เมนูเนื้อหา
กระบวนการผลิต: คู่มือทีละขั้นตอน
- 1. การเตรียมผง
- 2. การผสมและการกัด
- 3. การกดและรูปร่าง
- 4. pre-sintering (ไม่บังคับ)
- 5. การเผา
- 6. การกด isostatic ร้อน (สะโพก) (ไม่บังคับ)
- 7. จบ
แอปพลิเคชันของเม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์
ข้อดีของเม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์
บทสรุป
คำถามที่พบบ่อย
- 1. วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการทำเม็ดมีดคาร์ไบด์คืออะไร?
- 2. เหตุใดการทำลายขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิต?
- 3. จุดประสงค์ของการกด isostatic ร้อน (สะโพก) คืออะไร?
- 4. การกัดมีผลต่อคุณภาพอย่างไร?
- 5. มาตรการควบคุมคุณภาพประเภทใดในระหว่างการผลิต?
การอ้างอิง:
เม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์ เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในการตัดเฉือนที่ทันสมัยนำเสนอความแข็งที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานการสึกหรอสำหรับแอปพลิเคชันการตัดต่างๆ การทำความเข้าใจว่าการผลิตเม็ดมีดเหล่านี้เผยให้เห็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องในการผลิตเครื่องมือประสิทธิภาพสูงเหล่านี้ บทความนี้นำเสนอการผลิตเม็ดมีดคาร์ไบด์ทีละขั้นตอนตั้งแต่การเลือกวัตถุดิบไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
กระบวนการผลิต: คู่มือทีละขั้นตอน
การสร้างเม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์เกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนสำคัญแต่ละขั้นตอนเรียกร้องความแม่นยำและความเชี่ยวชาญ ขั้นตอนเหล่านี้รวมถึงการเตรียมผงการผสมและการกัดการกดและการปรับรูปร่างการถ่ายภาพล่วงหน้า (ไม่บังคับ) การเผา, การกดไอโซสเตอร์ร้อน (HIP) (ไม่บังคับ) และการตกแต่ง
1. การเตรียมผง
การเดินทางของเม็ดมีดคาร์ไบด์เริ่มต้นด้วยการเลือกอย่างระมัดระวังและการเตรียมวัตถุดิบ
- การเลือกวัตถุดิบ: ทังสเตนคาร์ไบด์และผงโคบอลต์ที่มีความบริสุทธิ์สูง คุณภาพของวัตถุดิบเหล่านี้มีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเม็ดมีดสุดท้าย
- การวิเคราะห์ผง: ผงได้รับการวิเคราะห์เพื่อกำหนดการกระจายขนาดอนุภาคความบริสุทธิ์และองค์ประกอบทางเคมี เทคนิคขั้นสูงเช่นการเลี้ยวเบนเลเซอร์หรือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM) อาจใช้เพื่อการวัดที่แม่นยำ
- การชั่งน้ำหนักและสัดส่วน: ปริมาณของทังสเตนคาร์ไบด์และผงโคบอลต์ที่แม่นยำนั้นได้รับการชั่งน้ำหนักตามข้อกำหนดเกรดที่ต้องการ เนื้อหาโคบอลต์มักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 6% ถึง 30% ขึ้นอยู่กับการใช้งานของเม็ดมีด
- การรวมตัวกัน: คาร์ไบด์เพิ่มเติมเช่นไทเทเนียมคาร์ไบด์หรือคาร์ไบด์แทนทาลัมจะถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเฉพาะเช่นความเหนียวหรือเสถียรภาพทางความร้อน
2. การผสมและการกัด
ขั้นตอนนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความเป็นเนื้อเดียวกันของวัสดุ
- การผสมเริ่มต้น: ผงที่วัดได้ผสมในเครื่องผสม V-blender หรือ turbula เพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายที่สม่ำเสมอของส่วนประกอบทั้งหมด
- การกัดบอล: ส่วนผสมจะถูกถ่ายโอนไปยังโรงสีลูกซึ่งใช้ลูกบอลที่ทนต่อการสึกหรอ (มักทำจากทังสเตนคาร์ไบด์) เพื่อผสมและบดผงต่อไป
- การโม่เปียก: มีการเติมอาหารเหลวซึ่งมักจะเพิ่มแอลกอฮอล์และน้ำเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการกัดและป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
- ระยะเวลาการกัด: กระบวนการกัดสามารถใช้งานได้นาน 24 ถึง 72 ชั่วโมงขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคที่ต้องการและลักษณะเกรด
- การลดขนาดอนุภาค: การโม่ลดอนุภาคผงให้เป็นขนาด submicron ซึ่งโดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 0.5 ถึง 5 ไมโครเมตร
- การอบแห้ง: หลังจากการกัดแล้วสารละลายจะถูกทำให้แห้งโดยใช้เครื่องอบแห้งสเปรย์หรือเทคนิคการอบแห้งสูญญากาศเพื่อลบสื่อของเหลว
3. การกดและรูปร่าง
ผงถูกสร้างขึ้นเป็นรูปร่างที่ต้องการในช่วงนี้
- การหล่อลื่นผง: สารยึดเกาะอินทรีย์จำนวนเล็กน้อย (มักจะเพิ่มแว็กซ์พาราฟิน) ลงในผงเพื่อปรับปรุงความสามารถในการไหลและการบีบอัดได้
- การเตรียมการตาย: มีการเตรียมการตายที่มีรูปร่างของเม็ดมีดที่ต้องการ โพรงตายมักจะใหญ่กว่าเล็กน้อยเพื่อพิจารณาการหดตัวในระหว่างการเผา
- ไส้ผง: ส่วนผสมของผงที่เตรียมไว้จะถูกเทลงในโพรงตาย ผงจะถูกขนส่งในถัง 100 กิโลกรัมในเครื่องกดเพื่อทำเม็ดมีด ผู้ประกอบการป้อนหมายเลขคำสั่งซื้อเครื่องมือกดและแม่พิมพ์
- การบดอัด: ผงถูกบีบอัดภายใต้แรงดันสูงโดยทั่วไประหว่าง 10 ถึง 30 ตันต่อตารางนิ้วโดยใช้เครื่องกดไฮดรอลิกหรือเครื่องจักรกล
- การสร้างกะทัดรัดสีเขียว: ผลลัพธ์คือ 'สีเขียวขนาดกะทัดรัด ' ซึ่งมีรูปร่างพื้นฐานของเม็ดมีดสุดท้าย แต่ก็ยังค่อนข้างนุ่มและเปราะบาง
- การขับออก: สีเขียวขนาดกะทัดรัดจะถูกไล่ออกจากการตายอย่างระมัดระวัง
4. pre-sintering (ไม่บังคับ)
ขั้นตอนนี้รวมอยู่ในผู้ผลิตบางราย
- ความร้อนอุณหภูมิต่ำ: สีเขียวกะทัดรัดจะถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิระหว่าง 500 ° C และ 900 ° C
- การกำจัดสารยึดเกาะ: กระบวนการนี้จะลบสารยึดเกาะอินทรีย์ที่ใช้ในขั้นตอนการกด
- การเพิ่มความแข็งแรง: การช่วงก่อนการฉีดเพิ่มความแข็งแรงของกะทัดรัดเล็กน้อยทำให้ง่ายต่อการจัดการในขั้นตอนต่อไป
5. การเผา
การเผาผลาญสีเขียวที่บอบบางให้กลายเป็นเม็ดมีดคาร์ไบด์ที่หนาแน่นและแข็ง
- การโหลดของเตาเผา: สีเขียวขนาดกะทัดรัด (หรือชิ้นส่วนล่วงหน้า) ถูกโหลดลงในเตาเผา มีเม็ดมีดอย่างน้อยหนึ่งแสนตัวที่สามารถรวมเข้าด้วยกันได้ในเวลาเดียวกัน
- การควบคุมบรรยากาศ: บรรยากาศเตาเผาถูกควบคุมอย่างระมัดระวังมักใช้สูญญากาศหรือก๊าซเฉื่อยเช่นอาร์กอนเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
- อุณหภูมิทางลาดขึ้น: อุณหภูมิจะค่อยๆเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 1,400 ° C (ใกล้กับจุดหลอมเหลวของโคบอลต์) ผงของคาร์ไบด์ซีเมนต์จะถูกทำให้ร้อนถึงประมาณ 1,500 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 13 ชั่วโมงก่อนที่มันจะถูกหลอมรวมเข้ากับวัสดุที่รู้จักกันในชื่อคาร์ไบด์ซีเมนต์ซึ่งมีความแข็งมาก
- ระยะเวลาการถือครอง: อุณหภูมิจะคงอยู่ในช่วงเวลาที่กำหนดโดยทั่วไป 1-3 ชั่วโมงทำให้โคบอลต์ละลายและไหลระหว่างอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์
- การเผาเฟสของเหลว: โคบอลต์ที่หลอมเหลวทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะ, การเติมช่องว่างระหว่างอนุภาคคาร์ไบด์
- การระบายความร้อน: เตาถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆทำให้โคบอลต์สามารถแข็งตัวและผูกอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์เข้าด้วยกัน
- การหดตัว: ในระหว่างการเผาผลาญเม็ดมีดหดตัวประมาณ 17-25% เนื่องจากการกำจัดรูขุมขนและการรวมโครงสร้าง
6. การกด isostatic ร้อน (สะโพก) (ไม่บังคับ)
เม็ดมีดประสิทธิภาพสูงบางขั้นตอนได้รับขั้นตอนเพิ่มเติมนี้
- สภาพแวดล้อมความดันสูง: เม็ดมีดเผาถูกวางไว้ในห้องพิเศษที่เต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อยที่แรงดันสูงมาก (สูงถึง 30,000 psi)
- อุณหภูมิที่สูงขึ้น: ห้องถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิที่เผาไหม้
- การกำจัดรูขุมขน: การรวมกันนี้ช่วยลดความพรุนที่เหลืออยู่ส่งผลให้โครงสร้างหนาแน่นเต็ม
7. จบ
ขั้นตอนการตกแต่งทำให้มั่นใจได้ว่าเม็ดมีดตรงตามข้อกำหนดที่จำเป็น
- การบด: คาร์ไบด์ซีเมนต์เป็นพื้นด้วยเพชรอุตสาหกรรม - วัสดุที่ยากที่สุดในโลก - เพื่อให้ได้รูปทรงเรขาคณิตและขนาดที่สมบูรณ์แบบสำหรับแต่ละเม็ดมีด
- การตรวจสอบคุณภาพ: เม็ดมีดได้รับการตรวจสอบคุณภาพในห้องปฏิบัติการในระหว่างกระบวนการบดเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาได้มาตรฐานที่เข้มงวดสำหรับความแข็งความทนทานความต้านทานการสึกหรอและความแม่นยำมิติ
- การเคลือบ (ไม่บังคับ): เม็ดมีดบางชนิดอาจได้รับการเคลือบผิวเช่นไทเทเนียมไนไตรด์ (TIN) หรืออลูมิเนียมออกไซด์ (AL2O3) เพื่อประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นในการใช้งานเฉพาะ การเคลือบเหล่านี้สามารถปรับปรุงความแข็งได้มากขึ้นในขณะที่ลดแรงเสียดทานในระหว่างการตัด
แอปพลิเคชันของเม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์
เครื่องมือตัดเครื่องมือตัดทังสเตนคาร์ไบด์มีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ :
1. การดำเนินการเครื่องตัดเฉือน:
- ใช้อย่างกว้างขวางในการเปลี่ยนเครื่องมือสำหรับเครื่องกลึงที่พวกเขาตัดโลหะเป็นรูปร่างที่ต้องการด้วยความแม่นยำ
- ใช้ในเครื่องกัดเพื่อสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนบนชิ้นงานโลหะ
2. อุตสาหกรรมเหมืองแร่:
- ใช้ในบิตสว่านสำหรับการสกัดแร่ธาตุเนื่องจากความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยมของพวกเขากับวัสดุขัด
3. ภาคการก่อสร้าง:
- พบในเครื่องมือที่ใช้สำหรับการขุดเจาะคอนกรีตหรือการตัดเนื่องจากความทนทานต่อพื้นผิวแข็ง
4- อุตสาหกรรมยานยนต์:
- นำไปใช้ในชิ้นส่วนการผลิตเช่นใบพัดเบรกที่ความต้านทานความร้อนสูงเป็นสิ่งสำคัญ
5. เครื่องมืองานไม้:
- ใช้ในบิตเราเตอร์หรือใบเลื่อยที่ออกแบบมาสำหรับการตัดไม้เนื้อแข็งอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องหมองคล้ำอย่างรวดเร็ว
ข้อดีของเม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์
Tungsten Carbide Inserts มีข้อได้เปรียบมากมายที่ทำให้พวกเขาเป็นที่ต้องการอย่างมากในการใช้งานต่างๆ:
- ความแข็งที่ยอดเยี่ยม: ทังสเตนคาร์ไบด์อันดับสองรองจากเพชรในระดับความแข็งของ Mohs ลักษณะนี้ช่วยให้สามารถรักษาขอบตัดที่คมชัดเป็นระยะเวลานานโดยไม่ต้องสึกหรออย่างมีนัยสำคัญ
- ความต้านทานการสึกหรอสูง: เม็ดมีดที่ทำจากทังสเตนคาร์ไบด์ต้านทานการเสียดสีได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อตัดเฉือนวัสดุที่ยากเช่นสแตนเลสหรือเหล็กหล่อ
- ความเสถียรทางความร้อน: พวกเขาสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนโดยไม่สูญเสียความสมบูรณ์ของโครงสร้าง
- ความเก่งกาจ: เม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์สามารถผลิตได้ในรูปทรงและขนาดต่าง ๆ ที่เหมาะสำหรับงานการตัดเฉือนที่เฉพาะเจาะจงทำให้เหมาะกับหลายอุตสาหกรรม
- ประสิทธิภาพด้านต้นทุน: แม้ว่าต้นทุนเริ่มต้นอาจสูงกว่าวัสดุเครื่องมือแบบดั้งเดิมเช่นเหล็กความเร็วสูง (HSS) อายุการใช้งานที่ยาวนานของพวกเขาจะนำไปสู่การลดต้นทุนเครื่องมือโดยรวมเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากความถี่ในการเปลี่ยนลดลง
บทสรุป
การผลิตเม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่ต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวังในแต่ละขั้นตอน - จากการเตรียมผงผ่านการตกแต่ง แต่ละขั้นตอนมีส่วนช่วยอย่างมีนัยสำคัญในการบรรลุเครื่องมือประสิทธิภาพสูงที่สามารถตอบสนองความต้องการการตัดเฉือนในอุตสาหกรรมต่างๆ ด้วยคุณสมบัติความแข็งและความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยมรวมกับความสามารถรอบตัวในการใช้งาน - เม็ดมีดคาร์ไบด์ตังสเตนยังคงเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ภายในสภาพแวดล้อมการผลิตที่ทันสมัย
คำถามที่พบบ่อย
1. วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการทำเม็ดมีดคาร์ไบด์คืออะไร?
วัตถุดิบหลักคือผงทังสเตนที่มีความบริสุทธิ์สูงและผงโคบอลต์ คาร์ไบด์เพิ่มเติมเช่นไทเทเนียมคาร์ไบด์หรือคาร์ไบด์แทนทาลัมเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเฉพาะ
2. เหตุใดการทำลายขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิต?
การเผาผลาญเปลี่ยน 'สีเขียวกะทัดรัด ' เป็นเม็ดมีดคาร์ไบด์ที่หนาแน่นโดยให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง - ทำให้การไหลของวัสดุโคบอลต์ยึดติดอยู่ระหว่างทังสเตนคาร์ไบด์ส่งผลให้พันธะที่แข็งแกร่งซึ่งเพิ่มความทนทานในระหว่างการใช้งาน
3. จุดประสงค์ของการกด isostatic ร้อน (สะโพก) คืออะไร?
สะโพกกำจัดความพรุนที่เหลืออยู่ภายในเม็ดมีดเผาโดยใช้ทั้งความดันและอุณหภูมิสูง-นำไปสู่โครงสร้างที่หนาแน่นอย่างเต็มที่ซึ่งแสดงลักษณะประสิทธิภาพที่เหนือกว่าภายใต้สภาวะการปฏิบัติงานเมื่อเทียบกับคู่ที่ไม่ผ่านการประมวลผลสะโพก
4. การกัดมีผลต่อคุณภาพอย่างไร?
การกัดลดอนุภาคผงลงไปในขนาด submicron ทำให้มั่นใจได้ว่าการกระจายตัวที่สม่ำเสมอตลอดการผสมซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความเป็นเนื้อเดียวกันของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่มีอิทธิพลต่อการวัดประสิทธิภาพเช่นความทนทานและการสึกหรอในระหว่างสถานการณ์การใช้งานจริงในภายหลังหลังจากขั้นตอนการผลิตเสร็จสิ้นได้สรุปสำเร็จ!
5. มาตรการควบคุมคุณภาพประเภทใดในระหว่างการผลิต?
มาตรการควบคุมคุณภาพรวมถึงการวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับการแจกแจงขนาดอนุภาค/องค์ประกอบทางเคมี การทดสอบในห้องปฏิบัติการดำเนินการเป็นระยะตลอดรอบการผลิต กระบวนการบดเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของมิติ; การเคลือบเสริมใช้งานหลังการผลิตการเพิ่มประสิทธิภาพการวัดประสิทธิภาพโดยรวมตามข้อกำหนดของผู้ใช้ปลายทางเฉพาะที่ระบุไว้ล่วงหน้า!
การอ้างอิง:
[1] https://onmytoolings.com/how-are-carbide-inserts-made/
[2] https://www.ee.cityu.edu.hk/~gchen/pdf/writing.pdf
[3] https://www.zgcccarbide.com/news/the-manufacturing-process-of-cemented-carbide-inster
[4] https://www.163.com/dy/article/edigquv605370k28.html
[5] https://www.hjcarbide.com/new/how-tungsten-carbide-inserts-are-made.html
[6] https://blog.csdn.net/qq_34917728/article/details/125122327
[7] https://huanatools.com/what-are-carbide-inserts-and-how-are-carbide-inserts-made/
[8] https://jphe.amegroups.org/article/view/4265/10863
