліва яго памер часціц) у асноўным залежаць ад памеру часціц сыравіны - вальфрамавага парашка, а таксама ад тэмпературы і часу цэментацыі. Хімічны кантроль таксама мае вырашальнае значэнне, і ўтрыманне вугляроду павінна падтрымлівацца пастаянным (блізкім да стехіаметрычнага значэння 6,13% па вазе). Невялікая колькасць ванадыя і/або хрому можа быць дададзена перад цэментацыяй, каб кантраляваць памер часціц парашка ў наступных працэсах. Розныя ўмовы далейшага працэсу і розныя спосабы канчатковай апрацоўкі патрабуюць пэўнага спалучэння памеру часціц карбіду вальфраму, утрымання вугляроду, утрымання ванадыя і ўтрымання хрому, з дапамогай якога можна вырабляць розныя парашкі карбіду вальфраму. Напрыклад, ATI Alldyne, вытворца парашка карбіду вальфраму, вырабляе 23 стандартныя маркі парашка карбіду вальфраму, і гатункі парашка карбіду вальфраму, адаптаваныя да патрабаванняў карыстальніка, могуць дасягаць больш чым у 5 разоў большай колькасці, чым стандартныя маркі парашка карбіду вальфраму.
Пры змешванні і драбненні парашка карбіду вальфраму і металічнай звязкі для атрымання парашка цвёрдасплаву пэўнай маркі можна выкарыстоўваць розныя камбінацыі. Найбольш распаўсюджанае ўтрыманне кобальту складае 3% - 25% (па вазе), а ў выпадку неабходнасці павышэння каразійнай устойлівасці інструмента неабходна дадаць нікель і хром. Акрамя таго, металічную сувязь можна яшчэ больш палепшыць, дадаўшы іншыя кампаненты сплаву. Напрыклад, даданне рутэнія да цвёрдасплаву WC-Co можа значна палепшыць яго глейкасць, не зніжаючы цвёрдасці. Павелічэнне ўтрымання звязкі таксама можа палепшыць глейкасць цвёрдасплаву, але пры гэтым знізіць яго цвёрдасць.
Памяншэнне памеру часціц карбіду вальфраму можа павялічыць цвёрдасць матэрыялу, але памер часціц карбіду вальфраму павінен заставацца нязменным падчас працэсу спякання. Падчас спякання часціцы карбіду вальфраму аб'ядноўваюцца і растуць праз працэс растварэння і паўторнага асаджэння. У рэальным працэсе спякання, каб утварыць цалкам шчыльны матэрыял, металічная сувязь становіцца вадкай (гэта называецца спяканнем у вадкай фазе). Хуткасць росту часціц карбіду вальфраму можна кантраляваць, дадаючы іншыя карбіды пераходных металаў, у тым ліку карбід ванадыя (VC), карбід хрому (Cr3C2), карбід тытана (TiC), карбід тантала (TaC) і карбід ніёбія (NbC). Гэтыя карбіды металаў звычайна дадаюцца пры змешванні і здрабненні парашка карбіду вальфраму з металічнай сувяззю, хоць карбід ванадыя і карбід хрому таксама могуць утварацца пры цэментацыі парашка карбіду вальфраму.
Парашок карбіду вальфраму таксама можна вырабляць з выкарыстаннем перапрацаваных адходаў цвёрдасплаўных матэрыялаў. Перапрацоўка і паўторнае выкарыстанне лому карбіду мае даўнюю гісторыю ў вытворчасці цвёрдасплаўных матэрыялаў і з'яўляецца важнай часткай усяго эканамічнага ланцужка галіны, дапамагаючы знізіць выдаткі на матэрыялы, эканоміць прыродныя рэсурсы і пазбегнуць адходаў. Шкодная ўтылізацыя. Лом цвёрдасплаўнага матэрыялу звычайна можна паўторна выкарыстоўваць з дапамогай працэсу APT (паравольфрамат амонія), працэсу аднаўлення цынку або драбнення. Гэтыя «перапрацаваныя» парашкі карбіду вальфраму звычайна маюць лепшае і прадказальнае ўшчыльненне, таму што яны маюць меншую плошчу паверхні, чым парашкі карбіду вальфраму, атрыманыя непасрэдна ў працэсе цэментацыі вальфраму.
Умовы апрацоўкі змешанага драбнення парашка карбіду вальфраму і металічнай звязкі таксама з'яўляюцца найважнейшымі параметрамі працэсу. Два найбольш распаўсюджаныя метады драбнення - гэта шаровае драбненне і мікрадрабненне. Абодва працэсы забяспечваюць раўнамернае змешванне здробненых парашкоў і памяншэнне памеру часціц. Каб пазней прэсаваная дэталь мела дастатковую трываласць, захоўвала форму дэталі і дазваляла аператару або маніпулятару падымаць дэталь для працы, звычайна неабходна дадаваць арганічнае злучнае рэчыва падчас драбнення. Хімічны склад гэтага злучнага рэчыва можа паўплываць на шчыльнасць і трываласць прэсаванай дэталі. Для палягчэння апрацоўкі рэкамендуецца дадаваць высокатрывалыя злучныя рэчывы, але гэта прыводзіць да меншай шчыльнасці ўшчыльнення і можа прывесці да ўтварэння камячкоў, якія могуць выклікаць дэфекты ў канчатковым прадукце.
Пасля памолу парашок звычайна сушаць распыленнем для атрымання сыпучых агламератаў, якія злучаюцца арганічнымі звязальнымі рэчывамі. Рэгулюючы склад арганічнага звязальнага рэчыва, можна рэгуляваць цякучасць і шчыльнасць зараду гэтых агламератаў па жаданні. Адсейваючы больш буйныя або больш дробныя часціцы, можна дадаткова рэгуляваць размеркаванне памераў часціц агламерату, каб забяспечыць добрую цякучасць пры загрузцы ў паражніну формы.
Вытворчасць дэталяў
Цвёрдасплаўныя нарыхтоўкі можна фармаваць рознымі тэхналагічнымі метадамі. У залежнасці ад памеру нарыхтоўкі, узроўню складанасці формы і вытворчай партыі, большасць рэжучых уставак фармуюцца з выкарыстаннем цвёрдых штампаў з верхнім і ніжнім ціскам. Каб падтрымліваць пастаяннасць вагі і памеру нарыхтоўкі падчас кожнага прэсавання, неабходна забяспечыць аднолькавую колькасць парашка (маса і аб'ём), які паступае ў поласць. Цякучасць парашка ў асноўным кантралюецца размеркаваннем памераў агламератаў і ўласцівасцямі арганічнага злучнага рэчыва. Адлітыя нарыхтоўкі (або «загатоўкі») фармуюцца шляхам прымянення ціску фармоўкі 10-80 ksi (кілафунтаў на квадратны фут) да парашка, загружанага ў поласць формы.
Нават пад надзвычай высокім ціскам фармавання цвёрдыя часціцы карбіду вальфраму не дэфармуюцца і не ламаюцца, але арганічнае злучнае рэчыва ўціскаецца ў прамежкі паміж часціцамі карбіду вальфраму, тым самым фіксуючы становішча часціц. Чым вышэй ціск, тым мацней звязваецца часціца карбіду вальфраму і тым большая шчыльнасць ушчыльнення апрацоўванай дэталі. Фармовачныя ўласцівасці розных марак парашка цвёрдага сплаву могуць адрознівацца ў залежнасці ад утрымання металічнага злучнага рэчыва, памеру і формы часціц карбіду вальфраму, ступені агламерацыі, а таксама складу і дадання арганічнага злучнага рэчыва. Для атрымання колькаснай інфармацыі аб уласцівасцях ушчыльнення розных марак парашкоў цвёрдага сплаву, залежнасць паміж шчыльнасцю фармавання і ціскам фармавання звычайна распрацоўваецца і ўстанаўліваецца вытворцам парашка. Гэтая інфармацыя гарантуе, што пастаўлены парашок сумяшчальны з працэсам фармавання вытворцы інструмента.
Буйныя цвёрдасплаўныя дэталі або дэталі з высокім падаўжэннем (напрыклад, хваставікі для канцавых фрэз і свердзелаў) звычайна вырабляюцца з раўнамерна прэсаваных гатункаў цвёрдасплаўнага парашка ў гнуткім пакеце. Нягледзячы на тое, што вытворчы цыкл метаду збалансаванага прэсавання даўжэйшы, чым у метаду ліцця, сабекошт вырабу інструмента ніжэйшы, таму гэты метад больш падыходзіць для дробнасерыйнай вытворчасці.
Гэты метад працэсу заключаецца ў тым, каб пакласці парашок у мяшок і запячатаць адтуліну мяшка, а затым змясціць мяшок з парашком у камеру і прыкласці ціск 30-60 ksi з дапамогай гідраўлічнай прылады для прэсавання. Прэсаваныя дэталі часта апрацоўваюцца да пэўных геаметрычных формаў перад спяканнем. Памер мяшка павялічваецца, каб кампенсаваць ўсаджванне дэталі падчас прэсавання і забяспечыць дастатковы запас для шліфавальных аперацый. Паколькі дэталь неабходна апрацаваць пасля прэсавання, патрабаванні да паслядоўнасці загрузкі не такія строгія, як пры метадзе ліцця, але ўсё ж пажадана забяспечыць, каб у мяшок кожны раз загружалася аднолькавая колькасць парашка. Калі шчыльнасць загрузкі парашка занадта малая, гэта можа прывесці да недастатковай колькасці парашка ў мяшку, у выніку чаго дэталь будзе занадта маленькай і яе трэба будзе ўтылізаваць. Калі шчыльнасць загрузкі парашка занадта высокая, а парашка, загружанага ў мяшок, занадта шмат, дэталь неабходна апрацаваць, каб выдаліць больш парашка пасля прэсавання. Нягледзячы на тое, што лішні выдалены парашок і ўтылізаваныя дэталі можна перапрацаваць, гэта зніжае прадукцыйнасць.
Цвёрдасплаўныя нарыхтоўкі таксама можна фармаваць з дапамогай экструзійных або ліццёвых штампаў. Працэс экструзійнага ліцця больш падыходзіць для масавай вытворчасці восевасіметрычных нарыхтовак, у той час як працэс ліцця пад ціскам звычайна выкарыстоўваецца для масавай вытворчасці нарыхтовак складанай формы. У абодвух працэсах ліцця розныя гатункі парашка цвёрдасплаўнага сплаву суспендуюцца ў арганічным злучным рэчыве, якое надае сумесі цвёрдасплаўнага сплаву кансістэнцыю, падобную на зубную пасту. Затым сумесь альбо экструдуецца праз адтуліну, альбо ўводзіцца ў поласць для фарміравання. Характарыстыкі гатунку парашка цвёрдасплаўнага сплаву вызначаюць аптымальнае суадносіны парашка і злучнага рэчыва ў сумесі і аказваюць важны ўплыў на цякучасць сумесі праз экструзійную адтуліну або ўвядзенне ў поласць.
Пасля таго, як дэталь сфарміравана шляхам ліцця, ізастатычнага прэсавання, экструзіі або ліцця пад ціскам, арганічнае злучнае рэчыва неабходна выдаліць з дэталі перад заключным этапам спякання. Спяканне выдаляе сітаватасць з дэталі, робячы яе цалкам (ці істотна) шчыльнай. Падчас спякання металічная сувязь у прэсаванай дэталі становіцца вадкай, але дэталь захоўвае сваю форму пад сумесным дзеяннем капілярных сіл і сувязі часціц.
Пасля спякання геаметрыя дэталі застаецца ранейшай, але памеры памяншаюцца. Каб атрымаць неабходны памер дэталі пасля спякання, пры праектаванні інструмента неабходна ўлічваць хуткасць ўсаджвання. Марка карбіднага парашка, які выкарыстоўваецца для вырабу кожнага інструмента, павінна быць распрацавана такім чынам, каб мець правільную ўсаджванне пры ўшчыльненні пад адпаведным ціскам.
Амаль ва ўсіх выпадках патрабуецца апрацоўка спечанай дэталі пасля спякання. Найбольш базавай апрацоўкай рэжучых інструментаў з'яўляецца завострыванне рэжучай абзы. Многія інструменты патрабуюць шліфоўкі іх геаметрыі і памераў пасля спякання. Некаторыя інструменты патрабуюць верхняга і ніжняга шліфавання; іншыя патрабуюць перыферыйнага шліфавання (з завострываннем рэжучай абзы або без яго). Усю цвёрдасплаўную стружку ад шліфавання можна перапрацаваць.
Пакрыццё дэталі
У многіх выпадках гатовую дэталь неабходна пакрыць. Пакрыццё забяспечвае змазвальнасць і павышаную цвёрдасць, а таксама стварае дыфузійны бар'ер для падкладкі, прадухіляючы акісленне пры ўздзеянні высокіх тэмператур. Падкладка з цвёрдасплаву мае вырашальнае значэнне для прадукцыйнасці пакрыцця. Акрамя карбіднай падкладкі, яе паверхневыя ўласцівасці таксама можна рэгуляваць шляхам хімічнага падбору і змены метаду спякання. Дзякуючы міграцыі кобальту, вонкавы пласт паверхні ляза таўшчынёй 20-30 мкм можа быць узбагачаны большай колькасцю кобальту ў параўнанні з астатняй часткай дэталі, што надае паверхні падкладкі лепшую трываласць і ўдарную глейкасць, робячы яе больш устойлівай да дэфармацыі.
У залежнасці ад уласнага вытворчага працэсу (напрыклад, метаду дэпарафінізацыі, хуткасці нагрэву, часу спякання, тэмпературы і напружання цэментацыі) вытворца інструментаў можа мець спецыяльныя патрабаванні да класа выкарыстоўванага парашка цвёрдасплаву. Некаторыя вытворцы інструментаў могуць спякаць нарыхтоўку ў вакуумнай печы, а іншыя могуць выкарыстоўваць печ для спякання з гарачым ізастатычным прэсаваннем (HIP) (якая стварае ціск у нарыхтоўцы бліжэй да канца тэхналагічнага цыклу для выдалення любых рэшткаў пор). Нарыхтоўкі, спякаваныя ў вакуумнай печы, таксама могуць патрабаваць дадатковага працэсу гарачага ізастатычнага прэсавання для павелічэння шчыльнасці нарыхтоўкі. Некаторыя вытворцы інструментаў могуць выкарыстоўваць больш высокія тэмпературы вакуумнага спякання для павелічэння шчыльнасці спечаных сумесяў з меншым утрыманнем кобальту, але такі падыход можа зрабіць іх мікраструктуру больш грубай. Каб падтрымліваць дробны памер зерня, можна выбраць парашкі з меншым памерам часціц карбіду вальфраму. Каб адпавядаць канкрэтнаму вытворчаму абсталяванню, умовы дэпарафінізацыі і напружанне цэментацыі таксама маюць розныя патрабаванні да ўтрымання вугляроду ў парашку цвёрдасплаву.
Класіфікацыя класаў
Змены ў спалучэнні розных тыпаў парашка карбіду вальфраму, складу сумесі і ўтрымання металічнага звязальнага рэчыва, тыпу і колькасці інгібітара росту зерня і г.д. складаюць разнастайнасць марак цвёрдага сплаву. Гэтыя параметры вызначаюць мікраструктуру цвёрдага сплаву і яго ўласцівасці. Некаторыя спецыфічныя камбінацыі ўласцівасцей сталі прыярытэтнымі для некаторых канкрэтных ужыванняў апрацоўкі, што робіць класіфікацыю розных марак цвёрдага сплаву мэтазгоднай.
Дзве найбольш распаўсюджаныя сістэмы класіфікацыі цвёрдых сплаваў для апрацоўкі - гэта сістэма абазначэнняў C і сістэма абазначэнняў ISO. Нягледзячы на тое, што ні адна з сістэм не адлюстроўвае ў поўнай меры ўласцівасці матэрыялу, якія ўплываюць на выбар марак цвёрдага сплаву, яны забяспечваюць адпраўную кропку для абмеркавання. Для кожнай класіфікацыі многія вытворцы маюць свае спецыяльныя маркі, што прыводзіць да шырокага выбару марак цвёрдых сплаваў.
Маркі карбідаў таксама можна класіфікаваць па складзе. Маркі карбіду вальфраму (WC) можна падзяліць на тры асноўныя тыпы: простыя, мікракрышталічныя і легаваныя. Сімплексныя маркі складаюцца ў асноўным з карбіду вальфраму і кобальтавых звязальных рэчываў, але могуць таксама ўтрымліваць невялікую колькасць інгібітараў росту зерняў. Мікракрышталічная марка складаецца з карбіду вальфраму і кобальтавага звязальнага рэчыва, да якога дададзены некалькі тысячных доляў карбіду ванадыя (VC) і (або) карбіду хрому (Cr3C2), а памер яе зерняў можа дасягаць 1 мкм або менш. Легіраваныя маркі складаюцца з карбіду вальфраму і кобальтавых звязальных рэчываў, якія змяшчаюць некалькі працэнтаў карбіду тытана (TiC), карбіду тантала (TaC) і карбіду ніёбія (NbC). Гэтыя дабаўкі таксама вядомыя як кубічныя карбіды з-за іх уласцівасцей спякання. Атрыманая мікраструктура мае неаднародную трохфазную структуру.
1) Простыя маркі цвёрдых сплаваў
Гэтыя маркі для рэзкі металу звычайна ўтрымліваюць ад 3% да 12% кобальту (па вазе). Дыяпазон памераў зерняў карбіду вальфраму звычайна складае ад 1 да 8 мкм. Як і ў выпадку з іншымі маркамі, памяншэнне памеру часціц карбіду вальфраму павялічвае яго цвёрдасць і папярочную трываласць на разрыў (TRS), але зніжае яго глейкасць. Цвёрдасць чыстага тыпу звычайна складае ад HRA89 да 93,5; папярочная трываласць на разрыў звычайна складае ад 175 да 350 ksi. Парашкі гэтых марак могуць утрымліваць вялікую колькасць перапрацаваных матэрыялаў.
Простыя класы можна падзяліць на C1-C4 у сістэме класаў C, а таксама класіфікаваць у адпаведнасці з серыямі класаў K, N, S і H у сістэме класаў ISO. Простыя класы з прамежкавымі ўласцівасцямі можна класіфікаваць як класы агульнага прызначэння (напрыклад, C2 або K20) і выкарыстоўваць для такарнай, фрэзернай, стругальнай і расточвальнай апрацоўкі; класы з меншым памерам зерня або меншым утрыманнем кобальту і большай цвёрдасцю можна класіфікаваць як класы для чыставой апрацоўкі (напрыклад, C4 або K01); класы з большым памерам зерня або больш высокім утрыманнем кобальту і лепшай глейкасцю можна класіфікаваць як класы для чарнавой апрацоўкі (напрыклад, C1 або K30).
Інструменты, вырабленыя з марак Simplex, могуць выкарыстоўвацца для апрацоўкі чыгуну, нержавеючай сталі серый 200 і 300, алюмінію і іншых каляровых металаў, суперсплаваў і загартаваных сталей. Гэтыя маркі таксама могуць выкарыстоўвацца ў апрацоўцы неметалічных матэрыялаў (напрыклад, у якасці інструментаў для горных парод і геалагічнага свідравання), і гэтыя маркі маюць дыяпазон памераў зерня 1,5-10 мкм (або больш) і ўтрыманне кобальту 6%-16%. Яшчэ адно прымяненне простых цвёрдасплаўных марак для апрацоўкі неметалічных матэрыялаў - гэта вытворчасць штампаў і пуансонаў. Гэтыя маркі звычайна маюць сярэдні памер зерня з утрыманнем кобальту 16%-30%.
(2) Мікракрышталічныя маркі цвёрдага сплаву
Такія маркі звычайна ўтрымліваюць 6%-15% кобальту. Падчас спякання ў вадкай фазе даданне карбіду ванадыя і/або карбіду хрому можа кантраляваць рост зерня, каб атрымаць дробназярністую структуру з памерам часціц менш за 1 мкм. Гэтая дробназярністая марка мае вельмі высокую цвёрдасць і папярочную трываласць на разрыў вышэй за 500 ksi. Спалучэнне высокай трываласці і дастатковай глейкасці дазваляе гэтым маркам выкарыстоўваць большы станоўчы кут нахілу, што зніжае сілы рэзання і стварае больш тонкую стружку за кошт рэзання, а не праціскання металічнага матэрыялу.
Дзякуючы строгай ідэнтыфікацыі якасці розных відаў сыравіны пры вытворчасці парашка цвёрдасплаву і строгаму кантролю ўмоў працэсу спякання для прадухілення ўтварэння анамальна буйных зерняў у мікраструктуры матэрыялу, можна атрымаць адпаведныя ўласцівасці матэрыялу. Каб захаваць памер зерняў малым і аднастайным, перапрацаваны парашок варта выкарыстоўваць толькі пры поўным кантролі сыравіны і працэсу аднаўлення, а таксама пры шырокім праверцы якасці.
Мікракрышталічныя маркі можна класіфікаваць у адпаведнасці з серыяй марак M у сістэме марак ISO. Акрамя таго, іншыя метады класіфікацыі ў сістэмах марак C і ISO такія ж, як і для чыстых марак. Мікракрышталічныя маркі можна выкарыстоўваць для вырабу інструментаў, якія рэжуць мяккія матэрыялы нарыхтоўкі, паколькі паверхня інструмента можа быць вельмі гладкай і можа падтрымліваць надзвычай востры рэжучы край.
Мікракрышталічныя маркі таксама можна выкарыстоўваць для апрацоўкі звышсплаваў на аснове нікеля, бо яны могуць вытрымліваць тэмпературу рэзання да 1200°C. Для апрацоўкі звышсплаваў і іншых спецыяльных матэрыялаў выкарыстанне інструментаў мікракрышталічных марак і інструментаў чыстага класа, якія змяшчаюць рутэній, можа адначасова палепшыць іх зносаўстойлівасць, устойлівасць да дэфармацыі і трываласць. Мікракрышталічныя маркі таксама падыходзяць для вырабу круцільных інструментаў, такіх як свердзелы, якія ствараюць напружанне зруху. Існуе свердзел, выраблены з кампазітных марак цвёрдасплаву. У пэўных частках аднаго і таго ж свердзела ўтрыманне кобальту ў матэрыяле змяняецца, так што цвёрдасць і трываласць свердзела аптымізуюцца ў адпаведнасці з патрэбамі апрацоўкі.
(3) Тып сплаву, маркі цвёрдага сплаву
Гэтыя маркі ў асноўным выкарыстоўваюцца для рэзкі сталёвых дэталяў, і ўтрыманне кобальту ў іх звычайна складае 5%-10%, а памер зерня вагаецца ад 0,8 да 2 мкм. Дадаючы 4%-25% карбіду тытана (TiC), можна паменшыць тэндэнцыю карбіду вальфраму (WC) дыфузіяваць да паверхні сталёвай стружкі. Трываласць інструмента, зносаўстойлівасць да кратэраў і цеплавыя ўдары можна палепшыць, дадаўшы да 25% карбіду тантала (TaC) і карбіду ніёбія (NbC). Даданне такіх кубічных карбідаў таксама павялічвае цвёрдасць інструмента ў чырвонай фазе, дапамагаючы пазбегнуць цеплавой дэфармацыі інструмента пры інтэнсіўным рэзанні або іншых аперацыях, дзе рэжучая абза будзе генераваць высокія тэмпературы. Акрамя таго, карбід тытана можа забяспечваць цэнтры зародкаўтварэння падчас спякання, паляпшаючы раўнамернасць размеркавання кубічнага карбіду ў апрацоўванай дэталі.
У цэлым, дыяпазон цвёрдасці сплаваў тыпу цвёрдага сплаву складае HRA91-94, а трываласць на папярочны разлом складае 150-300 ksi. У параўнанні з чыстымі маркамі, сплавы маюць дрэнную зносаўстойлівасць і меншую трываласць, але лепшую ўстойлівасць да адгезійнага зносу. Маркі сплаваў можна падзяліць на C5-C8 у сістэме марак C, а ў сістэме марак ISO — на серыі марак P і M. Маркі сплаваў з прамежкавымі ўласцівасцямі можна класіфікаваць як маркі агульнага прызначэння (напрыклад, C6 або P30) і выкарыстоўваць для тачэння, нарэзкі разьбы, стругання і фрэзеравання. Найбольш цвёрдыя маркі можна класіфікаваць як маркі для чыставой апрацоўкі (напрыклад, C8 і P01) для чыставога тачэння і расточвання. Гэтыя маркі звычайна маюць меншы памер зерня і меншае ўтрыманне кобальту для атрымання неабходнай цвёрдасці і зносаўстойлівасці. Аднак падобныя ўласцівасці матэрыялу можна атрымаць, дадаўшы больш кубічных карбідаў. Маркі з найвышэйшай глейкасцю можна класіфікаваць як маркі для чарнавой апрацоўкі (напрыклад, C5 або P50). Гэтыя маркі звычайна маюць сярэдні памер зерня і высокае ўтрыманне кобальту, з нізкім утрыманнем кубічных карбідаў для дасягнення патрэбнай трываласці шляхам стрымлівання росту расколін. Пры перарывістым тачэнні эфектыўнасць рэзання можна яшчэ больш палепшыць, выкарыстоўваючы вышэйзгаданыя маркі, багатыя кобальтам, з больш высокім утрыманнем кобальту на паверхні інструмента.
Маркі сплаваў з меншым утрыманнем карбіду тытана выкарыстоўваюцца для апрацоўкі нержавеючай сталі і каванага чыгуну, але могуць таксама выкарыстоўвацца для апрацоўкі каляровых металаў, такіх як суперсплавы на аснове нікеля. Памер зерня гэтых марак звычайна менш за 1 мкм, а ўтрыманне кобальту складае 8%-12%. Больш цвёрдыя маркі, такія як M10, можна выкарыстоўваць для тачэння каванага чыгуну; больш трывалыя маркі, такія як M40, можна выкарыстоўваць для фрэзеравання і стругання сталі, або для тачэння нержавеючай сталі або суперсплаваў.
Цвёрдасплаўленыя маркі сплаваў таксама могуць выкарыстоўвацца для рэзання неметалічных матэрыялаў, галоўным чынам для вырабу зносаўстойлівых дэталяў. Памер часціц гэтых марак звычайна складае 1,2-2 мкм, а ўтрыманне кобальту — 7%-10%. Пры вытворчасці гэтых марак звычайна дадаецца высокая доля перапрацаванай сыравіны, што прыводзіць да высокай эканамічнай эфектыўнасці пры вырабе зношваемых дэталяў. Зношвальныя дэталі патрабуюць добрай каразійнай устойлівасці і высокай цвёрдасці, чаго можна дасягнуць, дадаўшы нікель і карбід хрому пры вытворчасці гэтых марак.
Каб задаволіць тэхнічныя і эканамічныя патрабаванні вытворцаў інструментаў, ключавым элементам з'яўляецца парашок карбіду. Парашкі, распрацаваныя для абсталявання і параметраў працэсу вытворцаў інструментаў, забяспечваюць прадукцыйнасць гатовай дэталі і прывялі да стварэння сотняў марак карбіду. Перапрацоўваемы характар карбідных матэрыялаў і магчымасць працаваць непасрэдна з пастаўшчыкамі парашкоў дазваляюць вытворцам інструментаў эфектыўна кантраляваць якасць сваёй прадукцыі і выдаткі на матэрыялы.
Час публікацыі: 18 кастрычніка 2022 г.
