Ghid pentru lame din carbură de tungsten: clase, tipuri și cum să o alegeți pe cea potrivită

Întrebați cinci persoane ce a lamă din carbură de tungsten este și probabil vei primi cinci răspunsuri diferite. Într-un atelier de mașini, expresia indică de obicei o inserție indexabilă prinsă într-un suport de strunjire sau frezare. Într-o instalație de transformare a filmului, descrie o lamă de tăiere subțire care rulează pe filmul laminat la câteva sute de metri pe minut. În subteran, poate însemna o inserție de buton apăsată într-un burghiu de rocă, o picătură pe un tambur de forfecare sau o inserție de tăiere pe un cap de tăiat mașină de forat tunel. Formele și dimensiunile diferă enorm, dar familia de materiale din spatele lor este aceeași: carbură de tungsten cimentată, un compozit de metalurgie a pulberilor din granule dure de carbură de tungsten ținute împreună printr-un liant de cobalt.

Suntem Gaite, un producător de carbură cu sediul în Changzhou, Jiangsu, și am presat, sinterizat și șlefuit carbură de tungsten din 1990. De-a lungul acestor decenii, întrebările pe care ni le pun clienții abia s-au schimbat. Care nota? Care geometrie? Și cum facem ca marginea să dureze mai mult decât data trecută? Acest articol prezintă ceea ce am învățat în atelier și unde se află cu adevărat deciziile practice.

Ce face carbura de tungsten diferită de oțel

O lamă din carbură își păstrează forma deoarece materialul rezistă atât la abraziune, cât și la deformare. Duritatea se încadrează de obicei între 1400 și 1700 HV, față de aproximativ 600 până la 900 HV pentru oțelul de scule călit. Mai important, acea duritate supraviețuiește căldurii. La 800 până la 1000 de grade Celsius, o muchie de carbură este încă tăiată, în timp ce o muchie de oțel de mare viteză s-a înmuiat deja și și-a pierdut geometria. Carbura cimentată are, de asemenea, rezistență la compresiune și rigiditate ridicate, cu un modul Young în regiunea de 550 până la 650 GPa, care este exact ceea ce are nevoie o muchie de tăiere atunci când nu trebuie să se îndepărteze de piesa de prelucrat sub sarcină.

Duritate și duritate la cald

Duritatea este guvernată de două lucruri: cât de mult cobalt se află între boabele de carbură și cât de fine sunt acele boabe. Un grad submicron de 6% cobalt poate atinge vârful intervalului de duritate și poate menține o margine ascuțită, motiv pentru care se potrivește operațiunilor de finisare și lame subțiri de tăiere. O calitate de 10 până la 12 la sută de cobalt cu granule grosiere este mai moale pe hârtie, dar mult mai rezistentă la crăpare la impact, ceea ce are nevoie de fapt o inserție de foraj de rocă sau o piață de frezat. Nici nota nu este mai bună în termeni absoluti; ei răspund la diferite întrebări.

Compartimentul durității

Nimic nu vine gratis. Carbura nu se îndoaie înainte de a se rupe, se ciobește. Rezistența la rupere transversală se situează, în general, între 2000 și 3500 MPa, iar numărul se mișcă în direcția opusă durității atunci când modificați conținutul de cobalt sau dimensiunea granulelor. Ciclul termic este a doua presiune. Tăierea întreruptă, frezarea și tăierea umedă, toate antrenează cicluri rapide de încălzire și răcire în margine, iar carbura răspunde la aceasta prin dezvoltarea fisurilor termice cu mult înainte de a se uza. Înțelegerea care dintre aceste mecanisme limitează durata de viață a sculei este primul pas în specificarea corectă a unei lame.

Principalele familii de lame și locul în care lucrează

Cuvântul „lamă” acoperă o gamă largă de piese, iar carbura care se potrivește unei lame de tăiat este rareori carbura care supraviețuiește unei fețe de tunel. Tabelul de mai jos prezintă familiile comune cu condițiile pe care le îndeplinesc în serviciu. Pentru o prezentare mai lungă, specifică produsului, ghidul nostru pentru Tipuri și utilizări ale lamelor de tăiere cu carbură de tungsten intră în mai multe detalii despre geometrie și pregătirea marginilor.

Un model trece prin masă. Pe măsură ce severitatea impactului crește, conținutul de cobalt crește și structura granulelor se aspru; pe măsură ce finisarea suprafeței și precizia dimensională devin prioritate, materialul se mișcă în sens invers. Alegerea direcției greșite este cel mai frecvent motiv pentru care o lamă se defectează devreme.

Cum să citiți un grad de carbură înainte de a comanda

Denumirile de grade diferă de la furnizor la furnizor, ceea ce face ca numerele de catalog să fie dificil de comparat direct. Patru variabile explică cea mai mare parte a diferenței de performanță și toate cele patru ar trebui să fie pe masă înainte de a lua o decizie de cumpărare.

• Conținut de cobalt. Faza de liant. Șase procente de cobalt oferă rezistență maximă la uzură; zece până la douăsprezece procente schimbă o parte din această rezistență la uzură pentru rezistența la impact și rezistența la fisuri.
• Dimensiunea boabelor. Gradele submicronice sub 0,8 micrometri oferă cea mai mare duritate și cea mai ascuțită margine. Gradele grosiere de 3 până la 6 micrometri absorb șocul și rezistă la deformare în lucrări de rocă și trotuar.
• Acoperire. Acoperirile CVD și PVD reduc frecarea și limitează transferul de căldură în insert în timpul prelucrării oțelului și fontei. Calitățile lustruite neacoperite sunt adesea cel mai bun răspuns pentru aluminiu, materiale plastice și materiale pe bază de lemn.
• Pregătirea marginilor. O margine ascuțită ca brici se potrivește cu finisarea și piesele moi. O muchie șlefuită sau în formă de T rezistă la micro-așchii în degroșare și tăiere întreruptă, unde o muchie ascuțită s-ar rupe pur și simplu.

Adăugați metoda de alăturare la acea listă. Indiferent dacă o lamă este lipită, contractată sau prinsă mecanic modifică solicitările pe care le vede la interfață, iar practica de lipire merită la fel de multă atenție ca și gradul în sine.

Unde lamele eșuează mai întâi

Când o lamă revine uzată, întrebarea utilă nu este cât de mult a durat, ci cum a murit. Majoritatea eșecurilor pe care ni se cere să le analizăm se încadrează într-un număr mic de categorii.

1. ciobirea marginilor. De obicei, un semn de duritate insuficientă, avans excesiv sau un suport de scule cu prea multă curățare.
2. Uzura flancului. Mecanismul normal de uzură treptată. Dacă accelerează brusc, viteza de tăiere sau duritatea piesei de prelucrat s-au mutat în afara zonei de confort a gradului.
3. Uzura craterului. Interacțiune chimică între așchie și suprafața greblei la temperatură ridicată, cel mai frecvent la prelucrarea oțelului la viteză mare.
4. Fisura termica. Pieptene fisuri cauzate de tăierea întreruptă cu lichid de răcire aplicat sau de condiții instabile de tăiere.
5. Eșecul lipirii. Fisurile care provin de la îmbinare, adesea din încălzire neuniformă, metal de umplutură excesiv sau solicitări de șlefuire după îmbinare.
6. Leşierea liantului. Îndepărtarea cobaltului prin lichide de răcire agresive sau medii corozive, care lasă un strat de suprafață slab, poros.

Fiecare cauză indică o soluție diferită: un grad mai dur, o pregătire a muchiei modificată, o variantă acoperită sau pur și simplu o modificare a parametrilor de prelucrare. Înlocuirea lamei fără a diagnostica mecanismul produce de obicei aceeași defecțiune din nou.

De la pulbere la o margine finită

La fabrica noastră din Changzhou, o lamă începe ca o pulbere de carbură de tungsten amestecată cu cobalt și presată pe prese TPA într-o formă apropiată de forma finală. Sinterizarea la presiune joasă densifică apoi piesa, iar priceperea constă în menținerea atât a durității, cât și a porozității în limite strânse pe întregul lot. Urmează șlefuirea și pregătirea muchiilor, folosind echipamente importate din Germania și șlefuitoare de scule cu cinci axe din Australasia, împreună cu un presetter digital de scule din Suedia și personal tehnic cu experiență care știe să le folosească. Plin procesul de fabricare a lamelor de tăiere din carbură de tungsten este descris în detaliu în altă parte pe acest site.

Controlul calității trece prin același lanț. Lucrăm în conformitate cu sistemele ISO 9001 și ISO 14001, iar burghiile, alezările și uneltele noastre de finisare de înaltă precizie sunt produse conform unui sistem de producție standard german, astfel încât să poată înlocui sculele importate fără a recalifica un proces. Pentru clienții din producția de motoare și mașini generale, această înlocuire este adesea scopul întregului exercițiu: aceeași calitate a găurilor și aceeași consistență a lotului, la un cost mai mic pe piesă.

Note de aplicare de la magazin

Tăierea metalelor

Pentru strunjire și frezare, conversația începe de obicei cu materialul piesei de prelucrat și rigiditatea mașinii, mai degrabă decât cu lama în sine. O mașină rigidă cu o configurație stabilă va recompensa o lamă mai tare și mai ascuțită; o mașină mai ușoară o va pedepsi. Potrivirea gradului la mașină, nu numai la piesa de prelucrat, este locul în care se află cea mai mare parte a câștigului.

Lamă de tăiere din carbură de tungsten Sculele de tăiere cu carbură de tungsten obțin precizia dimensională și calitatea suprafeței necesare prin îndepărtarea materialelor în exces din piesele prelucrate. Vizualizare produs →

Foraj de rocă și tuneluri

În lucrările de foraj și tuneluri, inamicul este șoc. Granulele grosiere, gradele mai mari de cobalt, cu un scaun de inserție bine susținut, supraviețuiesc încărcării la impact care distruge materialele mai dure. Atenția la lipire, proeminența inserției și potrivirea găurii este la fel de importantă ca specificația de calitate.

Unelte de foraj cu carbură de tungsten Ca instrument tradițional de foraj minier, uneltele de foraj cu carbură de tungsten sunt supuse unor efecte complexe, cum ar fi impactul și uzura, iar condițiile de lucru sunt dure... Vizualizare produs →

Ștanțare și formare

În matrițe, lamei i se cere să mențină o dimensiune peste sute de mii de curse în timp ce absoarbe sarcinile laterale. Rezistența ridicată la compresiune și rezistența la ciobire contează mai mult decât duritatea maximă, iar o inserție susținută corespunzător va rezista cu mult mai mult decât una mai dură, dar nesusținută.

Die de ștanțare cu carbură de tungsten În procesul de fabricație, matrița trebuie să reziste la frecare și uzură mari. În comparație cu alte materiale, matrițele noastre din carbură de tungsten au o durată de viață mai lungă, pariu... Vizualizare produs →

Gama noastră proprie acoperă lame de tăiere, inserții pentru mașini de forat tuneluri, unelte de frezat drumuri, unelte de foraj de rocă, tăieturi cu tijă rotundă pentru minerit de cărbune și matrițe de ștanțare și proiectăm scule personalizate acolo unde o piesă standard nu se potrivește aplicației.

O listă de verificare practică înainte de a specifica o lamă

1. Ce material este tăiat și la ce duritate sau abraziune?
2. Tăierea este continuă sau întreruptă și cât de gravă este încărcarea șocului?
3. Cum este ținută lama: prinsă, lipită, montată prin contractare sau presată într-un scaun?
4. În ce stare se află mașina, inclusiv deformarea axului, rigiditatea și livrarea lichidului de răcire?
5. Care mod de eroare a pus capăt vieții lamei anterioare?
6. Lama poate fi re-șlefuită și câte re-șlefuiri sunt realiste înainte de înlocuire?

Răspundeți sincer la aceste șase întrebări, iar nota, geometria și pregătirea muchiilor se selectează de obicei singure. Acolo unde nu o fac, preferăm să petrecem douăzeci de minute discutând aplicația decât să expediem o piesă care eșuează trei săptămâni mai târziu și costă clientul o tură de producție.

O lamă din carbură de tungsten este o componentă mică cu un efect exagerat asupra costului pe piesă, fie că este vorba de tăierea filmului la viteză mare sau de ținerea în linie a unei mașini de forat tunel. Materialul recompensează grija: gradul potrivit pentru sarcină, o geometrie potrivită operației și o metodă de îmbinare care nu anulează munca cuptorului de sinterizare. Acesta a fost obiectivul nostru din 1990 și este motivul pentru care continuăm să întrebăm clienții cum s-a defectat lama, nu doar cât de repede își doresc următoarea expediere.