fRom surowiec do produkt finalny

Tungsten carbide, commonly referred to as “carbide”, is a common material in shops. This tungsten and carbon compound has completely changed the world of metal cutting in the past few decades, increasing speed and feed rate and prolonging tool life. Tungsten carbide was first studied as a tool material in 1925. Later, Ge set up a special department to produce tungsten carbide cutting tools. In the late 1930s, Philip M. McKenna, the founder of Kennametal, found that adding titanium compounds to the mixture could make tools work better at higher speeds. This began to move towards today’s lightning cutting speed.

“Cemented carbide”, the materials constituting tools and blades, are actually tungsten carbide particles along with other materials, which are cemented together with metal cobalt as binder.

Pocz?tek w ziemi

Istnieje kilka rud wolframu, które mo?na wydobywa?, rafinowa? na wolfram lub przerabia? na w?glik wolframu. Najbardziej znanym jest Wolframite. Ruda jest kruszona, podgrzewana i przetwarzana chemicznie na tlenek wolframu.

Nast?pnie drobny tlenek wolframu jest naw?glany w w?glik wolframu. W jednej metodzie tlenek wolframu miesza si? z grafitem (w?glem). Ogrzewanie mieszaniny do 1200?C（2200?F) Powy?ej zachodzi reakcja chemiczna maj?ca na celu usuni?cie tlenu z tlenku i po??czenie w?gla z wolframem w celu utworzenia w?glika wolframu.

Wielko?? ziarna okre?la w?a?ciwo?ci

Wielko?? cz?stek w?glika determinuje w?a?ciwo?ci mechaniczne produktu końcowego. Wielko?? cz?stek b?dzie zale?e? od wielko?ci cz?stek tlenku wolframu oraz czasu i temperatury obróbki mieszaniny tlenek/w?giel.

Cz?steczki w?glika wolframu to niewielka cz??? wielko?ci ziarna piasku. Mog? mie? wielko?? od pó? mikrona do 10 mikronów. Seria sit sortuje ró?ne rozmiary cz?stek: mniej ni? 1 mikron, 1,5 mikrona itp.

At this point, tungsten carbide is ready to be mixed into “grade powder”. In the tungsten carbide industry, people speak of grade rather than alloy, but they mean the same.

Tungsten carbide enters a mixing vessel together with other components of this grade. Powdered cobalt metal will act as a “glue” to bond the materials together. Other materials such as titanium carbide, tantalum carbide and niobium carbide are added to improve the properties of the material during cutting. Without these additives, when cutting ferrous materials, tungsten carbide tools may react chemically between the tool and workpiece debris, leaving pits in the tool, especially in high-speed cutting.

Wymieszaj to

Wszystkie te sk?adniki miesza si? z ciecz?, tak? jak alkohol lub heksan, i umieszcza w mieszalniku, cz?sto obracaj?cym si? b?bnie zwanym m?ynkiem kulowym. Oprócz sk?adników klasy dodaje si? kulki cementowe o ?rednicy od 1/4″ do 5/8″, aby wspomóc proces przylegania kobaltu do ziaren w?glika. M?yn kulowy mo?e mie? zaledwie pi?? cali ?rednicy i pi?? cali d?ugo?ci lub by? tak du?y, jak 55-galonowy b?ben.

Po zakończeniu mieszania p?yn nale?y usun??. Zwykle dzieje si? to w suszarce rozpy?owej, która wygl?da jak silos ze stali nierdzewnej. Oboj?tny gaz susz?cy, azot lub argon, jest wdmuchiwany od do?u do góry. Po usuni?ciu ca?ej cieczy pozosta?y suchy materia? to ?proszek klasy”, który wygl?da jak piasek.

W przypadku p?ytek skrawaj?cych proszek gatunku trafia do form w kszta?cie p?ytek, specjalnie zaprojektowanych, aby umo?liwi? skurcz, który nast?pi pó?niej w procesie. Proszek jest prasowany do form w procesie podobnym do formowania tabletek farmaceutycznych.

Spiekanie

Wypraski proszkowe s? podgrzewane do okre?lonej temperatury (temperatura spiekania) i dla utrzymania okre?lonego czasu, a nast?pnie sch?adzane, aby uzyska? wymagane w?a?ciwo?ci materia?ów, proces ten nazywamy spiekaniem. W procesie spiekania wi?zanie pomi?dzy cz?stkami realizowane jest poprzez ogrzewanie za pomoc? migracji atomowej. Po zwi?zaniu cz?stek wytrzyma?o?? spiekanej masy wzrasta, aw wi?kszo?ci przypadków zwi?ksza si? g?sto??.

Wk?ady po wyj?ciu z pieca i sch?odzeniu s? g?ste i twarde. Po kontroli jako?ci p?ytki s? zwykle szlifowane lub honowane w celu uzyskania prawid?owych wymiarów i kraw?dzi skrawaj?cej. Typowe jest honowanie do promienia 0,001 cala, chocia? niektóre cz??ci uzyskuj? promień kraw?dzi skrawaj?cej równy pó? tysi?cznej lub nawet 0,002 cala, a niektóre pozostaj? ??miertelnie ostre”, poniewa? s? spiekane.

Niektóre typy i konstrukcje wk?adek wychodz? z pieca spiekalniczego w ostatecznym kszta?cie i zgodnie ze specyfikacj?, z odpowiedni? kraw?dzi? i nie wymagaj? szlifowania ani innych operacji.

Proces wytwarzania pó?fabrykatów do narz?dzi pe?now?glikowych jest bardzo podobny. Proszek gatunku jest prasowany w celu nadania mu kszta?tu, a nast?pnie spiekany. Pó?fabrykat lub pó?fabrykat mo?na pó?niej zmieli? na wymiar przed wysy?k? do klienta, który uformuje go przez szlifowanie lub ewentualnie EDM.

Wk?adki oprawione do wi?kszo?ci zastosowań nie?elaznych mog? by? gotowe do zapakowania i wysy?ki w tym momencie. Te przeznaczone do ci?cia metali ?elaznych, stopów wysokotemperaturowych lub tytanu b?d? musia?y zosta? pokryte.

doowsianka opu?? scen?!

Aby przed?u?y? ?ywotno?? narz?dzia w trudnych warunkach skrawania, opracowano wiele rodzajów i kombinacji pow?ok. Mo?na je aplikowa? na dwa sposoby: metod? chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) lub fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD). Oba typy s? stosowane w piecach.

Osadzanie chemiczne z fazy gazowej

W przypadku CVD pow?oka ma zwykle grubo?? 5-20 mikronów. Tarcze do frezowania i wiercenia zazwyczaj osi?gaj? twardo?? 5-8 mikronów, poniewa? te operacje wymagaj? lepszego wykończenia powierzchni i wi?kszego uderzenia, dlatego wymagana jest wi?ksza udarno?? kraw?dzi. W zastosowaniach tokarskich pow?oka cz?sto mie?ci si? w zakresie 8-20 mikronów. Podczas pokonywania zakr?tów upa? i zu?ycie s? cz?sto bardziej niepokoj?ce.

Wi?kszo?? pow?ok CVD sk?ada si? z wielu warstw, zwykle trzech warstw.

Each company has its own coating “formula”. This is a typical scheme, which consists of three layers.

? warstwa w?glika tytanu o twardo?ci i odporno?ci na ?cieranie

? warstwa tlenku glinu, która zachowuje twardo?? w wysokiej temperaturze i ma bardzo stabilne w?a?ciwo?ci chemiczne

? warstwa azotku tytanu zapobiegaj?ca gromadzeniu si? metalu spowodowanemu przez fragmenty obrabianego przedmiotu przyspawane do narz?dzia. Pow?oka ta jest z?ocista i ?atwo mo?na zaobserwowa? zu?ycie kraw?dzi. W celu na?o?enia pow?oki CVD cz??ci s? umieszczane na paletach i uszczelniane w piecu. Piec zosta? ewakuowany.

Fizyczne osadzanie oparów

Pow?oka PVD ma zwykle grubo?? oko?o 2-4 mikronów. Ró?ni producenci stosuj? ró?ne warstwy. Te pow?oki PVD s? bardzo odpowiednie do ci?cia materia?ów na bazie niklu, kobaltu lub tytanu w wysokiej temperaturze, a czasami stali i stali nierdzewnej.

W?gloazotek tytanu, azotek tytanu i azotek tytanowo-glinowy s? szeroko stosowane jako pow?oki PVD. Ta ostatnia jest najtwardsz? pow?ok? PVD o najwy?szej stabilno?ci chemicznej.

Wk?ady montowane s? na ramie tak, aby by?y od siebie odseparowane. Ka?dy stojak obraca si? i ca?y zespó? stojaka obraca si? w piecu tak, ?e ka?da powierzchnia wk?adki jest wystawiona na proces osadzania. Piec zosta? opró?niony.

Do wtyczki jest przyk?adany silny ?adunek ujemny. Zamontuj kawa?ek tytanu lub tytanu i aluminium na ?cianie lub pod?odze pieca. Metale odparowuj? przez ?uk lub wi?zk? elektronów, uwalniaj?c dodatnio na?adowane jony metali. Jony te s? przyci?gane przez ujemnie na?adowane wstawki. Azot i metan s? dodawane odpowiednio w celu uzyskania ró?nego rodzaju pow?ok.

Po wyj?ciu wk?adu z pieca mo?na go ponownie zmieli? lub zapakowa? i bezpo?rednio wys?a?.

Stale ulepszaj?c konstrukcj? narz?dzi z w?glika wolframu i rozwijaj?c coraz lepsz? technologi? powlekania, producenci narz?dzi radz? sobie z presj? zwi?kszania szybko?ci posuwu i pr?dko?ci, a tak?e z potrzeb? przed?u?enia ?ywotno?ci narz?dzia i obni?enia kosztów.