Наконечники для пил из карбида вольфрама являются чрезвычайно твердым и прочным материалом, используемым для изготовления зубьев пильных дисков. Высокая твердость и износостойкость карбида вольфрама позволяет пильным наконечникам оставаться острыми гораздо дольше, чем стандартные стальные зубья. Наконечники пил из карбида вольфрама значительно продлевают срок службы пильного полотна и обеспечивают гораздо более высокую скорость резки.
Обзор пильных наконечников из карбида вольфрама
Карбид вольфрама, часто называемый просто карбидом, изготавливается путем смешивания вольфрамового порошка и углерода. Затем его формуют и нагревают, чтобы получить невероятно прочный материал, который в два-три раза жестче стали и имеет вдвое большую плотность. Вот краткий обзор пильных наконечников из карбида вольфрама:
| Недвижимость | Описание |
|---|---|
| Твердость | 89-93 HRA, что эквивалентно 85-88 HRC по шкале Роквелла |
| Прочность | Очень высокая прочность на сжатие и растяжение |
| Жесткость | Твердый, но достаточно прочный композит |
| Плотность | Примерно в два раза больше, чем у стали |
| Жесткость | Втрое выше жесткости стали |
| Теплопроводность | Плохой проводник по сравнению с металлами |
| Электропроводность | Низкий, может искрить при ударе |
| Коррозионная стойкость | Хорошо противостоит коррозии |
| Общие формы | Гранулы, порошок, покрытия, инструменты |
| Производство | Порошковая металлургия и спекание |
| Основные виды использования | Режущие инструменты, штампы, пильные диски, сверла |
Чрезвычайная твердость карбида вольфрама позволяет ему противостоять абразивному износу гораздо лучше, чем стандартным углеродистым или легированным сталям. В то же время он сохраняет разумную прочность благодаря композитной структуре и технологии производства.
Такое сочетание твердости, прочности и жесткости делает карбид вольфрама идеальным материалом для зубьев пильных дисков, которые должны выдерживать значительные нагрузки и температуры. Твердость сохраняет острую режущую кромку, что очень важно для быстрого и чистого реза.
Применение Пильные наконечники из карбида вольфрама
Пильные наконечники из карбида вольфрама получили широкое распространение практически во всех отраслях промышленности, где требуется резка твердых или абразивных материалов. Если вам нужно распилить бетон, камень, плитку, каменную кладку, огнеупорный кирпич, ковкий чугун или другие твердые вещества, пильный диск с твердосплавными наконечниками просто необходим.
Вот некоторые из наиболее распространенных областей применения пильных дисков с наконечниками из карбида вольфрама:
| Приложение | Раскрой материалов |
|---|---|
| Строительство и снос | Бетон, железобетон, камень, каменная кладка, плитка, цементная плита |
| Плитка и напольные покрытия | Керамическая плитка, керамогранит, гранит |
| Мастерские по изготовлению металлоконструкций | Стальные сплавы, инструментальная сталь, чугун, ковкий чугун |
| Литейные и плавильные заводы | Чугун, легированные стали, жаропрочные сплавы |
| Производство огнеупоров | Огнеупорный кирпич, изоляция из керамического волокна |
| Инфраструктура | Бетонные взлетно-посадочные полосы, дороги, мосты |
Карбид вольфрама позволяет этим полотнам выдерживать абразивный износ и удары, присущие распиловке таких твердых или волокнистых материалов. Исключительная твердость сохраняет геометрию реза, а кончики остаются острыми дольше, чем у альтернативных вариантов.
Однако за эту твердость приходится платить. Карбид вольфрама все еще достаточно хрупок по сравнению со сталью. Удар по твердым предметам или скручивание лезвия могут привести к растрескиванию или полному отламыванию отдельных кончиков. Чтобы получить максимальную отдачу от твердосплавных наконечников, важно правильно выбрать и использовать лезвие.
Степени и технические характеристики карбида вольфрама
Как и другие продукты порошковой металлургии, свойства карбида вольфрама могут быть изменены в процессе производства. Варьирование соотношения вольфрама и углерода, содержания кобальта, ингибиторов коррозии, размера зерна и т.д. позволяет настраивать карбид под различные функции.
Существует четыре основных сорта карбида вольфрама, используемых для изготовления пильных наконечников:
| Класс | Твердость | Общее содержание кобальта | Основные характеристики |
|---|---|---|---|
| C1 | 86-88 HRA | 3-6% | Отличная износостойкость и сохранение кромки, хрупкость |
| C2 | 86-88 HRA | 6-10% | Очень хорошая износостойкость и повышенная прочность |
| C3 | 84-86 HRA | 10-13% | Более жесткий материал для прерывистых резов |
| C4 | 83-88 HRA | 13-30% | Максимальная устойчивость к ударам и толчкам |
Кобальт действует как цементирующее вещество, повышая сопротивление разрушению. В целом, более высокие сорта кобальта позволяют отказаться от некоторой твердости в пользу значительно более высокой ударной вязкости и прочности. Марки C2 и C3 обладают наилучшими универсальными свойствами для резки очень твердых материалов.
Твердосплавные пильные наконечники должны выдерживать высокие циклические нагрузки от стружки материала, ударяющейся о них при последовательном резании зубьев пилы. Градации и геометрия зависят от хрупкости или абразивности разрезаемого материала.
Производственные процессы
Карбид вольфрама производится методом порошковой металлургии, при котором смешиваются мелкие частицы вольфрама и углеродных соединений. Вот краткий обзор этапов:
1. Смешивание - Порошки вольфрама, углерода и кобальта отмеряются и смешиваются с временными связующими. Это может быть сделано с помощью шарового размола или мельниц.
2. Нажатие - Порошковая смесь прессуется в пресс-форме под высоким давлением, до 4 тонн на квадратный дюйм. Это сплавляет частицы вместе и придает прессу стандартные формы.
3. Спекание - Спрессованные детали проходят через чрезвычайно высокотемпературную печь под вакуумом или в атмосфере водорода. При температуре свыше 2 800°F порошки сплавляются в плотные, консолидированные детали благодаря диффузионному соединению и жидкофазному спеканию кобальта.
4. Кондиционирование - Окончательная обработка обрабатывает зернистую структуру и приводит карбид к окончательным допускам путем шлифования/нарезания. Детали также могут быть обработаны или покрыты.
Этот метод порошковой металлургии позволяет получить очень однородные смеси и стабильные свойства материала. Мелкие частицы карбида обеспечивают твердость, а кобальт выступает в качестве вязкого связующего для повышения вязкости разрушения. Варьирование смесей и параметров процесса позволяет создавать марки, оптимизированные для различных видов резания.
Сравнительные свойства твердосплавных пильных наконечников
Вот как сравниваются наконечники из карбида вольфрама с обычными стальными сплавами, используемыми для изготовления пильных дисков:
| Недвижимость | Карбид вольфрама | Быстрорежущая сталь | Углеродистая сталь |
|---|---|---|---|
| Твердость | До 93 HRA | 62-65 HRC | 50-55 HRC |
| Прочность | Очень высокий | Высокая | Средний |
| Жесткость | Средний | Высокая | Выше |
| Износостойкость | Чрезвычайно высокий | Средний | Низкий |
| Теплопроводность | Низкий | Средний | Выше |
| Коррозионная стойкость | Высокая | Средний | Низкий |
| Цена | Высокая | Средний | Низкий |
Очевидно, что карбид вольфрама имеет неоспоримые преимущества в твердости, прочности и износостойкости по сравнению со стандартными инструментальными или легированными сталями. Это происходит за счет снижения вязкости и сопротивления разрушению. Твердость снижается при повышенных температурах, поэтому терморегулирование по-прежнему важно для предотвращения быстрого затупления.
Правильная конструкция лезвий позволяет смягчить эти недостатки за счет использования минимального количества твердого сплава, необходимого только для критических поверхностей износа. Это позволяет сохранить экономическую эффективность стали при максимальном использовании твердосплавных режущих кромок.
Виды и стили пильных дисков с твердосплавными напайками
Существует множество вариантов исполнения пильных дисков, их диаметров, оправок, геометрии зубьев и т.д., которые влияют на производительность резки и пригодность к применению. Однако большинство промышленных твердосплавных пильных дисков делятся на несколько основных стилей:
Циркулярные пилы
Эти распространенные диски для циркулярных пил имеют диаметр от 4 дюймов до более 4 футов для больших пил для кладки или бетона. Зубья часто припаиваются или привариваются лазером в виде сегментов по периметру стальных сердечников:
Твердосплавные наконечники обеспечивают максимальную износостойкость режущих кромок. Они могут иметь литые симметричные зубья или специальную геометрию с ведущими/направляющими кромками и стружколомателями, выточенными из твердого сплава.
Лезвия для лент
Ленточные пилы состоят из тонкой, непрерывной стальной ленты, намотанной на два шкива. По краям передних зубьев может быть припаян карбид:
Эти лезвия выполняют криволинейные или неровные пропилы в таких материалах, как инструментальная сталь или чугун. Изменяемая геометрия зубьев помогает очищать стружку.
Лобзики для режущих/лобзиковых пил
Типичный диск для возвратно-поступательной пилы состоит из закаленной инструментальной стали с зубьями, заточенными с одной стороны. Для повышения твердости на зубья могут накладываться твердосплавные наконечники:
Конструкция лобзика позволяет регулировать орбитальное движение для изменения агрессивности резания мягких или твердых материалов.
Лезвия для осциллирующих многофункциональных инструментов
Небольшие лезвия для осциллирующих инструментов стали популярны для выполнения детальной резки. Твердые сплавы увеличивают срок службы при распиливании плитки, гвоздей, гипсокартона и т. д.
Возможно неограниченное количество специальных форм и нестандартных полотен. В целом, циркулярные пилы делают упор на скорость и эффективность, в то время как возвратно-поступательные/ленточные обеспечивают большую гибкость при выполнении криволинейных разрезов.
Анализ затрат на лезвия с твердосплавными наконечниками
Лезвия с твердосплавными напайками имеют значительную ценовую надбавку по сравнению со стальными зубьями. Однако в долгосрочной перспективе стоимость одного реза может быть ниже за счет увеличения срока службы. Вот типичные цены и срок службы для рамных пил 7-1/4" с 24 зубьями для резки гвоздей/бруса:
| Тип лезвия | Диапазон цен | Средняя жизнь | Стрижка до затупления | Эст. Срезы в течение жизни | Стоимость одного отреза |
|---|---|---|---|---|---|
| Сталь | $8 – $15 | 1 - 3 дня | ~500 | 1,500 – 4,500 | $0.006 – $0.02 |
| Твердый сплав | $25 – $60 | 30 - 90 дней | ~5,000 | 150,000 – 450,000 | $0.0006 – $0.0008 |
Хотя цена на твердосплавные фрезы гораздо выше, при консервативных расчетах они могут разрезать как минимум в 30 раз больше материала за весь срок службы. Это приводит к 5-10-кратному снижению амортизированной стоимости одного реза. Для мастеров, выполняющих большие объемы работ, или коммерческих объектов повышение производительности легко оправдывает более значительные первоначальные инвестиции. Домовладельцы, которые выполняют только эпизодические резы, скорее всего, не получат выгоды с точки зрения затрат.
Советы и меры предосторожности при резке
Твердосплавные материалы повышают производительность при распиловке очень твердых или абразивных материалов. Однако экстремальная твердость имеет свои недостатки в прочности и ударопрочности. Некоторые основные советы включают:
- Позвольте лезвию делать свою работу - избегайте чрезмерных усилий подачи, изгибающих/скручивающих лезвие.
- Обеспечьте устойчивость заготовки, чтобы минимизировать прогиб при прохождении лезвия.
- Часто очищайте стружку, чтобы предотвратить разрушение твердого сплава из-за скопившегося мусора
- Используйте самую низкую скорость вращения ножа, обеспечивающую хорошее образование стружки
- Обеспечьте достаточную установку зубов, чтобы тело не терлось и не изнашивало желобки
- Применение смазочно-охлаждающих жидкостей для лучшего удаления стружки и охлаждения
- Периодически затачивайте/подправляйте наконечники, если скорость резки заметно снижается
- Избегайте резки таких материалов, как метизы, арматура или песок в бетоне, которые могут быстро сломать отдельные наконечники.
Правильные меры предосторожности позволяют увеличить время работы между сменами ножей. Тем не менее, твердый сплав все еще является износостойким материалом, который требует замены при слишком сильном износе. В зависимости от агрессивности использования время работы может составлять от нескольких дней до нескольких месяцев.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
В: Почему лезвия с твердосплавными наконечниками такие дорогие?
О: Производство карбида вольфрама обходится дорого, учитывая методы порошковой металлургии и длительную обработку. Ограниченная доступность вольфрама также способствует росту цен в 2-4 раза по сравнению с инструментальной сталью. Однако твердосплавные наконечники значительно увеличивают срок службы, что компенсирует более высокие первоначальные затраты на общее количество резов.
В: Можно ли затачивать пильные полотна из твердого сплава?
О: Да, легкое хонингование или шлифовка восстанавливают чрезвычайно твердую режущую кромку, поскольку она постепенно изнашивается со временем. Однако для замены сломанных наконечников потребуется пайка/сварка. Избегайте высокоабразивных кругов, которые слишком быстро удаляют материал.
В: Что приводит к поломке твердосплавных зубьев?
О: Переломы обычно возникают в результате внезапных динамических ударных нагрузок, превышающих предел вязкости. Скопившаяся стружка с большой скоростью ударяет по верхушкам при попеременном срезании зубьев. Удар по скрытым гвоздям или арматуре также раскалывает зубья. Более высокие сорта кобальта лучше сопротивляются разрушению.
В: Как долго служат лезвия с твердосплавными наконечниками?
О: По оценкам, срок службы стальных лезвий в зависимости от области применения увеличивается в 30-100 раз. Резка высокоабразивных материалов сокращает срок службы. При надлежащих мерах предосторожности твердосплавные наконечники могут прослужить от нескольких недель до нескольких месяцев при регулярном использовании. Температура и износ в конечном итоге ухудшают геометрию резания.
В: Можно ли резать сталь твердосплавным лезвием?
О: Твердый сплав имеет более высокую твердость, чем стандартные инструментальные стали, поэтому он может резать мягкие металлы. Однако трение быстро разрушает режущие кромки. Абразивные отрезные круги лучше подходят для стали. Ограничьте их использование для стали случайными порезами сплава или гвоздями, вбитыми в дерево.
