Trong các nhà máy sản xuất chính xác trên toàn thế giới, các máy được điều khiển bằng máy tính cắt các kim loại cứng với tốc độ và độ chính xác đáng kinh ngạc.Bí mật của khả năng này không nằm trong chính máy mócCác vật liệu kỹ thuật này đã trở nên không thể thiếu trong sản xuất hiện đại do độ cứng đặc biệt của chúng.,độ bền, và chống mòn.
Tuy nhiên, không phải tất cả các công cụ carbide đều được tạo ra bằng nhau. Các đặc điểm hiệu suất khác nhau đáng kể tùy thuộc vào cấu trúc composite của chúng.Hiểu được những khác biệt này là rất quan trọng để chọn đúng công cụ và tối ưu hóa quy trình gia côngBài viết này xem xét các hợp chất carbide chính được sử dụng trong các công cụ cắt và các ứng dụng chuyên môn của chúng.
Các nguyên tắc cơ bản của các công cụ cắt cacbon
Carbide công cụ, còn được gọi là carbide xi măng, là vật liệu tổng hợp bao gồm carbide kim loại lửa (thường là tungsten carbide, titanium carbide,hoặc tantalum carbide) liên kết với nhau bằng chất kết nối kim loại (thường là cobalt hoặc niken) thông qua luyện kim bộtVới độ cứng gần như kim cương và sức đề kháng nhiệt vượt trội, các công cụ này duy trì hiệu suất cắt dưới nhiệt độ và áp suất khắc nghiệt sẽ làm suy yếu các công cụ thép thông thường.
Các tính chất này làm cho các công cụ carbide rất cần thiết cho hàng không vũ trụ, ô tô, chế tạo khuôn và sản xuất điện tử, nơi họ chế tạo mọi thứ từ siêu hợp kim đến vật liệu tổng hợp.Hiệu suất của các công cụ phụ thuộc chủ yếu vào thành phần carbide của chúng, kích thước hạt, và hàm lượng chất kết dính.
Các hợp chất carbure chính và tính chất của chúng
-
Tungsten Carbide (WC):Các workhorse của công cụ cắt, WC cung cấp độ cứng đặc biệt (hai sau kim cương và boron nitride khối), khả năng chống mòn tuyệt vời, và sức mạnh nén cao.870°C (5Kích thước hạt ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất hạt mịn tăng độ cứng trong khi hạt thô cải thiện độ dẻo dai.
-
Titanium Carbide (TiC):Thường được kết hợp với WC, TiC cải thiện khả năng chống mòn, dung nạp nhiệt và chống oxy hóa.684 ° F) và khả năng hình thành lớp oxit bảo vệ làm cho nó lý tưởng cho tốc độ cao và gia công khô của thép cứng, thép không gỉ, và hợp kim titan.
-
Tantalum Carbide (TaC):Chất phụ gia cao cấp này cung cấp hiệu suất nhiệt độ cao đặc biệt với điểm nóng chảy là 3,983 ° C (7,201 ° F).và chống oxy hóa trong khi tinh chế cấu trúc hạt WCChủ yếu được sử dụng để gia công siêu hợp kim chống nhiệt và hợp kim titan, chi phí cao của nó hạn chế việc áp dụng rộng rãi.
-
Niobium Carbide (NbC):Về chức năng tương tự như TaC nhưng tiết kiệm hơn, NbC cải thiện hiệu suất nhiệt độ cao và tinh chế ngũ cốc.Nó phục vụ như một sự thay thế hiệu quả về chi phí cho việc gia công vật liệu khó khăn khi TaC chứng minh là quá đắt.
-
Chrom Carbide (Cr)3C2):Đánh giá khả năng chống ăn mòn, Cr3C2tạo thành các lớp oxit bảo vệ chống lại sự tấn công hóa học. Điều này làm cho nó phù hợp với việc gia công vật liệu ăn mòn như thép không gỉ hoặc cho các công cụ hoạt động trong môi trường khắc nghiệt.
-
Vanadium Carbide (VC):Chủ yếu được thêm vào để cải thiện độ dẻo dai, VC tinh chỉnh cấu trúc hạt và tăng cường độ uốn cong và khả năng chống va chạm.chẳng hạn như máy cắt và khoan xay.
-
Silicon Carbide (SiC):Với độ cứng thứ hai chỉ sau kim cương, SiC cung cấp khả năng chống mòn và dẫn nhiệt xuất sắc.thủy tinh, và đá.
Các kim loại kết nối: Mảng keo giữ chúng lại với nhau
Các chất kết dính kim loại (thường là cobalt) đóng vai trò là ma trận giữ các hạt carbide lại với nhau.mặc dù niken và sắt thấy sử dụng hạn chế trong các ứng dụng chuyên mônThành phần chất kết dính ảnh hưởng đáng kể đến sức mạnh, độ dẻo dai và đặc điểm mòn của công cụ.
Chọn công cụ carbide phù hợp
-
Vật liệu của mảnh:Các vật liệu cứng hơn đòi hỏi các chất carbide cứng hơn, trong khi các vật liệu cứng cần các thành phần chống gãy
-
Điều kiện cắt:Hoạt động tốc độ cao đòi hỏi các loại cacbít chịu nhiệt, trong khi cắt cắt liên tục đòi hỏi các loại chống va chạm
-
Địa hình công cụ:Chuẩn bị cạnh phải bổ sung cho các tính chất của carbide
-
Xét về chi phí:Carbides cao cấp như TaC cung cấp lợi ích hiệu suất nhưng tăng chi phí công cụ
Bảo trì các công cụ Carbide
- Kiểm tra thường xuyên các mẫu hao mòn
- Việc tuân thủ các thông số cắt khuyến cáo
- Sửa trượt kịp thời trước khi mài mòn quá mức
- Lưu trữ đúng cách để ngăn ngừa hư hỏng và ăn mòn
Khi nhu cầu sản xuất tiếp tục đẩy ranh giới của tốc độ, độ chính xác và sự đa dạng vật liệu, công nghệ công cụ carbide phát triển song song.Sự phát triển đang diễn ra của các thành phần cacbua mới và vật liệu nano cấu trúc hứa hẹn sẽ tăng thêm khả năng gia công trong những năm tới.
