Твердосплавные квадратные заготовки являются важным инструментом для металлообработки и производства. В данной статье представлен полный обзор твердосплавных квадратных заготовок, их применения, технических характеристик, монтажа, а также советы по выбору поставщиков.
Обзор твердосплавных квадратных заготовок
Квадратные заготовки из твердого сплава - это куски твердого сплава, нарезанные в форме квадрата для последующей механической обработки и доводки в конечные детали. Твердый сплав представляет собой чрезвычайно твердый металлический сплав, состоящий из атомов вольфрама и углерода.
Некоторые основные характеристики твердосплавных квадратных заготовок:
- Высокая твердость и износостойкость - Твердый сплав обладает очень высокой твердостью по шкале Роквелла, что делает его превосходным материалом для изготовления режущих инструментов и быстроизнашивающихся деталей. Он сохраняет остроту режущих кромок и противостоит абразивному износу.
- Прочность при высоких температурах - Твердый сплав сохраняет прочность и твердость даже при высоких температурах обработки. Это позволяет увеличить скорость съема материала.
- Химическая инертность - противостоит коррозии и окислению. Детали, изготовленные из твердого сплава, имеют длительный срок службы даже в экстремальных условиях.
- Стабильность размеров - Твердый сплав имеет низкое тепловое расширение, поэтому детали сохраняют форму и точные размеры при изменении температуры.
- Технологичность - Твердосплавные заготовки можно обрабатывать шлифованием и электроэрозионным способом для получения сложных геометрических форм. Покрытия улучшают качество обработки.
Твердосплавные квадратные заготовки являются экономичным исходным материалом для изготовления режущих инструментов, таких как концевые фрезы, борфрезы, фрезы, граверы, а также других быстроизнашивающихся деталей, таких как ножи грануляторов, ленточные штампы и детали оснастки.
Квадратная форма позволяет легко центрировать деталь при обработке на токарных, фрезерных и других станках. Заготовки изготавливаются несколько увеличенного размера, что позволяет производить чистовую обработку с жесткими допусками.
Виды твердосплавных квадратных заготовок
Существует две основные классификации твердых сплавов: карбид вольфрама и карбид титана. Они имеют несколько разные свойства и области применения.
Заготовки из карбида вольфрама
- Наиболее распространенный вид твердого сплава. На него приходится >90% твердосплавных режущих инструментов.
- Содержит карбид вольфрама 88-97% и кобальтовую связку, которая удерживает частицы карбида вместе.
- Степень твердости зависит от размера зерна карбида вольфрама и процентного содержания кобальта. В совокупности они определяют твердость, вязкость разрушения и прочность.
- Распространенные марки карбида вольфрама: C1 - C6, марки K
- Используется для изготовления оснастки для обработки сталей, чугуна, алюминия, дерева, пластмасс и т.д.
Заготовки из карбида титана
- Изготовлен из карбида титана вместо карбида вольфрама.
- Обладает более высокой твердостью, но меньшей вязкостью разрушения, чем карбид вольфрама.
- Применяются там, где требуется очень высокая износостойкость. Часто используется в фильерах для волочения проволоки, в оснастке грануляторов.
- Дороже, чем карбид вольфрама.
В табл. 1 приведено сравнение свойств квадратных заготовок из карбида вольфрама и карбида титана:
| Недвижимость | Карбид вольфрама | Карбид титана |
|---|---|---|
| Твердость | 88-93 HRA | 91-95 HRA |
| Прочность при поперечном разрыве | 350-600 кси | 300-500 кси |
| Вязкость разрушения | 6-12 МПа-м^1/2 | 3-6 МПа-м^1/2 |
| Максимальная температура использования | 1000°C | 800°C |
| Плотность | 14,95 г/куб. см | 4,9 г/куб. см |
| Стоимость | Низкий | Высокая |
Области применения твердосплавных квадратных заготовок
Твердосплавные квадратные заготовки используются для изготовления широкого спектра режущего инструмента, быстроизнашивающихся деталей и узлов в металлообрабатывающей промышленности.
К числу наиболее распространенных приложений относятся:
- Режущие инструменты
- Концевые фрезы
- Заусенцы
- Фрезерные резцы
- Гравировальные инструменты
- Инструменты для создания форм
- Зенкеры/пилы
- Износостойкие детали
- Ножи для гранулятора
- Фильеры для волочения проволоки
- Форсунки
- Детали насоса
- Компоненты
- Оборудование для пищевой промышленности
- Высокотемпературная оснастка
- Штамповка/формовка листового металла
- Подшипники и втулки
- Детали для обработки жидкостей
Твердый сплав обеспечивает более длительный срок службы инструмента, более высокую скорость обработки и точность резания по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали. Он противостоит абразивному и коррозионному износу в сложных условиях.
В таблице 2 приведены некоторые примеры применения карбида вольфрама и карбида титана в зависимости от их свойств:
| Приложение | Градусы карбида вольфрама | Карбид титана |
|---|---|---|
| Режущие инструменты для сталей | C2,C4 | |
| Обработка алюминия | C6 | |
| Горно-шахтный и строительный инструмент | K10, K20 | K30 |
| Ножи для гранулятора | 5 класс | |
| Сверла для печатных плат | C1 |
Технические характеристики твердосплавных квадратных заготовок
Твердосплавные квадратные заготовки доступны в ряде стандартных размеров и габаритов. Типовые характеристики приведены ниже:
- Размеры: От 1/8" до 1" квадратного сечения
- Длина: от 1 до 4 дюймов
- Допуски: от ±0,002" до ±0,005"
- Радиус углов: 0,010" или по индивидуальному заказу
- Чистота поверхности: 20-25 мкм, возможна индивидуальная шлифовка
- Степени: Стандартный карбид вольфрама C1 - C6 и карбид титана. Доступны нестандартные сплавы.
- Покрытия: TiAlN, TiCN и т.д. для улучшения обработки.
Твердосплавные заготовки могут быть изготовлены на заказ с нестандартными размерами, более жесткими допусками, подготовкой кромок, сверлением отверстий, добавлением плоских поверхностей и другими индивидуальными особенностями.
В таблице 3 приведены распространенные размеры и марки готовых квадратных заготовок из твердого сплава от ведущих производителей:
| Размер (дюймы) | Стандартные сорта на складе |
|---|---|
| 0.125 (1/8) | C1, C2, C4 |
| 0.250 (1/4) | C2, C4 |
| 0.375 (3/8) | C2, C4 |
| 0.500 (1/2) | C2, C4 |
| 0.625 | C2, C3, C4 |
| 0.750 | C2, C3, C4 |
| 1.000 | C2, C3, C4 |
Советы по установке твердосплавных заготовок
Твердосплавные квадратные заготовки требуют правильного обращения и фиксации во время обработки, чтобы избежать повреждений. Вот несколько лучших практик:
- Используйте тиски с твердосплавными напайками или алюминиевые мягкие губки для захвата деталей
- Зажимайте только края, а не хрупкие углы
- Оставьте возможность для расширения - не зажимайте слишком плотно
- При необходимости используйте сквозные болты для крепления деталей
- Минимизация свесов при фиксации в патронах
- Используйте параллели или прокладки для распределения усилия зажима
- Смазывайте соприкасающиеся поверхности
- Направляйте охлаждающую жидкость в зоны контакта
Делайте легкие завершающие разрезы и избегайте резких изменений силы или температуры. Дайте время на отвод тепла. Используйте твердосплавные пластины с покрытием, предназначенные для обработки твердых металлов.
Советы по выбору поставщика твердосплавных заготовок
При выборе поставщика твердосплавных квадратных заготовок учитывайте следующее:
- Различные размеры и сорта на складе
- Возможность изготовления заготовок по индивидуальным размерам
- Постоянное качество и соблюдение спецификаций
- Соблюдение жестких допусков на размеры (±0,0005″ или лучше)
- Качество угловых кромок (малый радиус, без сколов)
- Квадратность заготовок (0,0005″ или лучше)
- Качество обработки поверхности (20 мкн или ниже)
- Дополнительные услуги, такие как подготовка кромок или нанесение покрытий
- Наличие запасов и быстрое выполнение заказов
- Конкурентоспособные цены со скидками на количество
- Оперативное обслуживание клиентов и техническая экспертиза
Ведущими мировыми поставщиками твердосплавных заготовок являются Kennametal, Mitsubishi Materials, Midwest Tungsten Service, Carbide USA, Command Tooling Systems и Advent Tool & Manufacturing.
Покупка через дистрибьютора позволяет изготавливать заготовки на заказ и сочетать в одном заказе различные марки и размеры.
Сравнение марок твердого сплава для режущих инструментов
Выбор марки твердосплавного инструмента влияет на производительность при резании различных материалов. Сравнение марок помогает выбрать оптимальную марку.
Крупный и мелкий размер зерна
- Крупнозернистый карбид обладает повышенной прочностью на излом
- Мелкое зерно обеспечивает более острые режущие кромки
Повышенное содержание кобальта
- Повышает прочность и термостойкость
- Меньшая устойчивость к абразивному износу
Сравнение общих классов
- C1/K10 - твердый сплав универсального применения, низкая цена
- C2/K20 - хорошие универсальные инструменты и быстроизнашивающиеся детали
- C4 - сплав с высоким содержанием кобальта противостоит абразивному износу
- C6 - более мелкое зерно для чистовой резки
- C5/K30 - повышенная износостойкость, но более хрупкая
Лучшие оценки для материалов
- Стали - C2, C6
- Чугун - C7, K40
- Алюминий - C2, C4
- Дерево - C3, C4
- Закаленные металлы - C5, K30
Правильный выбор твердого сплава обеспечивает максимальную производительность инструмента при резании конкретных материалов. Проконсультируйтесь с поставщиками, чтобы подобрать марку твердого сплава в соответствии с требуемыми свойствами материала заготовки.
Преимущества и ограничения твердосплавных заготовок
Твердосплавные заготовки обладают заметными преимуществами, но при этом имеют ряд ограничений, которые необходимо учитывать:
Преимущества
- Высочайшая твердость и износостойкость
- Поддержание остроты режущей кромки
- Выдерживает высокие температуры
- Стабильность размеров в процессе эксплуатации
- Коррозионная и химическая стойкость
- Неизменное качество в процессе спекания
Ограничения
- Хрупкий материал - склонен к сколам
- Сложно обрабатывать без алмазного шлифования
- Тяжелее стальных инструментов того же размера
- Более высокая стоимость по сравнению со стальной оснасткой
- Требуется осторожность при обращении и хранении
- Покрытия могут расслаиваться при экстремальном использовании
Понимание сильных и слабых сторон помогает выбрать наилучшие области применения твердого сплава и определить необходимость специальных операций. Правильное использование твердосплавных заготовок повышает производительность обработки.
Часто задаваемые вопросы о твердосплавных заготовках
Ниже приведены ответы на некоторые распространенные вопросы о квадратных заготовках из твердого сплава:
Вопрос: Какой точности можно достичь при обработке твердосплавных заготовок?
О: Заготовки из твердого сплава могут быть обработаны с допусками ±0,001" или ±0,0005" при использовании прецизионного алмазного шлифования. Еще более жесткие допуски возможны для полуфинишных заготовок.
Вопрос: Следует ли хранить заготовки из твердого сплава особым образом?
О: Твердосплавные заготовки следует хранить в сухом и чистом месте. Избегайте перепадов температур. Храните в постоянных условиях магазина, вдали от химикатов. Защищайте хрупкие края/углы от повреждений при контакте.
В: Как долго обычно служат твердосплавные инструменты и быстроизнашивающиеся детали?
О: Срок службы твердосплавных деталей в 5-10 раз выше, чем стальных. Срок службы инструмента зависит от таких факторов, как скорость подачи, обрабатываемый материал, использование охлаждающей жидкости. В среднем концевые фрезы служат 30-60 минут, ножи гранулятора - 100-300 часов, прежде чем потребуется их замена.
В: Можно ли наносить на твердосплавные заготовки какие-либо специальные покрытия?
О: Да, твердосплавные заготовки обычно покрываются TiAlN, TiCN, алмазом, CVD-алмазом, карбонитридом титана-алюминия и т.д. для повышения производительности инструмента.
Вопрос: Как ремонтируются микротрещины или крупные сколы в твердосплавных заготовках?
О: Поврежденные твердосплавные заготовки не следует подвергать дальнейшей обработке. Варианты восстановления включают хонингование кромок, шлифование дефектов, наварку дополнительного твердого сплава или использование в качестве квадратной заготовки меньшего размера.
Вопрос: Как лучше всего сократить расходы при покупке твердосплавных заготовок?
О: Оптимизируйте размеры заготовок, чтобы они требовали меньше шлифовки. Покупайте оптом, чтобы получить скидки на количество. Рассматривайте готовые к использованию заготовки с минимальной механической обработкой. Используйте стандартные марки и размеры, имеющиеся на складе, вместо того чтобы заказывать их на заказ.
Заключение
Твердосплавные квадратные заготовки являются экономичной отправной точкой для изготовления прецизионных режущих инструментов, быстроизнашивающихся деталей и компонентов, требующих твердости, прочности и стабильности размеров. Можно выбирать марки и технические характеристики в зависимости от конечного применения. При правильном обращении и технике обработки заготовки из твердого сплава могут быть изготовлены в виде высокопроизводительных деталей с жесткими допусками. В данном руководстве рассматриваются основные аспекты выбора и работы с твердосплавными заготовками для максимального использования их преимуществ.
