Карбід - гэта 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 сувязі. У цяперашні час існуюць сотні цэментаваных карбідаў на аснове WC з розным складам, большасць з якіх выкарыстоўвае кобальт (Co) у якасці злучнага рэчыва, нікель (Ni) і хром (Cr) таксама з'яўляюцца звычайна выкарыстоўванымі звязальнымі элементамі, а таксама могуць быць дададзены іншыя . некаторыя легіруючыя элементы. Чаму так шмат марак карбіду? Як вытворцы інструментаў выбіраюць правільны інструментальны матэрыял для канкрэтнай аперацыі рэзкі? 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 унікальныя перавагі як у цвёрдасці, так і ў трываласці. Карбід вальфраму (WC) па сваёй сутнасці вельмі цвёрды (больш, чым карунд або аксід алюмінію), і яго цвёрдасць рэдка памяншаецца з павышэннем працоўнай тэмпературы. Аднак яму не хапае дастатковай трываласці, важнай уласцівасці для рэжучых інструментаў. Для таго, каб скарыстацца перавагамі высокай цвёрдасці карбіду вальфраму і палепшыць яго трываласць, людзі выкарыстоўваюць металічныя сувязі для злучэння карбіду вальфраму, так што гэты матэрыял мае цвёрдасць значна перавышае цвёрдасць хуткарэзнай сталі, і ў той жа час ён здольны вытрымліваць большасць парэзаў. аперацыі. сіла рэзання. Акрамя таго, ён можа вытрымліваць высокія тэмпературы рэзкі, выкліканыя высакахуткаснай апрацоўкай.
Сёння практычна ўсе нажы і ўстаўкі WC-Co маюць пакрыццё, таму роля матэрыялу-асновы здаецца менш важнай. Але насамрэч менавіта высокі модуль пругкасці матэрыялу WC-Co (паказчык калянасці, прыкладна ў тры разы большы, чым у хуткарэзнай сталі пры пакаёвай тэмпературы), які забяспечвае недэфармаваную падкладку для пакрыцця. Матрыца WC-Co таксама забяспечвае неабходную трываласць. Гэтыя ўласцівасці з'яўляюцца асноўнымі ўласцівасцямі матэрыялаў WC-Co, але ўласцівасці матэрыялу таксама можна наладзіць, рэгулюючы склад і мікраструктуру матэрыялу пры вытворчасці парашкоў з цэментаванага карбіду. Такім чынам, прыдатнасць прадукцыйнасці інструмента для канкрэтнай апрацоўкі ў значнай ступені залежыць ад пачатковага працэсу фрэзеравання.
Працэс фрэзеравання
Парашок карбіду вальфраму атрымліваюць шляхам цементации парашка вальфраму (W). Характарыстыкі парашка карбіду вальфраму (асабліва яго памер часціц) у асноўным залежаць ад памеру часціц сыравіны парашка вальфраму, а таксама ад тэмпературы і часу науглероживания. Хімічны кантроль таксама мае вырашальнае значэнне, а ўтрыманне вугляроду павінна падтрымлівацца пастаянным (блізкім да стэхіаметрычнага значэння 6,13% па масе). Невялікая колькасць ванадыя і/або хрому можа быць дададзена перад апрацоўкай науглероживанием, каб кантраляваць памер часціц парашка ў наступных працэсах. Розныя ўмовы наступнага працэсу і розныя канчатковыя спосабы апрацоўкі патрабуюць пэўнага спалучэння памеру часціц карбіду вальфраму, утрымання вугляроду, утрымання ванадыя і ўтрымання хрому, з дапамогай якіх можна вырабляць розныя парашкі карбіду вальфраму. Напрыклад, ATI Alldyne, вытворца парашка карбіду вальфраму, вырабляе 23 стандартныя гатункі парашка карбіду вальфраму, а разнавіднасці парашка карбіду вальфраму, наладжаныя ў адпаведнасці з патрабаваннямі карыстальніка, могуць дасягаць больш чым у 5 разоў больш стандартных гатункаў парашка карбіду вальфраму.
Пры змешванні і драбненні парашка карбіду вальфраму і металічнай сувязі для атрымання пэўнага гатунку парашка карбіду цэменту можна выкарыстоўваць розныя камбінацыі. Часцей за ўсё выкарыстоўваецца ўтрыманне кобальту ад 3% да 25% (масавыя суадносіны), а ў выпадку неабходнасці павышэння каразійнай стойкасці інструмента неабходна дадаць нікель і хром. Акрамя таго, металічная сувязь можа быць дадаткова палепшана шляхам дадання іншых кампанентаў сплаву. Напрыклад, даданне рутэнія ў цвёрды сплав WC-Co можа значна палепшыць яго трываласць без зніжэння цвёрдасці. Павелічэнне ўтрымання звязальнага можа таксама палепшыць трываласць цэментаванага карбіду, але гэта прывядзе да зніжэння яго цвёрдасці.
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 у працэсе растварэння і паўторнага асаджэння. У рэальным працэсе спякання, каб утварыць цалкам шчыльны матэрыял, металічная сувязь становіцца вадкай (так званая вадкасная фаза спякання). 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 танталу (TaC) і карбід ніёбію (NbC). Гэтыя карбіды металаў звычайна дадаюць, калі парашок карбіду вальфраму змешваюць і здрабняюць з металічнай сувяззю, хоць карбід ванадыя і карбід хрому таксама могуць утварацца, калі парашок карбіду вальфраму науглероживается.
Парашок карбіду вальфраму таксама можа быць выраблены з выкарыстаннем перапрацаваных адходаў цвёрдасплаўных матэрыялаў. Перапрацоўка і паўторнае выкарыстанне цвёрдасплаўнага лому мае доўгую гісторыю ў прамысловасці цэментаванага карбіду і з'яўляецца важнай часткай усёй эканамічнай ланцужкі галіны, дапамагаючы знізіць выдаткі на матэрыялы, зэканоміць прыродныя рэсурсы і пазбегнуць адходаў. Шкодная ўтылізацыя. Лом цвёрдасплаўнага сплаву звычайна можа быць паўторна выкарыстаны ў працэсе APT (паравольфрамат амонія), працэсе аднаўлення цынку або шляхам драбнення. Гэтыя «перапрацаваныя» парашкі карбіду вальфраму звычайна маюць лепшае, прадказальнае ўшчыльненне, таму што яны маюць меншую плошчу паверхні, чым парашкі карбіду вальфраму, вырабленыя непасрэдна ў працэсе науглероживания вальфраму.
Умовы апрацоўкі змешанага драбнення парашка карбіду вальфраму і металічнай сувязі таксама з'яўляюцца важнымі параметрамі працэсу. Дзве найбольш часта выкарыстоўваюцца методыкі фрэзеравання - шаравая і мікрафрэзерная. Абодва працэсы забяспечваюць раўнамернае змешванне здробненых парашкоў і памяншэнне памеру часціц. Для таго, каб пазней прэсаваная нарыхтоўка мела дастатковую трываласць, падтрымлівала форму нарыхтоўкі і дазваляла аператару або маніпулятару падняць нарыхтоўку для працы, звычайна падчас шліфавання неабходна дадаць арганічнае звязальнае. Хімічны склад гэтай сувязі можа ўплываць на шчыльнасць і трываласць прэсаванай нарыхтоўкі. Каб палегчыць апрацоўку, пажадана дадаваць высокатрывалыя звязальныя рэчывы, але гэта прыводзіць да меншай шчыльнасці ўшчыльнення і можа ўтвараць камякі, якія могуць выклікаць дэфекты ў канчатковым прадукце.
Пасля памолу парашок звычайна сушаць распыленнем для атрымання сыпкіх агламератаў, якія ўтрымліваюцца разам арганічнымі злучнымі. Рэгулюючы склад арганічнага злучнага, цякучасць і шчыльнасць зарада гэтых агламератаў можна наладзіць па жаданні. Адсейваючы больш грубыя або больш дробныя часціцы, размеркаванне часціц агламерату па памеры можа быць дадаткова адаптавана для забеспячэння добрай цякучасці пры загрузцы ў паражніну формы.
Выраб дэталяў
Нарыхтоўкі з цвёрдага сплаву можна фармаваць рознымі метадамі. У залежнасці ад памеру загатоўкі, узроўню складанасці формы і вытворчай партыі большасць рэжучых пласцін фармуюцца з выкарыстаннем цвёрдых штампаў верхняга і ніжняга ціску. Для падтрымання сталасці вагі і памеру нарыхтоўкі падчас кожнага прэсавання неабходна сачыць за тым, каб колькасць парашка (маса і аб'ём), які паступае ў паражніну, было аднолькавым. Цякучасць парашка ў асноўным кантралюецца размеркаваннем агламератаў па памерах і ўласцівасцямі арганічнага злучнага. Фармованыя загатоўкі (або «нарыхтоўкі») фармуюцца шляхам прымянення ціску фармавання 10-80 ksi (кілафунтаў на квадратны фут) да парашка, загружанага ў паражніну формы.
Нават пры вельмі высокім ціску фармавання цвёрдыя часціцы карбіду вальфраму не дэфармуюцца і не разбураюцца, але арганічнае злучнае ўціскаецца ў прамежкі паміж часціцамі карбіду вальфраму, тым самым фіксуючы становішча часціц. Чым вышэй ціск, тым мацней склейванне часціц карбіду вальфраму і больш шчыльнасць ушчыльнення нарыхтоўкі. Фармовачныя ўласцівасці марак парашка цвёрдага сплаву могуць вар'іравацца ў залежнасці ад утрымання металічнага звязальнага, памеру і формы часціц карбіду вальфраму, ступені агламерацыі, а таксама складу і дадання арганічнага звязальнага. Каб атрымаць колькасную інфармацыю пра ўласцівасці ўшчыльнення гатункаў парашкоў з цвёрдага сплаву, залежнасць паміж шчыльнасцю фармавання і ціскам фармавання звычайна распрацоўваецца і ствараецца вытворцам парашка. Гэтая інфармацыя гарантуе, што парашок, які пастаўляецца, сумяшчальны з працэсам фармоўкі вытворцы інструмента.
Вялікія памеры цвёрдасплаўных нарыхтовак або цвёрдасплаўных нарыхтовак з высокім каэфіцыентам бакоў (напрыклад, хваставік для кантавых фрэз і свердзелаў) звычайна вырабляюцца з раўнамерна прэсаваных гатункаў цвёрдасплаўнага парашка ў гнуткім пакеце. Хоць вытворчы цыкл метаду збалансаванага прэсавання больш працяглы, чым метаду фармавання, кошт вырабу інструмента ніжэй, таму гэты метад больш падыходзіць для дробнасерыйнай вытворчасці.
Гэты метад заключаецца ў тым, каб пакласці парашок у мяшок і зачыніць рот мяшка, а затым змясціць пакет, поўны парашка, у камеру і прымяніць ціск 30-60 фунтаў на квадратны дюйм праз гідраўлічнае прылада для прэсавання. Прэсаваныя нарыхтоўкі часта апрацоўваюцца да пэўнай геаметрыі перад спяканнем. Памер мяшка павялічаны, каб улічыць ўсаджванне нарыхтоўкі падчас ушчыльнення і забяспечыць дастатковы запас для аперацый шліфавання. Так як нарыхтоўку неабходна апрацоўваць пасля прэсавання, патрабаванні да кансістэнцыі засыпкі не такія строгія, як пры спосабе фармавання, але ўсё ж пажадана сачыць за тым, каб кожны раз у мяшок загружалася аднолькавая колькасць парашка. Калі шчыльнасць зарадкі парашка занадта малая, гэта можа прывесці да недастатковай колькасці парашка ў пакеце, што прывядзе да таго, што нарыхтоўка стане занадта маленькай і яе трэба будзе здаць на металалом. Калі шчыльнасць загрузкі парашка занадта высокая, а парашка, загружанага ў мяшок, занадта шмат, нарыхтоўку неабходна апрацаваць, каб выдаліць больш парашка пасля яе прэсавання. Нягледзячы на тое, што выдалены лішак парашка і адабраныя нарыхтоўкі можна перапрацаваць, гэта зніжае прадукцыйнасць.
Цвёрдасплаўныя нарыхтоўкі таксама можна фармаваць з дапамогай экструзійных або ін'екцыйных штампаў. Працэс экструзійнага ліцця больш падыходзіць для масавай вытворчасці нарыхтовак восесіметрычнай формы, у той час як працэс ліцця пад ціскам звычайна выкарыстоўваецца для масавай вытворчасці нарыхтовак складанай формы. У абодвух працэсах фармавання гатункі парашка цвёрдага сплаву суспендируются ў арганічным звязальным рэчыве, якое надае сумесі цвёрдага сплаву кансістэнцыю, падобную на зубную пасту. Затым злучэнне альбо экструдуецца праз адтуліну, альбо ўводзіцца ў паражніну для фарміравання. Характарыстыкі гатунку парашка цвёрдага сплаву вызначаюць аптымальныя суадносіны парашка і злучнага рэчыва ў сумесі і аказваюць важны ўплыў на цякучасць сумесі праз экструзійнае адтуліну або ўпырскванне ў паражніну.
Пасля фарміравання нарыхтоўкі шляхам фармавання, ізастатычнага прэсавання, экструзіі або ліцця пад ціскам арганічнае звязальнае неабходна выдаліць з нарыхтоўкі перад канчатковым этапам спякання. Спяканне выдаляе сітаватасць нарыхтоўкі, робячы яе цалкам (або ў значнай ступені) шчыльнай. Падчас спякання металічная сувязь у прэс-фармаванай нарыхтоўцы становіцца вадкай, але нарыхтоўка захоўвае сваю форму пад сумесным дзеяннем капілярных сіл і сувязі часціц.
Пасля спякання геаметрыя нарыхтоўкі застаецца ранейшай, але памеры памяншаюцца. Для атрымання неабходнага памеру нарыхтоўкі пасля спякання пры распрацоўцы інструмента неабходна ўлічваць хуткасць ўсаджвання. Гатунак цвёрдасплаўнага парашка, які выкарыстоўваецца для вырабу кожнага інструмента, павінен мець правільную ўсаджванне пры ўшчыльненні пад адпаведным ціскам.
Практычна ва ўсіх выпадках патрабуецца апрацоўка спеченной нарыхтоўкі пасля спекання. Самая асноўная апрацоўка рэжучых інструментаў - гэта завострыванне рэжучай абзы. Многія інструменты пасля спякання патрабуюць шліфоўкі іх геаметрыі і памераў. Некаторыя інструменты патрабуюць верхняй і ніжняй шліфоўкі; іншыя патрабуюць перыферыйнай шліфоўкі (з або без завострывання рэжучай абзы). Усю цвёрдасплаўную дробку ад шліфавання можна перапрацаваць.
Пакрыццё нарыхтоўкі
У многіх выпадках на гатовую нарыхтоўку неабходна нанесці пакрыццё. Пакрыццё забяспечвае змазачныя здольнасці і павышаную цвёрдасць, а таксама дыфузійны бар'ер для падкладкі, прадухіляючы акісленне пры ўздзеянні высокіх тэмператур. Цвёрдасплаўная падкладка мае вырашальнае значэнне для прадукцыйнасці пакрыцця. У дадатак да адаптацыі асноўных уласцівасцей матрычнага парашка, павярхоўныя ўласцівасці матрыцы таксама могуць быць адаптаваны шляхам хімічнага выбару і змены метаду спякання. Дзякуючы міграцыі кобальту, больш кобальту можа быць узбагачаны ў самым вонкавым пласце паверхні ляза ў межах таўшчыні 20-30 мкм адносна астатняй часткі нарыхтоўкі, тым самым надаючы паверхні падкладкі лепшую трываласць і трываласць, робячы яе больш ўстойлівы да дэфармацыі.
У залежнасці ад уласнага вытворчага працэсу (напрыклад, метаду дэпарафінізацыі, хуткасці нагрэву, часу спякання, тэмпературы і напружання науглероживания) вытворца інструмента можа прад'яўляць некаторыя спецыяльныя патрабаванні да маркі выкарыстоўванага парашка цэментаванага карбіду. Некаторыя вытворцы інструментаў могуць спякаць нарыхтоўку ў вакуумнай печы, у той час як іншыя могуць выкарыстоўваць печ для спякання з гарачым ізастатычным прэсаваннем (HIP) (якая стварае ціск на нарыхтоўку ў канцы тэхналагічнага цыкла, каб выдаліць любыя рэшткі) пор). Нарыхтоўкі, спечаныя ў вакуумнай печы, можа таксама спатрэбіцца падвергнуць гарачаму ізастатычнаму прэсаванню з дапамогай дадатковага працэсу, каб павялічыць шчыльнасць нарыхтоўкі. Некаторыя вытворцы інструментаў могуць выкарыстоўваць больш высокія тэмпературы спякання ў вакууме для павышэння шчыльнасці спечаных сумесяў з меншым утрыманнем кобальту, але такі падыход можа агрубець іх мікраструктуру. Для падтрымання дробнага памеру зярністасці можна выбраць парашкі з меншым памерам часціц карбіду вальфраму. Каб адпавядаць канкрэтнаму вытворчаму абсталяванню, умовы дэпарафінізацыі і напружанне науглероживания таксама маюць розныя патрабаванні да ўтрымання вугляроду ў парашку карбіду.
Класіфікацыя гатункаў
Камбінаваныя змены розных тыпаў парашка карбіду вальфраму, складу сумесі і ўтрымання металічнага злучнага, тыпу і колькасці інгібітара росту збожжа і г.д. складаюць разнастайныя маркі карбіду вальфраму. Гэтыя параметры будуць вызначаць мікраструктуру карбіду і яго ўласцівасці. Некаторыя спецыфічныя камбінацыі ўласцівасцей сталі прыярытэтнымі для некаторых канкрэтных прыкладанняў апрацоўкі, што робіць сэнсам класіфікаваць розныя маркі цэментаванага карбіду.
Дзве найбольш часта выкарыстоўваюцца сістэмы класіфікацыі цвёрдых сплаваў для апрацоўкі - гэта сістэма абазначэння C і сістэма абазначэння ISO. Нягледзячы на тое, што ні адна з сістэм не адлюстроўвае ў поўнай меры ўласцівасці матэрыялаў, якія ўплываюць на выбар марак цэментаванага карбіду, яны з'яўляюцца адпраўной кропкай для абмеркавання. Для кожнай класіфікацыі многія вытворцы маюць свае спецыяльныя маркі, што прыводзіць да шырокага выбару марак карбіду.
Маркі цвёрдых сплаваў таксама можна класіфікаваць па складзе. Маркі карбіду вальфраму (WC) можна падзяліць на тры асноўных тыпу: простыя, микрокристаллические і легаваныя. Сімплексныя маркі складаюцца ў асноўным з карбіду вальфраму і кобальту, але могуць таксама ўтрымліваць невялікую колькасць інгібітараў росту зерня. Мікракрышталічны клас складаецца з карбіду вальфраму і кобальту злучнага з некалькімі тысячнымі долямі карбіду ванадыя (VC) і (або) карбіду хрому (Cr3C2), а яго памер збожжа можа дасягаць 1 мкм або менш. Маркі сплаваў складаюцца з карбіду вальфраму і кобальту, якія змяшчаюць некалькі працэнтаў карбіду тытана (TiC), карбіду танталу (TaC) і карбіду ніёбію (NbC). Гэтыя дадаткі таксама вядомыя як кубічныя карбіды з-за іх уласцівасцей спякання. Атрыманая мікраструктура дэманструе неаднародную трохфазную структуру.
1) Простыя маркі цвёрдых сплаваў
Гэтыя маркі для рэзкі металу звычайна ўтрымліваюць ад 3% да 12% кобальту (па масе). Дыяпазон памераў зерняў карбіду вальфраму звычайна складае ад 1-8 мкм. Як і ў выпадку з іншымі маркамі, памяншэнне памеру часціц карбіду вальфраму павялічвае яго цвёрдасць і трываласць на папярочны разрыў (TRS), але зніжае яго трываласць. Цвёрдасць чыстага тыпу звычайна складае ад HRA89-93,5; трываласць на папярочны разрыў звычайна паміж 175-350ksi. Парашкі гэтых гатункаў могуць утрымліваць вялікую колькасць перапрацаваных матэрыялаў.
Ацэнкі простага тыпу можна падзяліць на C1-C4 у сістэме адзнак C і класіфікаваць у адпаведнасці з серыямі адзнак K, N, S і H у сістэме адзнак ISO. Сімплексныя маркі з прамежкавымі ўласцівасцямі могуць быць класіфікаваны як маркі агульнага прызначэння (напрыклад, C2 або K20) і могуць выкарыстоўвацца для такарнай, фрэзернай, габлёўкі і расточвання; гатункі з меншым памерам зярністасці або меншым утрыманнем кобальту і большай цвёрдасцю могуць быць класіфікаваны як аздабленне (напрыклад, C4 або K01); гатункі з вялікім памерам зярністасці або больш высокім утрыманнем кобальту і лепшай трываласцю можна класіфікаваць як гатункі чарнавой апрацоўкі (напрыклад, C1 або K30).
Інструменты марак Simplex можна выкарыстоўваць для апрацоўкі чыгуну, нержавеючай сталі серыі 200 і 300, алюмінія і іншых каляровых металаў, суперсплавов і загартаванай сталі. Гэтыя гатункі таксама можна выкарыстоўваць для рэзкі неметалаў (напрыклад, у якасці інструментаў для бурэння горных парод і геалагічных свідравін), і гэтыя гатункі маюць дыяпазон памеру зерня 1,5-10 мкм (або больш) і ўтрыманне кобальту 6%-16%. Яшчэ адно прымяненне простых цвёрдых сплаваў для рэзкі неметаллаў - гэта выраб плашчакоў і штампоў. Гэтыя маркі звычайна маюць сярэдні памер збожжа з утрыманнем кобальту 16%-30%.
(2) Маркі мікракрышталічнага цэментаванага карбіду
Такія маркі звычайна ўтрымліваюць 6%-15% кобальту. Падчас спякання ў вадкай фазе даданне карбіду ванадыя і/або карбіду хрому можа кантраляваць рост збожжа для атрымання дробназярністай структуры з памерам часціц менш за 1 мкм. Гэты дробназярністы гатунак мае вельмі высокую цвёрдасць і трываласць на папярочны разрыў больш за 500 фунтаў на квадратны дюйм. Спалучэнне высокай трываласці і дастатковай трываласці дазваляе гэтым маркам выкарыстоўваць большы дадатны перадухільны вугал, што памяншае сілы рэзання і стварае больш тонкую стружку, разразаючы, а не штурхаючы металічны матэрыял.
Дзякуючы строгай ідэнтыфікацыі якасці рознай сыравіны пры вытворчасці гатункаў парашка цвёрдага сплаву і строгаму кантролю ўмоў працэсу спякання для прадухілення адукацыі анамальна буйных зерняў у мікраструктуры матэрыялу можна атрымаць адпаведныя ўласцівасці матэрыялу. Каб памер збожжа быў невялікім і аднастайным, перапрацаваны парашок з другаснай сыравіны варта выкарыстоўваць толькі пры поўным кантролі над сыравінай і працэсам аднаўлення, а таксама пры шырокім тэставанні якасці.
Мікракрышталічныя маркі могуць быць класіфікаваны ў адпаведнасці з серыяй маркі М у сістэме марак ISO. Акрамя таго, іншыя метады класіфікацыі ў сістэме адзнак C і сістэме адзнак ISO такія ж, як і ў чыстых адзнаках. Мікракрышталічныя гатункі могуць быць выкарыстаны для вырабу інструментаў, якія рэжуць больш мяккія матэрыялы нарыхтовак, таму што паверхня інструмента можа быць апрацавана вельмі гладкай і можа падтрымліваць надзвычай востры рэжучы край.
Мікракрышталічныя гатункі таксама можна выкарыстоўваць для апрацоўкі суперсплаваў на аснове нікеля, паколькі яны вытрымліваюць тэмпературу рэзкі да 1200°C. Для апрацоўкі звышсплаваў і іншых спецыяльных матэрыялаў выкарыстанне мікракрышталічных інструментаў і чыстых інструментаў, якія змяшчаюць рутэній, можа адначасова палепшыць іх зносаўстойлівасць, устойлівасць да дэфармацыі і трываласць. Мікракрышталічныя маркі таксама падыходзяць для вырабу верціцца інструментаў, такіх як свердзела, якія ствараюць напружанне зруху. Ёсць свердзел з кампазітных гатункаў цвёрдага сплаву. У пэўных частках аднаго і таго ж свердзела ўтрыманне кобальту ў матэрыяле вар'іруецца, так што цвёрдасць і трываласць свердзела аптымізуецца ў адпаведнасці з патрэбамі апрацоўкі.
(3) Цвёрды сплав тыпу сплаву
Гэтыя гатункі ў асноўным выкарыстоўваюцца для рэзкі сталёвых дэталяў, і іх утрыманне кобальту звычайна складае 5%-10%, а памер збожжа вагаецца ад 0,8-2 мкм. Пры даданні 4%-25% карбіду тытана (TiC) можна паменшыць схільнасць карбіду вальфраму (WC) да дыфузіі на паверхню сталёвай дробкі. Трываласць інструмента, устойлівасць да кратэрнага зносу і ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару можна палепшыць, дадаўшы да 25% карбіду тантала (TaC) і карбіду ніёбія (NbC). Даданне такіх кубічных карбідаў таксама павялічвае цвёрдасць інструмента ў чырвоным колеры, дапамагаючы пазбегнуць цеплавой дэфармацыі інструмента пры цяжкім рэзанні або іншых аперацыях, дзе рэжучая абза стварае высокія тэмпературы. Акрамя таго, карбід тытана можа ствараць месцы зараджэння ў працэсе спякання, паляпшаючы раўнамернасць размеркавання кубічнага карбіду ў нарыхтоўцы.
Наогул кажучы, дыяпазон цвёрдасці марак цвёрдасплаўнага сплаву складае HRA91-94, а трываласць на папярочны разрыў складае 150-300 psi. У параўнанні з чыстымі маркамі, маркі сплаваў маюць дрэнную зносаўстойлівасць і меншую трываласць, але маюць лепшую ўстойлівасць да адгезійнага зносу. Маркі сплаваў можна падзяліць на C5-C8 у сістэме марак C і класіфікаваць у адпаведнасці з серыямі марак P і M у сістэме марак ISO. Маркі сплаваў з прамежкавымі ўласцівасцямі могуць быць класіфікаваны як маркі агульнага прызначэння (напрыклад, C6 або P30) і могуць выкарыстоўвацца для такарнай апрацоўкі, наразання рэзчыкаў, стругання і фрэзеравання. Самыя цвёрдыя маркі можна класіфікаваць як фінішныя (напрыклад, C8 і P01) для фінішнай такарнай апрацоўкі і расточвання. Гэтыя гатункі звычайна маюць меншы памер збожжа і меншае ўтрыманне кобальту для атрымання неабходнай цвёрдасці і зносаўстойлівасці. Аднак падобныя ўласцівасці матэрыялу можна атрымаць, дадаўшы больш кубічных карбідаў. Маркі з самай высокай трываласцю можна класіфікаваць як маркі для чарнавой апрацоўкі (напрыклад, C5 або P50). Гэтыя гатункі звычайна маюць сярэдні памер зярністасці і высокае ўтрыманне кобальту з нізкім утрыманнем кубічных карбідаў для дасягнення жаданай трываласці за кошт інгібіравання росту расколін. У перарывістых такарных аперацыях прадукцыйнасць рэзання можа быць дадаткова палепшана за кошт выкарыстання вышэйзгаданых багатых кобальтам марак з больш высокім утрыманнем кобальту на паверхні інструмента.
Маркі сплаваў з меншым утрыманнем карбіду тытана выкарыстоўваюцца для апрацоўкі нержавеючай сталі і каванага чыгуну, але таксама могуць выкарыстоўвацца для апрацоўкі каляровых металаў, такіх як суперсплавы на аснове нікеля. Памер збожжа гэтых гатункаў звычайна менш за 1 мкм, а ўтрыманне кобальту складае 8%-12%. Для апрацоўкі каванага чыгуну можна выкарыстоўваць больш цвёрдыя маркі, такія як М10; больш цвёрдыя маркі, такія як M40, можна выкарыстоўваць для фрэзеравання і стругання сталі або для апрацоўкі нержавеючай сталі або суперсплавов.
Цвёрдасплаўныя маркі сплаву таксама можна выкарыстоўваць для рэзкі неметаллаў, у асноўным для вырабу зносастойкіх дэталяў. Памер часціц гэтых марак звычайна складае 1,2-2 мкм, а ўтрыманне кобальту складае 7-10%. Пры вытворчасці гэтых гатункаў звычайна дадаецца высокі працэнт перапрацаванай сыравіны, што прыводзіць да высокай эканамічнай эфектыўнасці прымянення зношваемых частак. Дэталі, якія зношваюцца, патрабуюць добрай каразійнай устойлівасці і высокай цвёрдасці, якія могуць быць атрыманы шляхам дадання нікеля і карбіду хрому пры вытворчасці гэтых марак.
Для задавальнення тэхнічных і эканамічных патрабаванняў вытворцаў інструмента ключавым элементам з'яўляецца цвёрдасплаўны парашок. Парашкі, прызначаныя для апрацоўчага абсталявання вытворцаў інструментаў, і параметры працэсу забяспечваюць прадукцыйнасць гатовай нарыхтоўкі і прывялі да стварэння сотняў марак цвёрдых сплаваў. Перапрацоўка цвёрдасплаўных матэрыялаў і магчымасць працаваць непасрэдна з пастаўшчыкамі парашка дазваляюць вытворцам інструментаў эфектыўна кантраляваць якасць прадукцыі і выдаткі на матэрыялы.
Час публікацыі: 18 кастрычніка 2022 г
