Ghid pentru matrițe cu carbură de tungsten: tipuri, grade, design și sfaturi de aplicare

Dacă îți petreci ziua de lucru în preajma preselor, a cutelor reci sau a băncuțelor de desen, știi deja ce diferență face o matriță bună. O matriță cu carbură de tungsten poate rula pentru sute de mii de curse înainte de a necesita atenție, tocmai de aceea atât de mulți producători specifică acum carbura pentru cele mai solicitante operațiuni de formare și tăiere. Compania noastră produce piese din carbură cimentată în Changzhou din 1990, iar în acest articol am dori să împărtășim ceea ce am învățat despre ce sunt aceste matrițe, cum sunt fabricate și cum să obținem cea mai lungă durată de viață posibilă de la ele.

Ce este o matriță cu carbură de tungsten?

A matriță de carbură de tungsten este o unealtă a cărei cavitate de lucru sau muchie de tăiere este realizată mai degrabă din carbură cimentată decât din oțel pentru scule. Materialul este un compozit: boabele dure de carbură de tungsten sunt cimentate împreună cu un liant metalic mai moale, de obicei cobalt. Este produs prin amestecarea pulberii, presarea acesteia într-o formă apropiată de piesa finită și sinterizarea acesteia la aproximativ 1.400 de grade Celsius, după care semifabricatul este șlefuit și lustruit până la dimensiunile finale.

Două proprietăți fac carbura atât de atractivă pentru matrițe. Prima este duritatea, de obicei între 1.400 și 1.900 HV, de câteva ori mai mare decât a oțelului de scule călit, care se traduce printr-o rezistență remarcabilă la uzură împotriva foilor abrazive, a sârmei și a benzii. A doua este rezistența la compresiune, care permite unei cavități să reziste la presiunea enormă a unei operații de ștanțare sau de tragere fără a se prăbuși.

Carbura nu este, totuși, la fel de dur ca oțelul. Rezistența sa la tracțiune și la impact sunt limitate, astfel încât o inserție de matriță este aproape întotdeauna montată într-o carcasă de oțel, un inel de contracție sau un suport care menține carbura în compresie și absoarbe șocul. Înțelegerea acestui parteneriat între inserția din carbură și carcasa sa din oțel este primul pas către o matriță care durează.

Cum se face o matriță din carbură de tungsten

Fiecare matriță începe ca o pulbere. Dimensiunea particulelor de carbură de tungsten, conținutul de cobalt și ciclul de presare și sinterizare determină împreună echilibrul final între duritate și tenacitate. Producția urmează în mod normal o secvență ca aceasta:

1. Preparare pulbere. Pulberea de carbură de tungsten este măcinată și amestecată cu cobalt și cantități mici de inhibitori de creștere a cerealelor, apoi uscată prin pulverizare în granule care curg liber.
2. Presare. Granulele sunt compactate într-o matriță sau o presă izostatică într-o parte verde care este în mod deliberat mai mare decât componenta finită, deoarece sinterizarea o va micșora.
3. Sinterizarea. Piesa este încălzită într-un cuptor cu vid sau cu presiune joasă, unde cobaltul devine lichid și trage grăunțele de carbură împreună într-un corp dens, aproape fără porozitate.
4. Finisare. Șlefuirea cu diamant, electroeroziunea cu sârmă, șlefuirea și lustruirea aduc cavitatea la toleranțe măsurate în microni.
5. Asamblare. Inserția din carbură este presată sau micșorat în inelul său de oțel, iar matrița finită este inspectată pentru concentricitate, duritate și finisare a suprafeței.

Echipamentul contează enorm în aceste etape. Când am investit în cuptoare de sinterizare de joasă presiune și prese TPA în 2009, tocmai pentru că consistența în presare și sinterizare este ceea ce separă o matriță care își păstrează dimensiunile ani de zile de una care se deplasează după câteva luni.

Tipuri comune de matrițe din carbură de tungsten

Deși cuvântul „mor” este folosit în mod liber în ateliere, produsele în sine se încadrează în familii recunoscute. Tabelul de mai jos le rezumă pe cele mai comune și condițiile pe care fiecare le are pentru a supraviețui.

Lucrările de ștanțare și ștanțare sunt cea mai mare aplicație din propriul nostru registru de comenzi. O matriță de ștanțare cu carbură este în mod normal construită ca o inserție șlefuită și lustruită presată într-un inel de oțel călit, cu geometria aranjată astfel încât sarcina de lucru să mențină carbura în compresie.

Matriță de ștanțare cu carbură de tungsten pentru ștanțare rezistentă la uzură Construită pentru ștanțare și ștanțare, această matriță din carbură de tungsten oferă rezistență la uzură, performanță la temperatură ridicată și precizia necesară pentru a menține precizia matriței și pentru a susține o producție eficientă. Vizualizare produs →

Alegerea gradului potrivit de carbură

Nu există o singură notă bună pentru fiecare zar. Selecția se rezumă la câteva variabile care se trag una de cealaltă:

• Conținut de cobalt. Un conținut scăzut de liant de aproximativ 6 procente conferă duritate maximă și rezistență la uzură, ceea ce se potrivește ștergerii de volum mare a foii subțiri. Un conținut mai mare de 12 până la 20 la sută schimbă o anumită duritate cu duritate și este alegerea mai bună atunci când matrița vede un impact puternic.
• Dimensiunea boabelor. Calitățile submicronice păstrează o margine mai ascuțită și rezistă la uzura abrazivă, în timp ce gradele medii și grosiere absorb șocul mai grațios. Granulația fină nu este automat mai bună; pur și simplu se potrivește mai bine cu tăierea ușoară, rapidă și curată.
• Starea suprafeței. O gaură lustruită reduce frecarea la trefilare și extrudare, în timp ce uneltele de formare selectate beneficiază de tratamente de suprafață unde uzura este o problemă.
• Temperatura de lucru. Când piesa de prelucrat este mai degrabă fierbinte decât rece, ciclul termic adaugă o altă dimensiune selecției calității, iar avantajele matrițelor din carbură de tungsten în aplicațiile de ștanțare la cald merită propria lor discuție.

O regulă practică este să alegeți cel mai scăzut conținut de cobalt și cea mai fină dimensiune a granulelor care va supraviețui în continuare impactului presei dvs. Testarea ambelor direcții cu un furnizor este mult mai ieftină decât descoperirea limitei în producție.

Detalii de design care decid viața morții

Multe eșecuri premature pe care ni se cere să le investigăm nu sunt deloc probleme materiale; sunt probleme de proiectare sau de instalare. Punctele de mai jos reprezintă cele mai multe dintre ele.

• Clearance. Prea puțin spațiu liber strică muchia de tăiere, prea mult produce bavuri și margini rulate. Carbura preferă, în general, un spațiu liber puțin mai mare decât oțelul.
• Sprijin. Nu lăsați niciodată carbura nesusținută în tensiune. Inelele de contracție și plăcile de suport trebuie să plaseze inserția în compresie sub sarcină.
• Geometrie de intrare. O rază mică de intrare sau teșit ghidează piesa de prelucrat și împiedică muchia să preia întreaga sarcină deodată.
• Aliniere. Paralelismul presei, ghidarea setului matriței și alinierea pistonului afectează matrița la fel de mult precum matrița afectează piesa.
• Lubrifiere. Lubrifierea adecvată controlează căldura de frecare și reduce uzura pe suprafața de carbură.

Practici de întreținere care dau roade

Matrițele din carbură sunt durabile, dar nu sunt indestructibile, iar obiceiurile mici fac o mare diferență pe durata de viață a unui instrument.

• Inspectați marginile de lucru la intervale fixe în loc să așteptați să apară o problemă de calitate.
• Înregistrați numărul de curse și istoricul de rectificare, astfel încât uzura să poată fi prezisă mai degrabă decât descoperită.
• Îndepărtați așchiile, bavurile și resturile înainte ca acestea să marcheze cavitatea sau banda.
• Re-relep sau re-macinare în pași mici, controlați, deoarece fiecare re-macinare consumă o parte din muchia disponibilă.
• Depozitați matrițele cu o peliculă de protecție ușoară și un inel care protejează alezajul sau muchia de tăiere.

O matriță care este menținută la program oferă de obicei mult mai multe curse pe inserție decât una care este reparată numai după ce eșuează.

Lucrul cu un producător de matrițe care vă înțelege procesul

Deoarece presăm, sinterizăm și șlefuim propria noastră carbură, putem controla variabilele care decid dacă o matriță funcționează pe presa dumneavoastră. Producția noastră este organizată în conformitate cu sistemele de management ISO 9001 și ISO 14001, iar uneltele noastre de precizie sunt fabricate conform standardelor recunoscute internațional pentru acuratețea dimensională și consistența lotului.

Acest control vertical contează pentru matrițe, deoarece o mică modificare a conținutului de liant sau a ciclului de sinterizare apare direct în viața matriței. Dincolo de matrițele de formare, producem, de asemenea, partea de tăiere a procesului, inclusiv lame pentru operațiunile de tundere, forfecare și tăiere realizate din aceeași tehnologie cu carbură, astfel încât un client să poată aproviziona unealta de formare și unealta de tăiere de la un singur partener.

Lamă de tăiere din carbură de tungsten pentru tăiere și forfecare Realizată cu aceeași tehnologie de carbură ca și matrițele de formare ale companiei, această lamă de tăiere suportă operațiunile de tăiere, forfecare și tăiere, contribuind în același timp la obținerea preciziei dimensionale și a calității suprafeței. Vizualizare produs →

Dacă încă decideți ce familie de produse se potrivește operațiunii dvs., gama noastră completă de produse din carbură de tungsten oferă o imagine de ansamblu rapidă a tot ceea ce construim.

Până la urmă, o matriță din carbură de tungsten este o idee simplă executată cu mare precizie: un material extrem de dur, plasat în compresie, ghidat de proiectare atentă, și întreținut cu disciplină. Rezolvați cele patru lucruri și zarul se va plăti singur de multe ori. Dacă doriți să vorbiți despre o anumită aplicație, fie că este vorba de ștergerea unei foi subțiri, de sârmă sau de formarea elementelor de fixare, echipa noastră este întotdeauna bucuroasă să compare notițele cu oamenii care conduc presele.