Твердосплавные заготовки - это куски цементированного карбида, которые служат исходным материалом для изготовления режущего инструмента и быстроизнашивающихся деталей. В данном руководстве представлен подробный обзор прямоугольные твердосплавные заготовки включая типы, процесс изготовления, области применения, технические характеристики, поставщиков, процедуры установки, эксплуатации и обслуживания, критерии выбора, преимущества и недостатки, а также часто задаваемые вопросы.
Обзор прямоугольных твердосплавных заготовок
Прямоугольные твердосплавные заготовки состоят из мелких частиц карбидов, таких как карбид вольфрама или карбид титана, соединенных в кобальтовую матрицу методом жидкофазного спекания.
Основные свойства:
- Высокая твердость и износостойкость
- Прочность при высоких температурах
- Устойчивость к абразивному износу и эрозии
- Жесткость конструкции
- Химическая инертность
Прямоугольные заготовки используются для изготовления сменных пластин, режущего инструмента, быстроизнашивающихся деталей и нестандартных компонентов, требующих твердости и износостойкости, такими методами, как шлифование, электроэрозионная обработка и сверление.
Виды прямоугольных твердосплавных заготовок
Существует несколько марок прямоугольных твердосплавных заготовок с определенными свойствами:
| Класс | Состав | Характеристики |
|---|---|---|
| C1/WC-Co | 94% карбид вольфрама, 6% кобальт | Общепромышленный класс, низкая стоимость |
| C2/WC-Co | 91% карбид вольфрама, 9% кобальт | Повышенная вязкость и прочность |
| C3/WC-Co | 88% карбид вольфрама, 12% кобальт | Хорошая устойчивость к абразивному износу |
| C4/WC-Co | Карбид вольфрама 86%, кобальт 14% | Отличная прочность и ударопрочность |
| C5/WC-TiC-Co | 86% WC, 5% карбид титана, 9% кобальт | Высокая горячая твердость и износостойкость |
| C6/WC-TiC-TaC-Co | WC+TiC+TaC+Co | Повышенная износостойкость, прочность при высоких температурах |
Конкретная марка выбирается в зависимости от условий эксплуатации, типа износа и требуемых свойств.
Области применения прямоугольных твердосплавных заготовок
Прямоугольные твердосплавные заготовки используются для изготовления режущего инструмента и быстроизнашивающихся деталей различного назначения:
| Промышленность | Приложения |
|---|---|
| Автомобильная промышленность | Режущий и фрезерный инструмент, вытяжные штампы, калибры |
| Аэрокосмическая промышленность | Фрезы, развертки, сверлильные и расточные инструменты |
| Строительство | Фрезерные инструменты, сверла, пильные наконечники |
| Добыча | Износостойкие детали дробильного оборудования, буровые долота |
| Сельское хозяйство | Почвообрабатывающие и уборочные инструменты, звенья пильных цепей |
| Целлюлозно-бумажная промышленность | Ножи для измельчителей и шредеров, оборудование для варки целлюлозы |
Некоторые основные преимущества использования:
- Твердость для операций резки, сдвига и формовки
- Износостойкость для длительного срока службы
- Прочность и вязкость в условиях высокого давления
- Размерная стабильность при повышенных температурах
- Коррозионная и химическая стойкость
Технические характеристики прямоугольных твердосплавных заготовок
Прямоугольные твердосплавные заготовки выпускаются со следующими характеристиками:
| Параметр | Типовые значения |
|---|---|
| Марка твердого сплава | C1 - C6 |
| Размеры | Длина: 50 - 200 мм Ширина: 20 - 80 мм Толщина: 5 - 25 мм |
| Допуски | +/- 0,2 мм |
| Обработка поверхности | До 0,4 мкм Ra |
| Параллелизм | <0,02 мм |
| Плотность | Теоретическая плотность до 98% |
| Твердость | 88 - 93 HRA |
Состав, размеры, допуски, обработка поверхности и свойства могут быть изменены в соответствии с требованиями заказчика.
Процесс производства твердосплавных заготовок
Типичными этапами изготовления прямоугольных твердосплавных заготовок являются:
- Фрезерование - Твердосплавные порошки подвергаются мокрому измельчению для достижения однородного размера частиц
- Сушка и уплотнение - Порошок высушивается, смешивается и уплотняется в плотную деталь под высоким давлением
- Облицовка - Связующие материалы удаляются из компакта термическим или химическим способом
- Агломерация - Компакт спекается при температуре 1300-1600°C в контролируемой атмосфере для достижения высокой плотности
- Шлифование - Спеченная заготовка шлифуется для достижения требуемых допусков и чистоты поверхности
- Контроль качества - Каждая заготовка проверяется на наличие дефектов и испытывается на твердость и микроструктуру
Параметры процесса контролируются для получения оптимальной микроструктуры, свойств и качества твердого сплава.
Поставщики и ценообразование твердосплавных заготовок
Некоторые из основных мировых поставщиков и диапазоны цен на прямоугольные твердосплавные заготовки:
| Поставщик | Расположение | Диапазон цен |
|---|---|---|
| Элемент шесть | Ирландия | $8 - $25 за штуку |
| Sandvik | Швеция | $10 - $30 за штуку |
| Твердый сплав Allied Carbide | США | $6 - $15 за штуку |
| Производство Tunco | Мексика | $4 - $12 за штуку |
| Инструменты Miranda | Индия | $2 - $8 за штуку |
Ценообразование зависит от:
- Марка и свойства твердого сплава
- Размеры и допуски
- Количество заказов
- Дополнительное изготовление или отделка
Нестандартные заготовки с особыми требованиями требуют более высоких цен. С поставщиками могут быть согласованы скидки за объем.
Установка оборудования для заготовки твердого сплава
Основные моменты при установке оборудования для шлифования и обработки твердосплавных заготовок:
| Параметр | Руководство |
|---|---|
| Основы | Бетонные фундаменты для гашения вибраций |
| Электропитание | Достаточное электроснабжение и резервное копирование |
| Удаление пыли | Промышленные системы пылеулавливания |
| Системы охлаждения | Подача и рециркуляция охлажденной воды |
| Безопасность | Ограждение, кнопки аварийного отключения |
| Обработка | Подъемники, краны, бункеры для хранения и перемещения заготовок |
| Макет | Логический поток от склада заготовок до готовых инструментов |
Для безопасной и оптимальной работы решающее значение имеют правильные фундаменты, инженерные сети и условия транспортировки материалов.
Эксплуатация и обслуживание оборудования для заготовки твердых сплавов
| Деятельность | Инструкции |
|---|---|
| Инспекция | Проверка поступающих заготовок на наличие дефектов и сертификация |
| Обработка | Соблюдение СОПов и параметров обработки |
| Инструментальная оснастка | Используйте пластины и инструментальные материалы рекомендованных марок |
| Охлаждение | Поддерживать постоянный расход и температуру охлаждающей жидкости |
| Техническое обслуживание | Периодический осмотр и смазка движущихся частей |
| Уборка помещений | Оперативное удаление шлифовальной стружки и пыли |
| Безопасность | Убедитесь, что все защитные приспособления находятся на своих местах, используйте противопылевые маски |
Основные принципы работы:
- Проверка сертификатов качества и соответствия поставщиков
- Контроль таких параметров процесса, как скорость, подача, глубина резания
- Планирование профилактического обслуживания во время плановых остановок
- Хранить и бережно обращаться с заготовками во избежание сколов
- Обеспечение надлежащей утилизации отходов шлифования
Выбор поставщика твердосплавных заготовок прямоугольного сечения
Факторы, которые необходимо учитывать при выборе поставщика твердосплавных заготовок:
| Критерии | Соображения |
|---|---|
| Качество | Последовательность в достижении технических характеристик |
| Техническая экспертиза | Знание сортов, умение рекомендовать подходящие заготовки |
| Производственный процесс | Использование надлежащих этапов фрезерования, спекания и шлифования |
| Сертификаты | Соответствие стандартам ISO, сертификация материалов |
| Возможности в области НИОКР | Разработка индивидуальных составов и свойств заготовок |
| Логистика | Своевременные поставки, минимальные объемы заказов |
| Ценообразование | Конкурентоспособные цены при оптовых закупках |
| Обслуживание клиентов | Реагирование на технические запросы |
Перед закупкой рекомендуется подтвердить сертификаты качества поставщика, провести независимые испытания образцов заготовок и получить техническую консультацию по выбору заготовок.
Плюсы и минусы прямоугольных твердосплавных заготовок
| Плюсы | Cons |
|---|---|
| Отличная твердость и износостойкость | Хрупкие, с более низкой вязкостью разрушения, чем у стали |
| Прочность и жесткость при высоких температурах | Высокая стоимость материала по сравнению со сталью |
| Хорошая химическая и коррозионная стойкость | Ограниченная доступность нестандартных размеров заготовок |
| Размерная стабильность при механической обработке | Повторная заточка или нанесение покрытия невозможны |
| Обеспечивает высокую производительность обработки | Склонны к образованию сколов при неаккуратном обращении |
| Широкий спектр предлагаемых марок | Ограничения по форме по сравнению с круглыми заготовками |
Исключительная твердость и износостойкость оправдывают применение твердосплавных заготовок для изготовления ответственного режущего и формообразующего инструмента, быстроизнашивающихся деталей и узлов.
Вопросы и ответы
Вопрос: Какие основные составы порошков используются в твердосплавных заготовках?
О: Основными порошковыми композициями являются карбид вольфрама, карбид титана, карбид тантала и кобальт. Кобальт выступает в качестве связующей матрицы для частиц карбида.
Вопрос: Какие размеры твердосплавных заготовок обычно используются для изготовления пластин режущего инструмента?
О: Индексируемые твердосплавные пластины обычно изготавливаются из твердосплавных заготовок размерами 32x32 мм, 25x25 мм или 16x16 мм с использованием процессов прецизионного шлифования.
Вопрос: Какова роль кобальта в цементируемых твердосплавных заготовках?
О: Кобальт выступает в качестве вязкой связующей матрицы, которая удерживает твердые и хрупкие частицы карбида вместе, обеспечивая прочность и жесткость твердосплавной заготовки.
Вопрос: Какие существуют альтернативы карбиду вольфрама для износостойких применений?
О: В качестве альтернативы можно использовать керамику, например, карбид кремния и оксид алюминия. Однако карбид вольфрама остается лучшим в плане сочетания износостойкости и вязкости.
Вопрос: Какие стандарты используются для контроля качества твердосплавных заготовок?
О: Ключевыми стандартами являются ISO 513 для определения твердости, ISO 4499 для измерения микроструктуры и ISO 281 для определения размера зерна цементированных карбидов.
Вопрос: Каковы последние инновации в области производства твердосплавных заготовок?
A: Использование наноструктурированных карбидных порошков, современных методов фрезерования и спекания, а также нестандартных составов заготовок с кубическими карбидами и карбонитридами.
Вопрос: В чем преимущество использования прямоугольных твердосплавных заготовок перед круглыми?
О: Прямоугольные заготовки позволяют избежать лишних треугольных углов, связанных с использованием круглых заготовок, что позволяет изготавливать больше вставок или инструментов на одну заготовку.
Вопрос: Следует ли хранить твердосплавные заготовки в вакуумной упаковке?
О: Да, вакуумная упаковка предотвращает попадание влаги, которая может привести к выщелачиванию и окислению кобаля, что приводит к ухудшению свойств заготовки.
Вопрос: Каковы основные области применения заготовок из бескобальтовых твердых сплавов?
О: Бескобальтовые заготовки находят применение в пищевой промышленности и медицине для исключения риска выщелачивания и загрязнения кобальтом.
Заключение
Прямоугольные твердосплавные заготовки обеспечивают оптимальное сочетание твердости, износостойкости и высокотемпературной прочности, необходимое для режущего инструмента, быстроизнашивающихся деталей и компонентов, используемых в сложных условиях. В данном руководстве представлен подробный обзор различных марок, методов производства, технических характеристик, областей применения, критериев выбора и часто задаваемых вопросов, связанных с прямоугольными твердосплавными заготовками, который поможет специалистам по закупкам, инженерам и конструкторам. Благодаря своим исключительным свойствам и микроструктурной стабильности твердосплавные заготовки будут и впредь играть важнейшую роль в механообработке, горнодобывающей промышленности, строительстве и других отраслях, связанных с высоким уровнем износа.
