컨텐츠 메뉴
● 분말 준비
● 믹싱 및 밀링
● 모양
● 사전 싱글 링 (선택 사항)
● 소결
● 뜨거운 등방성 프레스 (hip) (선택 사항)
● 연삭 및 마무리
● 코팅 (선택 사항)
● 텅스텐 카바이드 인서트의 응용
● 텅스텐 카바이드 인서트의 장점
● 결론
● 텅스텐 카바이드 인서트에 대한 FAQ
>> 1. 텅스텐 카바이드 인서트는 무엇으로 만들어 졌습니까?
>> 2. 텅스텐 카바이드 인서트는 어떻게 형성됩니까?
>> 3. 소결이란 무엇이며 왜 중요한가요?
>> 4. 텅스텐 카바이드 인서트 코팅의 목적은 무엇입니까?
>> 5. 일반적으로 사용되는 텅스텐 카바이드 인서트는 어떤 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니까?
● 인용 :
텅스텐 카바이드 인서트는 다양한 제조 공정의 필수 구성 요소이며, 경도와 내마모성으로 인해 소중합니다. 이 삽입물은 지루한, 드릴링, 밀링 및 회전과 같은 응용 분야를위한 절단 도구에 널리 사용됩니다. 이러한 고성능 도구의 제조 공정을 이해하는 것은 복잡성과 정밀도를 이해하는 데 중요합니다. 이 과정에는 분말 준비, 혼합, 형성, 소결 및 마무리의 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다. 일부 인서트는 또한 Hot Isostatic Pressing (HIP) 및 코팅과 같은 추가 단계를 거쳐 특성을 향상시킵니다.
분말 준비
텅스텐 카바이드 인서트를 제조하는 첫 번째 단계는 원료를 신중하게 선택하고 준비하는 것입니다. 고급 텅스텐 카바이드 및 코발트 파우더가 공급되며, 이러한 재료의 품질은 최종 제품의 성능에 중요합니다.
원료 선택 :
- 텅스텐 카바이드 : 경도와 내마모성을 제공합니다.
- 코발트 : 바인더 역할을하여 강인함과 힘을 제공합니다.
- 추가 카바이드 : 특정 특성을 향상시키기 위해 타이타늄 카바이드 또는 탄탈 룸 카바이드가 추가 될 수 있습니다.
분말은 입자 크기 분포, 순도 및 화학적 조성을 결정하기 위해 철저한 분석을 거친다. 이어서, 정확한 양의 텅스텐 카바이드 및 코발트 파우더는 원하는 등급 사양에 따라 무게를 측정합니다. 코발트 함량은 일반적으로 인서트의 의도 된 적용에 따라 6% 내지 30%입니다. 예를 들어, 고 충격적인 응용 프로그램을 위해 설계된 인서트는 강인성을 향상시키기 위해 더 높은 코발트 함량이 필요할 수 있으며, 고정밀 마감 처리는 코발트 함량이 낮아서 경도와 내마모성을 극대화 할 수 있습니다.
티타늄 카바이드 (TIC), 탄탈 룸 카바이드 (TAC) 및 니오피움 카바이드 (NBC)와 같은 2 차 탄산화물의 사용은 또한 분말 제조의 중요한 측면이다. 이 탄화물은 종종 텅스텐 카바이드의 입자 구조를 개선하기 위해 소량으로 첨가되고, 고온 경도를 향상 시키며, 분화구 및 측면 마모에 대한 저항을 향상시킵니다. 각 첨가제는 다양한 가공 조건 및 공작물 재료에 맞게 조정 된 특정 혜택을 제공합니다.
필요한 경우이 단계에서는 타이타늄 카바이드 또는 탄탈 룸 카바이드와 같은 추가 탄화물이 추가되어 특정 특성을 향상시킵니다.
믹싱 및 밀링
혼합 및 밀링 단계는 최종 제품의 동질성을 보장하는 데 중요합니다. 목표는 모든 분리 또는 응집이 최종 제품의 결함을 유발할 수 있기 때문에 텅스텐 카바이드 및 코발트 입자의 균일 한 분산을 만드는 것입니다.
초기 믹싱 :
측정 된 분말은 모든 구성 요소의 균일 한 분포를 보장하기 위해 v- 블렌더 또는 응고 믹서에서 철저히 혼합됩니다. 이들 믹서는 균질 한 혼합을 달성하기 위해 텀블링과 흔들림의 조합을 사용하여 구성의 국소 변화의 위험을 최소화한다.
볼 밀링 :
이어서, 혼합물을 볼 밀로 옮긴다. 이는 단단한 내마모 인 볼 (종종 텅스텐 카바이드로 만든)을 사용하여 분말을 추가로 혼합하고 분쇄하는 장치 인 볼 공장으로 옮긴다. 밀링 공정을 용이하게하고 산화를 방지하기 위해 일반적으로 알코올 인 액체 배지가 첨가된다. 밀링 공정은 원하는 입자 크기 및 등급 특성에 따라 24 시간에서 72 시간 동안 지속될 수 있습니다.
밀링 동안, 분말 입자는 일반적으로 0.5 내지 5 마이크로 미터 범위의 서브 미크론 크기로 감소된다. 이 미세 입자 크기를 달성하는 것은 소결 공정을 향상시키고 최종 생성물의 기계적 특성을 향상시키는 데 중요합니다. 더 작은 입자는 더 나은 포장과 균일 한 소결을 허용하여 밀도가 높고 더 강한 인서트를 초래합니다.
밀링 후, 슬러리는 스프레이 건조 또는 진공 건조 기술을 사용하여 건조되어 액체 배지를 제거한다. 스프레이 건조는 슬러리를 뜨거운 가스 스트림으로 분무하여 액체가 빠르게 증발하고 미세하고 건조한 분말 뒤에 남겨 둡니다. 반면에 진공 건조는 감소 된 압력을 사용하여 액체의 끓는점을 낮추어 더 낮은 온도에서 증발하고 분말의 산화 또는 분해 위험을 최소화 할 수 있습니다.
모양
혼합 후, 균질 혼합물은 형성 될 준비가된다. 프레스, 압출 또는 주입 성형을 포함한 몇 가지 형성 방법을 이용할 수 있습니다. 모양의 선택은 삽입의 원하는 형상, 생산량 및 필요한 정밀도에 따라 다릅니다.
분말 윤활 :
소량의 유기 결합제 (종종 파라핀 왁스)가 분말에 첨가되어 유동성 및 압축성을 향상시킨다. 바인더는 윤활제로서 작용하여 분말 입자 사이의 마찰을 줄이고 프레스 중에 더 단단히 포장 할 수있게한다.
다이 준비 :
원하는 삽입물의 모양을 가진 다이가 준비됩니다. 다이 캐비티는 종종 소결 동안 수축을 설명하기 위해 약간 더 크다. 다이는 일반적으로 압박과 관련된 고압을 견딜 수 있도록 경화 강철 또는 텅스텐 탄화물로 만들어집니다.
압축 :
제조 된 분말 혼합물을 다이 캐비티에 조심스럽게 붓습니다. 분말 침대 전체의 균일 한 밀도를 보장하기 위해 충전 공정을 제어해야합니다. 분말은 유압 또는 기계식 프레스를 사용하여 일반적으로 제곱 인치당 10 톤에서 30 톤 사이의 고압 하에서 압축됩니다. 결과는 최종 인서트의 기본 모양을 가지지 만 여전히 비교적 부드럽고 깨지기 쉬운 '녹색 소형, '입니다. 녹색 소형은 다이에서 조심스럽게 배출됩니다.
사전 싱글 링 (선택 사항)
일부 제조업체에는 사전 싱글 링 단계가 포함됩니다. 녹색 소형은 500 ℃ 내지 900 ℃의 온도로 가열된다. 이 과정은 프레스 단계에서 사용되는 유기 바인더를 제거하고 소형의 강도를 약간 증가시켜 후속 단계에서 더 쉽게 처리 할 수 있습니다. 소결 전에 바인더를 제거하는 것은 탄소 잔류 물의 형성을 방지하는 데 중요하며, 이는 최종 생성물의 특성에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.
소결
소결은 치명적인 단계이며, 깨지기 쉬운 녹색 소형을 조밀하고 단단한 탄화물 삽입물로 변형시킵니다. 소결 공정은 제어 된 대기에서 소형을 고온, 일반적으로 1300 ℃ 내지 1600 ℃ 사이로 가열하는 것을 포함한다.
퍼니스 하중 :
녹색 소형 (또는 사전 싱글 파트)은 소결 용광로에로드됩니다. 퍼니스 대기는 신중하게 제어되며, 종종 진공 또는 아르곤과 같은 불활성 가스를 사용하여 산화를 방지합니다. 용광로 내의 소형의 배열은 균일 한 가열을 보장하고 왜곡을 방지하기 위해 중요합니다.
온도 램프 업 :
온도는 점차적으로 약 1400 ° C (코발트의 융점 근처)로 증가합니다. 온도는 특정 기간, 일반적으로 1-3 시간 동안 유지되며, 코발트는 텅스텐 카바이드 입자 사이에서 녹고 흐를 수 있습니다. 용융 코발트는 바인더 역할을하여 카바이드 입자 사이의 공간을 채 웁니다. 용광로는 천천히 냉각되어 코발트가 탄화물 입자를 굳히고 결합시킬 수 있습니다.
소결 동안, 삽입물은 모공 제거와 구조물의 통합으로 인해 약 17-25% 줄어 듭니다. 온도, 시간 및 대기와 같은 소결 파라미터의 정확한 제어는 원하는 밀도, 미세 구조 및 기계적 특성을 달성하는 데 필수적입니다.
Sandvik Coromant에 따르면, 인서트는 약 13 시간이 걸리고 압축 된 분말을 시멘트 카바이드로 융합시키는 과정에서 섭씨 약 1,500 도로 가열됩니다. 소결 과정의 수축은 약 50 %이다. 따라서 소결 삽입물은 압축 된 조각의 크기의 약 절반에 불과합니다.
뜨거운 등방성 프레스 (hip) (선택 사항)
일부 고성능 삽입물은 추가 단계를 거칩니다. 소결 삽입물은 매우 높은 압력 (최대 30,000psi)에서 불활성 가스로 채워진 특수 챔버에 배치됩니다. 챔버는 소결 온도에 가까운 온도로 가열됩니다. 고압과 온도의 조합은 남아있는 다공성을 제거하여 완전히 조밀 한 구조를 초래합니다. 고관절 처리는 인서트의 기계적 특성, 특히 피로 강도 및 골절 강인성을 크게 향상시킵니다.
연삭 및 마무리
소결 또는 고관절 후, 인서트는 일반적으로 연삭 및 마감 작업을 수행하여 최종 치수, 공차 및 표면 마감을 달성합니다.
연마:
삽입물은 다이아몬드 연삭 휠을 사용하여 접지되어 표면 결함을 제거하고 원하는 모양과 크기를 달성합니다. 그라인딩은 삽입물 손상을 피하기 위해 연삭 매개 변수를 신중하게 제어 해야하는 정밀한 프로세스입니다.
표면 처리 :
일부 삽입물은 표면 마감을 개선하고 마찰을 줄이기 위해 연마 또는 랩핑과 같은 추가 표면 처리를 겪을 수 있습니다.
코팅 (선택 사항)
많은 탄화물 삽입물은 추가 단계 인 코팅을 겪습니다. 이것은 인서트의 내마비 및 열 장벽 특성을 향상시킵니다. 인서트는 회전 목마의 비품에 배치 한 다음 코팅 된 저압이있는 오븐에 넣습니다. 삽입물이 특정 색상을 얻는 곳입니다.
화학 증기 증착 (CVD) :
CVD는 고온에서 기체 전구체의 반응을 포함하여 삽입 표면에 얇고 단단한 코팅을 퇴적시킨다. 일반적인 CVD 코팅에는 티타늄 카바이드 (TIC), 질화 티타늄 (TIN) 및 산화 알루미늄 (AL2O3)이 포함됩니다.
물리 증기 증착 (PVD) :
PVD는 진공 상태에서 고체 물질의 기화 및 삽입 표면에 후속 증착을 포함한다. PVD 코팅은 일반적으로 CVD 코팅보다 얇고 매끄러 져있어 고 정밀 응용 분야에 적합합니다.
텅스텐 카바이드 인서트의 응용
텅스텐 카바이드 인서트는 탁월한 경도, 내마모성 및 고온 성능으로 인해 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 이러한 응용 프로그램은 금속 가공, 광업, 건축 및 자동차를 포함한 다양한 산업에 걸쳐 있습니다. 다음은 텅스텐 카바이드 인서트의 주요 용도입니다.
1. 절단 도구
텅스텐 카바이드 인서트는 다양한 절단 도구에서 교체 가능한 절단 가장자리로 가장 일반적으로 사용됩니다. 그들의 경도와 내마모성은 강철, 주철, 알루미늄 및 복합재를 포함한 광범위한 재료를 가공하는 데 이상적입니다. 일반적인 절단 도구 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.
- 회전 : 선반에 사용하여 회전하는 워크 피스에서 재료를 제거하여 원통형 또는 원추형 모양을 만듭니다.
- 밀링 : 로터리 커터를 사용하여 워크 피스에서 재료를 제거하기 위해 밀링 머신에 사용됩니다.
- 드릴링 : 드릴 비트로 사용하여 다양한 재료로 구멍을 만듭니다.
- 보링 : 정밀하게 기존 구멍을 확대하거나 마무리하는 데 사용됩니다.
- 스레딩 : 나사, 볼트 및 기타 패스너에 나사산을 만드는 데 사용됩니다.
- 그루브 : 공작물에서 좁은 채널이나 그루브를 자르는 데 사용됩니다.
- 이별 : 완성 된 부품을 재고 자료와 분리하는 데 사용됩니다.
2. 부품을 착용하십시오
탁월한 내마모성으로 인해 텅스텐 카바이드 인서트는 구성 요소가 높은 수준의 마모 및 마모에 따라 적용되는 응용 분야에서도 사용됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
- 노즐 : 일관된 흐름과 입자 크기를 유지하기 위해 연마적인 폭파 및 스프레이 응용 프로그램에 사용됩니다.
-씰 및 베어링 : 오래 지속되고 신뢰할 수있는 성능을 제공하기 위해 고기 환경에 사용됩니다.
- 크러셔 턱 및 해머 : 하드 재료를 분쇄하고 갈기 위해 채굴 및 골재 가공에 사용됩니다.
- 와이어 가이드 : 와이어 드로잉 및 형성 작업에 사용하여 와이어를 안내하고 장비의 마모를 방지합니다.
- 압출 다이 : 금속과 플라스틱의 압출에 사용되어 물질을 형성하고 내마모성을 제공합니다.
3. 광업 및 건축
텅스텐 카바이드 인서트는 광업 및 건설 산업에서 극한의 조건과 연마재를 견딜 수있는 능력을 제공하기 위해 필수적입니다. 주요 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.
- 드릴 비트 : 암석 시추 및 터널링 작업에 사용됩니다.
- 절단 도구 : 도로 밀링 및 아스팔트 절단 장비에 사용됩니다.
- 착용판 : 마모와 마모로부터 보호하기 위해 중장기에 사용됩니다.
- 터널 보링 머신 (TBMS) : TBMS의 절단 도구로 사용하여 바위와 토양을 통해 터널을 발굴합니다.
-로드 헤더 :로드 헤더의 절단 도구로 사용하여 터널과 지하 광산을 굴착시킵니다.
4. 자동차 산업
자동차 부문에서 텅스텐 카바이드 인서트는 엔진 부품, 브레이크 시스템 및 기타 중요한 부품의 제조에 사용됩니다. 특정 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.
- 절단 도구 : 엔진 블록, 실린더 헤드 및 기타 구성 요소를 기계에 사용하는 데 사용됩니다.
- 브레이크 로터 : 브레이크 로터를 돌리는 데 사용됩니다.
- 마모 부품 : 고성능 제동 시스템에 사용됩니다.
- 밸브 시트 : 내마모성을 제공하고 밀봉 성능을 유지하기 위해 엔진의 밸브 시트로 사용됩니다.
- 연료 인젝터 : 내마모성을 제공하고 정확한 연료 전달을 보장하기 위해 연료 인젝터의 구성 요소로 사용됩니다.
5. 다른 산업
텅스텐 카바이드 인서트 :
-항공 우주 : 강도 대 중량비와 내마모성으로 인해 항공기 부품 제조에 사용됩니다.
- 전자 장치 : 전자 부품 및 회로 보드 생산에 사용되었습니다.
- 의료 : 정밀성과 내구성을 위해 수술기구 및 치과 도구에 사용됩니다.
- 오일 및 가스 : 가혹한 조건과 연마재를 견딜 수있는 시추 및 탐사 장비에 사용됩니다.
- 식품 가공 : 식품 가공에 장비 절단 및 연삭에 사용됩니다.
텅스텐 카바이드 인서트의 장점
텅스텐 카바이드 인서트의 광범위한 사용은 다른 재료에 비해 우수한 특성과 성능에 기인합니다. 주요 장점은 다음과 같습니다.
- 높은 경도 : 텅스텐 카바이드는 예외적으로 단단하므로 강화 강과 슈퍼 합금을 포함한 광범위한 재료를 자르고 가공 할 수 있습니다.
- 우수한 내마모성 : 텅스텐 카바이드 인서트의 내마모성이 높으면 긴 도구 수명을 보장하여 다운 타임 및 교체 비용이 줄어 듭니다.
-고온 성능 : 텅스텐 카바이드는 고온에서 경도와 강도를 유지하여 고속 절단 작업에 적합합니다.
- 화학적 불활성 : 텅스텐 카바이드는 화학적으로 불활성이므로 가혹한 환경에서 부식과 분해에 저항력이 있습니다.
- 다목적 성 : 텅스텐 카바이드 인서트는 광범위한 응용 분야에 맞게 다양한 모양과 크기로 제조 할 수 있습니다.
- 고강도 : 텅스텐 카바이드는 압축 강도가 높기 때문에 높은 절단력과 압력을 견딜 수 있습니다.
- 치수 안정성 : 텅스텐 카바이드는 탁월한 치수 안정성을 나타내어 삽입물이 다양한 조건에서 모양과 크기를 유지하도록합니다.
결론
텅스텐 카바이드 인서트의 제조는 분말 제조, 혼합, 형성, 소결 및 고관절 및 코팅과 같은 선택적인 단계와 관련된 복잡하고 정확한 공정입니다. 각 단계는 경도, 내마모성 및 인성의 원하는 특성을 달성하는 데 중요합니다. 이 삽입물은 절단 도구 및 마모 부품의 뛰어난 성능으로 인해 금속 가공, 마이닝 및 자동차를 포함한 다양한 산업에서 필수적입니다. 제조 기술의 지속적인 발전은 성능을 계속 향상시키고 텅스텐 카바이드 인서트의 응용을 넓 힙니다. 향후 추세에는 새로운 코팅 재료의 개발, 개선 된 소결 공정 및 첨가제 제조 기술의 사용이 더 복잡한 삽입 형상을 생성하는 것이 포함됩니다.
텅스텐 카바이드 인서트에 대한 FAQ
1. 텅스텐 카바이드 인서트는 무엇으로 만들어 졌습니까?
텅스텐 카바이드 인서트는 주로 텅스텐 카바이드 분말과 코발트로 만들어집니다. 타이타늄 카바이드 또는 탄탈 럼 카바이드와 같은 추가 탄화물이 첨가되어 특정 특성을 향상시킬 수 있습니다. 특정 구성은 삽입의 의도 된 적용에 따라 다르며, 다른 등급은 경도, 인성 및 내마모성의 다른 조합을 제공합니다.
2. 텅스텐 카바이드 인서트는 어떻게 형성됩니까?
텅스텐 카바이드 인서트는 프레스, 압출 또는 주입 성형을 포함한 여러 방법을 사용하여 형성됩니다. 분말 혼합물을 고압 하에서 원하는 모양으로 다이로 압축시킨다. 모양의 선택은 삽입 지오메트리의 복잡성과 생산량에 따라 다릅니다.
3. 소결이란 무엇이며 왜 중요한가요?
소결은 형상 삽입물이 금속 결합제의 융점 바로 아래의 온도로 가열되는 제조 공정에서 중요한 단계이다. 이로 인해 바인더가 텅스텐 카바이드 입자를 함께 녹이고 결합하여 고체 구조를 만듭니다. 소결은 삽입물의 원하는 밀도, 강도 및 경도를 달성하는 데 필수적입니다.
4. 텅스텐 카바이드 인서트 코팅의 목적은 무엇입니까?
코팅은 인서트의 내마모성 및 열 장벽 특성을 향상시킵니다. 삽입 수명을 연장하고 까다로운 응용 프로그램에서 성능을 향상시키는 데 도움이됩니다. 다른 코팅 재료는 경도 증가, 마찰 감소 또는 화학 공격에 대한 내성 향상과 같은 특정 이점을 제공하는 데 사용됩니다.
5. 일반적으로 사용되는 텅스텐 카바이드 인서트는 어떤 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니까?
텅스텐 카바이드 인서트는 일반적으로 보링, 드릴링, 밀링 및 회전을위한 절단 도구에 사용됩니다. 또한 마모 부품, 채굴 및 건설 장비 및 자동차 부품에도 사용됩니다. 다목적 성과 고성능으로 다양한 산업 분야의 광범위한 응용 분야에 적합합니다.
인용 :
[1] https://onmytoolings.com/how-are-carbide-inserts-made/
[2] https://hackaday.com/2024/04/02/mining-and-refining-tungsten/
[3] https://cdn.sandvik.coromant.com/files/sitecollectiondocuments/tools/inserts-and-grades/birth-of-an-insert-infographic/birth-of-infographic-enu.pdf
[4] https://www.cnhjmetal.com/fa/new/how-tungsten-carbide-inserts-are-made.html
[5] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-process-of-cemented-carbide-inserts:-a-cormensive-guide-39.html
[6] https://www.reddit.com/r/skookum/comments/7exk8b/how_tungsten_carbide_inserts_are_made/
[7] https://www.hjcarbide.com/new/how-tungsten-carbide-inserts-are-made.html
[8] http://www.chinatungsten.com/video/tungsten/w-evk-004.html
