Inhaltsmenü
● Was ist Wolframcarbide?
● Plasma schneiden
● Die Herausforderung des Plasma schneiden Wolfram -Carbid
● Alternative Methoden zum Schneiden von Wolframkarbid
● Schritt-für-Schritt
● Sicherheitsvorkehrungen
● Kostenüberlegungen
● Abschluss
● FAQ
>> 1. Kann ich mit einer normalen Metallschneidklinge Wolframkarbid schneiden?
>> 2. Welche Art von Kühlmittel sollte ich beim Schneiden von Wolfram -Carbid verwenden?
>> 3. Ist es sicher, Wolfram -Carbid ohne Kühlmittel zu trocknen?
>> 4. Wie kann ich das Schneiden von Wolfram -Carbid beim Schneiden verhindern?
>> 5. Was soll ich mit dem beim Schneiden erzeugten Abfallmaterial machen?
● Zitate:
Wolframcarbid ist eine Verbindung, die für seine außergewöhnliche Härte, ihren Verschleißfestigkeit und seine Hochtemperaturtoleranz bekannt ist, was es zu einem entscheidenden Material in verschiedenen industriellen Anwendungen macht [2] [3]. Seine Eigenschaften machen es ideal zum Schneiden von Werkzeugen, Formen, Stirmen und Komponenten in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie [2] [3]. Das Plasma-Schneiden hingegen ist ein Prozess, bei dem ein Hochtemperaturplasmabogen zum Durchschneiden von elektrisch leitenden Materialien verwendet wird [1]. In diesem Artikel wird die Machbarkeit des Einsatzes von Plasma -Schneiden untersucht Wolframcarbide , die Herausforderungen, alternative Methoden und Sicherheitsüberlegungen.
Was ist Wolframcarbide?
Wolframcarbid (WC) ist ein Verbundmaterial aus gleichen Teilen von Wolfram und Kohlenstoff [3]. Es wird durch Erhitzen von Wolframpulver mit Kohlenstoff bei hohen Temperaturen erzeugt, was zu dichtem und hartem Material führt [3]. Das resultierende Material ist bekannt für seine außergewöhnliche Härte, die nur durch Diamant- und Kubikbornitrid übertroffen wird [3]. Tungstencarbid liegt zwischen 9 und 9,5 auf der MOHS -Skala der Härte und hat eine Vickers -Härte von ungefähr 2600 [3].
Wichtige Eigenschaften von Wolfram -Carbid:
- Extreme Härte: Die Härte von Wolfram -Carbid macht es sehr resistent gegen Verschleiß und ist ideal für Anwendungen, die langlebige Materialien benötigen [3].
- Hoher Schmelzpunkt: Mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 2.870 ° C (5,198 ° F) behält Wolfram -Carbid seine strukturelle Integrität auch bei hohen Temperaturen bei [3].
- Wärmeleitfähigkeit: Wolfram -Carbid hat eine thermische Leitfähigkeit von 110 W/m · k, was die Wärme effektiv abgeleitet hat [3].
- Niedrige thermische Expansion: Der niedrige thermische Expansionskoeffizient von 5,5 μm/m · k sorgt für minimale Größenänderungen mit Temperaturschwankungen [3].
- Chemischer Resistenz: Wolframcarbid ist sehr resistent gegen chemische Korrosion, insbesondere aus Säuren [3].
Trotz seiner vorteilhaften Eigenschaften ist Wolframcarbid spröde und kann unter Aufprall oder übermäßiger Stress zerbrechen oder zerbrechen [3]. Das Handhabung und Bearbeiten dieses Materials erfordert daher sorgfältige Techniken [3].
Plasma schneiden
Das Plasma-Schneiden ist ein thermisches Schnittprozess, bei dem ein Hochgeschwindigkeitsstrahl ionisiertes Gas (Plasma) verwendet wird, um Energie auf das Werkstück zu übertragen [1]. Der grundlegende Plasma -Schnittprozess beinhaltet die Erstellung eines elektrischen Kanals mit überdachtem, elektrisch ionisiertem Gas [1]. Dieses Plasma wird erzeugt, indem ein Gas wie Druckluft, Stickstoff oder Argon durch eine schmale Düse mit hoher Geschwindigkeit und anschließend einen elektrischen Bogen auf das Gas übertragen wird [1].
Der Plasma -Schneidenprozess:
1. ARC-Erzeugung: Es wird ein elektrischer Bogen mit Hochspannungsbogen zwischen einer Elektrode (Kathode) und dem Werkstück (Anode) [1] getroffen.
2. Plasmasbildung: Das durch die Düse fahrende Gas wird durch den elektrischen Bogen ionisiert, wodurch Plasma [1] erzeugt wird.
3. Materialentfernung: Die intensive Wärme des Plasmas schmilzt das Metall, und der Hochgeschwindigkeitsgasstrahl bläst das geschmolzene Material weg und erzeugt einen sauberen Schnitt [1].
Das Plasmaabschneiden ist zum Schneiden verschiedener elektrisch leitender Materialien wirksam, einschließlich Stahl, Edelstahl, Aluminium und Kupfer [1]. Es wird für seine Geschwindigkeit, Präzision und Fähigkeit bewertet, Materialien unterschiedlicher Dicke durchzuschneiden [1].
Die Herausforderung des Plasma schneiden Wolfram -Carbid
Während das Plasmaabschneiden für viele Metalle geeignet ist, stellt das Schneiden von Wolfram -Carbid aufgrund der einzigartigen Eigenschaften des Materials erhebliche Herausforderungen auf [3].
1. Hohe Härte: Die extreme Härte des Wolfram -Carbids macht es schwierig zu schmelzen und mit einem Plasma -Bogen zu entfernen [3]. Die Energie, die erforderlich ist, um ein so hartes Material zu durchschneiden, ist wesentlich höher als die für konventionelle Metalle wie Stahl erforderlich.
2. Bröckel: Wolfram -Carbid ist spröde und neigt dazu, unter thermischem Stress zu knacken [3]. Die schnellen Erwärmungs- und Kühlzyklen im Plasmaabschneiden können thermischen Schock induzieren, was zu Rissen und Materialversagen führt.
3. Hochschmelze: Der hohe Schmelzpunkt von Wolframkarbid (ungefähr 2.870 ° C) erfordert einen extrem hohen Energieeingang des Plasma -Bogens [3]. Die Erreichung und Aufrechterhaltung solcher hohen Temperaturen kann eine Herausforderung sein und die Fähigkeiten von Standard -Plasma -Schneidgeräten überschreiten.
4. Elektrische Leitfähigkeit: Während Wolfram -Carbid elektrisch leitend ist, ist seine Leitfähigkeit niedriger als die vieler Metalle, die üblicherweise mit Plasma geschnitten werden [3]. Dies kann die Stabilität und Effizienz des Plasmabogens während des Schneidvorgangs beeinflussen.
5. Werkzeugkleidung: Die Schleifigkeit von Wolframkarbid führt zu beschleunigten Verschleiß bei Schneidwerkzeugen [3]. Dies erfordert einen häufigen Ersatz von Verbrauchsmaterialien und erhöht die Betriebskosten.
Alternative Methoden zum Schneiden von Wolframkarbid
Angesichts der Schwierigkeiten beim Plasma -Schneiden von Wolfram -Carbid werden alternative Methoden häufig vorgezogen, um präzise und saubere Schnitte zu erreichen [3].
1. Diamond sah Klingen:
Diamond Saw Blades sind speziell zum Schneiden von harten und abrasiven Materialien wie Wolframkarbid ausgelegt [3]. Die Klingen werden mit Diamantpartikeln beschichtet, die die notwendige Härte sorgen, um das Material effektiv zu durchschneiden.
- Prozess: Die Wolframkarbidstange ist sicher geklemmt, und die Diamantsägenklinge wird verwendet, um genaue Schnitte vorzunehmen. Das Abkühlen der Klinge mit einem Kühlmittel hilft, die Wärmeansammlung zu reduzieren und das Leben der Klinge zu verlängern.
- Vorteile: hohe Präzision, saubere Schnitte und relativ niedrige Kosten.
- Nachteile: Langsamere Schnittgeschwindigkeit im Vergleich zu anderen Methoden, Potenzial für Klingenverschleiß.
2. Carbid -Grit -Klingen:
Carbid -Körnerblätter sind eine weitere Option zum Schneiden von Wolframkarbid, insbesondere für grobe Schnitte [3]. Diese Klingen haben Carbidpartikel in der Schneide eingebettet und bieten eine gute Abriebfestigkeit.
- Prozess: Ähnlich wie bei der Verwendung von Diamond Saw Blades ist die Wolfram -Carbid -Stange gesichert und die Carbid -Körnchenklinge wird verwendet, um den Schnitt zu machen.
- Vorteile: Geeignet für grobe Schnitte, können härtere Materialien bewältigen.
- Nachteile: niedrigere Präzision im Vergleich zu Diamond Saw Blades, Potenzial für das Chipping.
3.. Elektrische Entladungsbearbeitung (EDM):
EDM ist ein nicht-traditioneller Bearbeitungsprozess, bei dem das Material elektrische Entladungen untergraben [3]. Es ist sehr effektiv, um komplexe Formen und komplizierte Details in harten Materialien wie Wolframkarbid zu schneiden.
- Prozess: Das Werkstück wird in eine dielektrische Flüssigkeit eingetaucht, und eine Elektrode wird verwendet, um elektrische Funken zu erzeugen, die das Material untergraben.
- Vorteile: hohe Präzision, Fähigkeit, komplexe Formen zu erzeugen, minimaler mechanischer Spannung.
- Nachteile: langsame Schnittgeschwindigkeit, hohe Gerätekosten.
4. Elektrolytische Bearbeitung (ECM):
ECM ist ein weiterer nicht-traditioneller Bearbeitungsprozess, bei dem elektrochemische Reaktionen zur Entfernung von Material verwendet werden [3]. Es ist eine nichtkontakte Methode, die das Risiko einer mechanischen Belastung und des Risses verringert.
- Prozess: Das Werkstück wird in eine elektrolytische Lösung platziert, und eine Elektrode wird verwendet, um das Material durch elektrochemische Wirkung aufzulösen.
- Vorteile: Nichtkontaktprozess, minimaler mechanischer Spannung, geeignet für komplexe Formen.
- Nachteile: Hohe Gerätekosten, erfordert spezielle Elektrolyte.
5. Laserschnitt:
Laserschneidung ist ein nicht kontakter thermischer Prozess, bei dem ein fokussierter Laserstrahl zum Schmelzen, Verbrennen oder Verdampfen des Materials verwendet wird [3]. Es bietet eine hohe Präzision und eignet sich zum Erstellen komplizierter Formen im Wolfram -Carbid.
- Prozess: Ein Hochleistungslaserstrahl wird auf die Wolfram-Carbid-Stange gerichtet, wodurch er schmilzt oder verdampft.
- Vorteile: hoher Präzision, nicht kontaktischer Prozess, geeignet für komplizierte Formen.
- Nachteile: Hohe Ausrüstungskosten, thermische Belastungspotential.
6. Dremel -Werkzeug mit Vergaserrad:
Bei kleinen oder komplizierten Aufgaben kann ein Dremel-Werkzeug mit einem Carbidrad wirksam sein [3]. Dieses Setup eignet sich ideal für detaillierte Arbeiten, z. B. für das Schneiden kleiner Abschnitte oder das Vorbereiten von feinen Anpassungen.
- Prozess: Die Carbidstange Wolfram wird befestigt, und das Dremel -Werkzeug mit einem Vergasrad wird verwendet, um genaue Schnitte vorzunehmen.
- Vorteile: Geeignet für kleine Aufgaben, bietet eine gute Kontrolle über Präzisionskürzungen.
- Nachteile: Auf kleine Abschnitte begrenzt, erfordert eine sorgfältige Handhabung, um Risse zu vermeiden.
Schritt-für-Schritt
Die Verwendung einer Diamantsägenklinge ist eine praktische Methode zum Schneiden von Wolfram -Carbid -Stangen. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung:
Materialien und Werkzeuge:
- Carbidstange Wolfram
- Diamond Saw Blade
- Schraubstock oder Klemme
- Kühlmittel (zB, Wasser oder spezialisierte Schneidflüssigkeit)
- Sicherheitsbrille
- Handschuhe
- Marker oder Schreiber
Verfahren:
1. Sicherheit zuerst: Tragen Sie Sicherheitsbrillen und Handschuhe, um vor fliegenden Partikeln und scharfen Kanten zu schützen [3].
2. Markieren Sie den Schneidbereich: Verwenden Sie einen Marker oder Schreiber, um den Schneidbereich genau auf der Wolframkarbidstange zu markieren [3].
3. Die Stange befestigen: Sichern Sie die Wolfram -Carbid -Stange fest in einem Schraubstock oder einer Klemme, um die Bewegung während des Schneidens zu verhindern [3]. Achten Sie darauf, keinen übermäßigen Druck auszuüben, um das Knacken des Materials zu vermeiden.
4. Die Diamantsägenklinge montieren: Installieren Sie die Diamantsägenklinge auf der Schneidemaschine, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß ausgerichtet und sicher befestigt ist.
5. Kühlmittel auftragen: Tragen Sie kontinuierlich Kühlmittel (Wasser oder Schnittflüssigkeit) auf den Schneidbereich auf, um Wärme abzuleiten und die thermische Spannung zu verringern [3].
6. Schneiden Sie an: Schneiden Sie langsam und stetig an der markierten Linie, sodass der Diamantsägenblatt das Material allmählich abnutzen kann. Vermeiden Sie es, übermäßige Kraft anzuwenden, die dazu führen kann, dass die Klinge oder das Material knacken.
7. Kühlung beibehalten: Stellen Sie sicher, dass der Schnittbereich kühl bleibt, indem Sie während des gesamten Schneidvorgangs kontinuierlich auftragen [3].
8. Vervollständigen Sie den Schnitt: Schneiden Sie weiter, bis die Stange vollständig getrennt ist.
9. Finishing: Verwenden Sie Abriebräder oder ein Dremel -Werkzeug mit einem Vergasrad, um die geschnittenen Kanten zu mahlen und zu glätten [3].
Sicherheitsvorkehrungen
Das Schneiden von Wolfram -Carbid erfordert eine strikte Einhaltung von Sicherheitsvorkehrungen, um Verletzungen zu verhindern und ein sicheres Arbeitsumfeld zu gewährleisten [3].
1. Persönliche Schutzausrüstung (PSA):
- Sicherheitsbrille: Tragen Sie immer Sicherheitsbrillen, um Ihre Augen vor fliegenden Partikeln zu schützen [3].
- Handschuhe: Verwenden Sie Handschuhe, um Ihre Hände vor Schnitten und Abrieb zu schützen [3].
- Staubmaske: Tragen Sie eine Staubmaske, um zu vermeiden, dass feine Partikel beim Schneiden einatmen [3].
2. Sicherheitsstück: Stellen Sie sicher, dass die Carbidstange Wolfram in einem Schraubstock oder einer Klemme fest gesichert ist, um die Bewegung während des Schneidens zu verhindern [3].
3. Kühlung: Verwenden Sie ein Kühlmittelsystem (z. B. Wasser oder spezialisierte Schneidflüssigkeit), um eine Überhitzung von Werkzeugen und das Werkstück zu verhindern [3].
4. Belüftung: Arbeiten in einem gut belüfteten Bereich, um die Inhalation gefährlicher Partikel zu minimieren [3].
5. Wartung der Werkzeug: Inspizieren und pflegen Sie die Schneidwerkzeuge regelmäßig, um Verschleiß zu vermeiden und eine optimale Leistung zu gewährleisten [3].
6. Überhitzung vermeiden: Verhindern Sie eine Überhitzung von Werkzeugen, indem Sie die Klinge regelmäßig abkühlen [3].
7. Richtige Handhabung: Behandeln Sie Wolfram -Carbid -Stangen sorgfältig, um zu vermeiden, dass sie auf die Auswirkungen fallen oder Risse oder Frakturen verursachen können [3].
Kostenüberlegungen
Die Kosten für das Schneiden von Wolframkarbid hängen von der verwendeten Methode, der Größe und Komplexität des Schnitts und den erforderlichen Geräten ab [3].
1. Diamond Saw Blades: Die anfänglichen Kosten von Diamond Saw Blades können höher sein als die anderer Schneidwerkzeuge, aber ihre Langlebigkeit und Präzision können sie langfristig kostengünstig machen [3].
2. EDM und ECM: EDM und ECM haben hohe Ausrüstungskosten und erfordern ein spezielles Fachwissen, wodurch sie teurer sind [3].
3.. Laserschnitt: Das Laserschnitt beinhaltet auch erhebliche Ausrüstungskosten und erfordert möglicherweise ein Outsourcing, was die Gesamtkosten erhöhen kann [3].
4. Wartung der Werkzeuge: Regelmäßige Wartung und Austausch von Schneidwerkzeugen sind wichtig, um eine optimale Leistung aufrechtzuerhalten [3].
5. Arbeitskosten: Die Zeit, die zur Senkung des Carbids des Wolframs erforderlich ist, kann je nach verwendeter Methode variieren, was die Arbeitskosten beeinträchtigt [3].
Abschluss
Während das Plasma -Schneiden von Wolfram -Carbid theoretisch möglich ist, ist es aufgrund der hohen Härte, der Sprödigkeit und des hohen Schmelzpunkts des Materials nicht praktisch [3]. Alternative Methoden wie Diamond Saw Blades, EDM, ECM und Laserschneiden bieten präzisere und effizientere Lösungen [3]. Bei der Arbeit mit Wolfram -Carbid ist es wichtig, Sicherheitsvorkehrungen einzuhalten und geeignete Werkzeuge und Techniken zu verwenden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen und gleichzeitig das Risiko von Verletzungen und Materialschäden zu minimieren [3].
FAQ
1. Kann ich mit einer normalen Metallschneidklinge Wolframkarbid schneiden?
Nein, normale Metallschneidblätter eignen sich nicht zum Schneiden von Wolframkarbid [3]. Die extreme Härte von Wolfram Carbid wird die Standardklingen schnell abnutzen oder beschädigen. Diamond Sägeblätter oder Carbid -Körnchenklingen werden zum Schneiden von Wolframkarbid empfohlen [3].
2. Welche Art von Kühlmittel sollte ich beim Schneiden von Wolfram -Carbid verwenden?
Sie können sauberes Wasser oder eine spezielle Schneidflüssigkeit als Kühlmittel verwenden [3]. Der Hauptzweck des Kühlmittels besteht darin, Wärme zu lindern und die thermische Belastung des Materials und des Schneidwerkzeugs zu verringern.
3. Ist es sicher, Wolfram -Carbid ohne Kühlmittel zu trocknen?
Es wird nicht empfohlen [3]. Die während des Schneiden erzeugte Wärme kann das Schneidwerkzeug beschädigen und thermische Spannungen im Material induzieren, was zu Rissen und einer verringerten Präzision führt. Verwenden Sie immer ein Kühlmittel, um einen sicheren und effizienten Schnittprozess aufrechtzuerhalten [3].
4. Wie kann ich das Schneiden von Wolfram -Carbid beim Schneiden verhindern?
Um zu verhindern, dass Wolframkarbid während des Schneidens knackt, folgen Sie folgenden Tipps [3]:
- Sichern Sie die Stange fest in einem Schraubstock oder einer Klemme.
- Verwenden Sie eine langsame und stetige Schneidgeschwindigkeit.
- Kühlmittel kontinuierlich auftragen, um Wärme abzuleiten.
- Vermeiden Sie es, übermäßige Kraft anzuwenden.
- Verwenden Sie geeignete Schneidwerkzeuge wie Diamond Saw Blades.
5. Was soll ich mit dem beim Schneiden erzeugten Abfallmaterial machen?
Das während des Schneiden erzeugte Abfallmaterialien wie feine Partikel und Schmutz sollte ordnungsgemäß gesammelt und entsorgt werden [3]. Tragen Sie eine Staubmaske, um das Einatmen von Partikeln zu vermeiden und den Arbeitsbereich nach dem Schneiden gründlich zu reinigen. Befolgen Sie die lokalen Vorschriften zur Entsorgung von Industrieabfällen.
Zitate:
[1] https://www.thefabricator.com/thefabricator/article/plasmacutting/the-life-times-lof-plasma-cutting
[2] https://www.calnanocorp.com/tungsten-carbide-tooling
[3] https://shop.maachinemfg.com/how-to-cut-tungsten-carbide-rods-an-overview/
[4] https://www.shutterstock.com/search/tungsten-carbide
[5] https://www.cnczone.com/forums/cnc-plasma-oxy-fuel-cuting-machines/261594-cnc.html
[6] https://www.shutterstock.com/search/solid-tungsten-carbide
[7] https://www.everlastgenerators.com/forums/showthread.php/2772-plasma-cutting-tungsten
[8] https://www.researchgate.net/figure/photo-of-nano-crystalline-binderless-tungsten-carbide-nwc-cutting-inserts_fig1_352568741
