კარბიდის ხელსაწყოს მასალების საბაზისო ცოდნა

კარბიდი არის მაღალსიჩქარიანი დამუშავების (HSM) ხელსაწყოს მასალების ყველაზე ფართოდ გამოყენებული კლასი, რომელიც წარმოიქმნება ფხვნილის მეტალურგიის პროცესებით და შედგება მყარი კარბიდის (ჩვეულებრივ ვოლფრამის კარბიდის WC) ნაწილაკებისგან და უფრო რბილი მეტალის ბმის შემადგენლობით. დღეისათვის არსებობს ასობით WC-ზე დაფუძნებული ცემენტირებული კარბიდი სხვადასხვა შემადგენლობით, რომელთა უმეტესობა იყენებს კობალტს (Co) როგორც შემკვრელს, ნიკელს (Ni) და ქრომს (Cr) ასევე ხშირად იყენებენ შემკვრელის ელემენტებს და სხვა ასევე შეიძლება დაემატოს. . ზოგიერთი შენადნობი ელემენტი. რატომ არის ამდენი კარბიდის კლასი? როგორ ირჩევენ ხელსაწყოების მწარმოებლები სწორ ხელსაწყოს მასალას კონკრეტული ჭრის ოპერაციისთვის? ამ კითხვებზე პასუხის გასაცემად, ჯერ მოდით შევხედოთ სხვადასხვა თვისებებს, რომლებიც ცემენტურ კარბიდს აქცევს იდეალურ ხელსაწყოს მასალად.

სიმტკიცე და სიმტკიცე

WC-Co ცემენტირებული კარბიდი აქვს უნიკალური უპირატესობები, როგორც სიხისტე, ასევე სიმტკიცე. ვოლფრამის კარბიდი (WC) არსებითად ძალიან მყარია (უფრო მეტი, ვიდრე კორუნდი ან ალუმინის), და მისი სიმტკიცე იშვიათად მცირდება სამუშაო ტემპერატურის მატებასთან ერთად. თუმცა, მას აკლია საკმარისი სიმტკიცე, საჭრელი იარაღების აუცილებელი თვისება. იმისათვის, რომ ისარგებლონ ვოლფრამის კარბიდის მაღალი სიმტკიცით და გააუმჯობესონ მისი გამძლეობა, ადამიანები იყენებენ ლითონის ბმებს ვოლფრამის კარბიდის ერთმანეთთან დასაკავშირებლად, ისე, რომ ამ მასალას აქვს სიმტკიცე ბევრად აღემატება მაღალსიჩქარიან ფოლადის სიმტკიცეს, მაგრამ შეუძლია გაუძლოს ჭრის უმეტესობას. ოპერაციები. ჭრის ძალა. გარდა ამისა, მას შეუძლია გაუძლოს ჭრის მაღალ ტემპერატურას, რომელიც გამოწვეულია მაღალი სიჩქარით დამუშავებით.

დღეს თითქმის ყველა WC-Co დანა და ჩანართები დაფარულია, ამიტომ საბაზისო მასალის როლი ნაკლებად მნიშვნელოვანია. მაგრამ სინამდვილეში, WC-Co მასალის მაღალი ელასტიურობის მოდული (სიხისტის საზომი, რომელიც დაახლოებით სამჯერ აღემატება მაღალსიჩქარიან ფოლადს ოთახის ტემპერატურაზე) უზრუნველყოფს საფარის დეფორმირებად სუბსტრატს. WC-Co მატრიცა ასევე უზრუნველყოფს საჭირო სიმტკიცეს. ეს თვისებები WC-Co მასალების ძირითადი თვისებებია, მაგრამ მასალის თვისებები ასევე შეიძლება მორგებული იყოს მასალის შემადგენლობისა და მიკროსტრუქტურის კორექტირებით ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილების წარმოებისას. მაშასადამე, ხელსაწყოს მუშაობის შესაბამისობა კონკრეტულ დამუშავებისთვის დიდწილად დამოკიდებულია საფრეზის საწყის პროცესზე.

დაფქვის პროცესი

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილი მიიღება ვოლფრამის ფხვნილის (W) კარბურიზაციით. ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის მახასიათებლები (განსაკუთრებით მისი ნაწილაკების ზომა) ძირითადად დამოკიდებულია ნედლეულის ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების ზომაზე და კარბურიზაციის ტემპერატურასა და დროზე. ქიმიური კონტროლი ასევე კრიტიკულია და ნახშირბადის შემცველობა უნდა იყოს მუდმივი (სტოქიომეტრიულ მნიშვნელობასთან ახლოს 6.13% წონით). ვანადიუმის და/ან ქრომის მცირე რაოდენობა შეიძლება დაემატოს კარბურაციულ დამუშავებამდე, რათა გააკონტროლოს ფხვნილის ნაწილაკების ზომა შემდგომი პროცესების მეშვეობით. ქვემო დინების პროცესის სხვადასხვა პირობები და საბოლოო დამუშავების სხვადასხვა გამოყენება მოითხოვს ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომის, ნახშირბადის შემცველობის, ვანადიუმის და ქრომის შემცველობის სპეციფიკურ კომბინაციას, რომლის მეშვეობითაც შესაძლებელია სხვადასხვა ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილების წარმოება. მაგალითად, ATI Alldyne, ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის მწარმოებელი, აწარმოებს ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის 23 სტანდარტულ ხარისხს, ხოლო ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის ჯიშები, რომლებიც მორგებულია მომხმარებლის მოთხოვნების შესაბამისად, შეიძლება აღემატებოდეს 5-ჯერ აღემატება ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის სტანდარტულ კლასებს.

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილისა და ლითონის ბმის შერევისა და დაფქვისას ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის გარკვეული კლასის წარმოებისთვის, შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა კომბინაციები. ყველაზე ხშირად გამოყენებული კობალტის შემცველობაა 3%-25% (წონის თანაფარდობა), ხოლო ხელსაწყოს კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდის საჭიროების შემთხვევაში საჭიროა ნიკელის და ქრომის დამატება. გარდა ამისა, ლითონის კავშირი შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს სხვა შენადნობის კომპონენტების დამატებით. მაგალითად, რუთენიუმის დამატება WC-Co ცემენტირებული კარბიდში შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მისი სიმტკიცე მისი სიხისტის შემცირების გარეშე. შემკვრელის შემცველობის გაზრდამ ასევე შეიძლება გააუმჯობესოს ცემენტირებული კარბიდის სიმტკიცე, მაგრამ ეს შეამცირებს მის სიმტკიცეს.

ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომის შემცირებამ შეიძლება გაზარდოს მასალის სიმტკიცე, მაგრამ ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომა იგივე უნდა დარჩეს აგლომერაციის პროცესში. აგლომერაციის დროს, ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკები გაერთიანებულია და იზრდება დაშლისა და ხელახალი დალექვის პროცესის მეშვეობით. ფაქტობრივი აგლომერაციის პროცესში, სრულად მკვრივი მასალის წარმოქმნის მიზნით, ლითონის ბმა ხდება თხევადი (ე.წ. თხევადი ფაზის აგლომერაცია). ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზრდის ტემპის კონტროლი შესაძლებელია სხვა გარდამავალი ლითონის კარბიდების დამატებით, მათ შორის ვანადიუმის კარბიდი (VC), ქრომის კარბიდი (Cr3C2), ტიტანის კარბიდი (TiC), ტანტალის კარბიდი (TaC) და ნიობიუმის კარბიდი (NbC). ამ მეტალის კარბიდებს ჩვეულებრივ ემატება ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის შერევა და დაფქვა ლითონის ბმასთან, თუმცა ვანადიუმის კარბიდი და ქრომის კარბიდი ასევე შეიძლება წარმოიქმნას ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის ნახშირბადის დროს.

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილი ასევე შეიძლება წარმოიქმნას რეციკლირებული ნარჩენების ცემენტირებული კარბიდის მასალების გამოყენებით. ჯართის კარბიდის გადამუშავებას და ხელახლა გამოყენებას დიდი ისტორია აქვს ცემენტირებული კარბიდის ინდუსტრიაში და წარმოადგენს ინდუსტრიის მთელი ეკონომიკური ჯაჭვის მნიშვნელოვან ნაწილს, რაც ხელს უწყობს მატერიალური ხარჯების შემცირებას, ბუნებრივი რესურსების დაზოგვას და ნარჩენების თავიდან აცილებას. მავნე განკარგვა. ჯართის ცემენტირებული კარბიდი ზოგადად შეიძლება ხელახლა იქნას გამოყენებული APT (ამონიუმის პარატუნგსტატი) პროცესით, თუთიის აღდგენის პროცესით ან დამსხვრევით. ამ "რეციკლირებულ" ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილებს, ზოგადად, აქვთ უკეთესი, პროგნოზირებადი გამკვრივება, რადგან მათ აქვთ უფრო მცირე ზედაპირი, ვიდრე ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილები, რომლებიც მზადდება უშუალოდ ვოლფრამის კარბურიზაციის პროცესში.

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილისა და ლითონის ბმის შერეული დაფქვის დამუშავების პირობები ასევე გადამწყვეტი პროცესის პარამეტრებია. ორი ყველაზე ხშირად გამოყენებული ფრეზირების ტექნიკაა ბურთიანი და მიკროფრეზი. ორივე პროცესი იძლევა დაფქული ფხვნილების ერთგვაროვან შერევას და ნაწილაკების შემცირებულ ზომას. იმისათვის, რომ მოგვიანებით დაჭერილ სამუშაო ნაწილს ჰქონდეს საკმარისი ძალა, შეინარჩუნოს სამუშაო ნაწილის ფორმა და ოპერატორს ან მანიპულატორს საშუალება მისცეს აიღოს სამუშაო ნაწილი სამუშაოდ, ჩვეულებრივ საჭიროა ორგანული შემკვრელის დამატება დაფქვის დროს. ამ კავშირის ქიმიურმა შემადგენლობამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს დაჭერილი სამუშაო ნაწილის სიმკვრივესა და სიმტკიცეზე. დამუშავების გასაადვილებლად, მიზანშეწონილია დაამატოთ მაღალი სიმტკიცის შემკვრელები, მაგრამ ეს იწვევს დატკეპნის სიმკვრივეს და შეიძლება წარმოქმნას სიმსივნეები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დეფექტები საბოლოო პროდუქტში.

დაფქვის შემდეგ, ფხვნილს ჩვეულებრივ აშრობენ სპრეით, რათა წარმოიქმნას თავისუფლად მიედინება აგლომერატები ორგანული შემკვრელების მიერ. ორგანული შემკვრელის შემადგენლობის კორექტირებით, ამ აგლომერატების გამტარიანობა და მუხტის სიმკვრივე შეიძლება მორგებული იყოს სურვილისამებრ. უფრო უხეში ან წვრილი ნაწილაკების სკრინინგით, აგლომერატის ნაწილაკების ზომის განაწილება შეიძლება კიდევ უფრო მორგებული იყოს, რათა უზრუნველყოფილი იყოს კარგი ნაკადი ყალიბის ღრუში ჩატვირთვისას.

სამუშაო ნაწილის წარმოება

კარბიდის სამუშაო ნაწილები შეიძლება ჩამოყალიბდეს სხვადასხვა პროცესის მეთოდით. სამუშაო ნაწილის ზომაზე, ფორმის სირთულის დონეზე და წარმოების პარტიიდან გამომდინარე, საჭრელი ჩანართების უმეტესობა ყალიბდება ზედა და ქვედა წნევის ხისტი ნაჭრების გამოყენებით. იმისათვის, რომ შევინარჩუნოთ სამუშაო ნაწილის წონისა და ზომის თანმიმდევრულობა ყოველი დაწნეხვის დროს, აუცილებელია იმის უზრუნველყოფა, რომ ფხვნილის რაოდენობა (მასობრივი და მოცულობა) ჩაედინება ღრუში ზუსტად იგივე. ფხვნილის სითხე ძირითადად კონტროლდება აგლომერატების ზომის განაწილებით და ორგანული შემკვრელის თვისებებით. ჩამოსხმული სამუშაო ნაწილები (ან „ბლანკები“) წარმოიქმნება ჩამოსხმის ზეწოლის გამოყენებით 10-80 ksi (კილო ფუნტი კვადრატულ ფუტზე) ყალიბის ღრუში ჩატვირთულ ფხვნილზე.

ჩამოსხმის უკიდურესად მაღალი წნევის პირობებშიც კი, მძიმე ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკები არ დეფორმირდება და არ იშლება, მაგრამ ორგანული შემკვრელის დაჭერა ხდება ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკებს შორის არსებულ ხარვეზებში, რითაც აფიქსირებს ნაწილაკების პოზიციას. რაც უფრო მაღალია წნევა, მით უფრო მჭიდროა შემაკავშირებელი ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკები და მით მეტია სამუშაო ნაწილის დატკეპნის სიმკვრივე. ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის კლასების ჩამოსხმის თვისებები შეიძლება განსხვავდებოდეს, რაც დამოკიდებულია მეტალის შემკვრელის შემცველობაზე, ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომასა და ფორმაზე, აგლომერაციის ხარისხზე და ორგანული შემკვრელის შემადგენლობასა და დამატებით. იმისათვის, რომ მივაწოდოთ რაოდენობრივი ინფორმაცია ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილების კლასების დატკეპნის თვისებების შესახებ, კავშირი ჩამოსხმის სიმკვრივესა და ჩამოსხმის წნევას შორის, როგორც წესი, შექმნილია და აგებულია ფხვნილის მწარმოებლის მიერ. ეს ინფორმაცია უზრუნველყოფს, რომ მიწოდებული ფხვნილი თავსებადია ხელსაწყოების მწარმოებლის ჩამოსხმის პროცესთან.

დიდი ზომის კარბიდის სამუშაო ნაწილები ან კარბიდის სამუშაო ნაწილები მაღალი ასპექტის კოეფიციენტებით (როგორიცაა თასები ბოლო წისქვილებისთვის და ბურღებისთვის) ჩვეულებრივ დამზადებულია კარბიდის ფხვნილის თანაბრად დაჭერით მოქნილ ჩანთაში. მიუხედავად იმისა, რომ დაბალანსებული დაჭერის მეთოდის წარმოების ციკლი უფრო გრძელია, ვიდრე ჩამოსხმის მეთოდით, ხელსაწყოს წარმოების ღირებულება უფრო დაბალია, ამიტომ ეს მეთოდი უფრო შესაფერისია მცირე პარტიული წარმოებისთვის.

პროცესის ეს მეთოდი არის ფხვნილის ჩანთაში ჩაყრა და ჩანთის პირის დალუქვა, შემდეგ კი ფხვნილით სავსე ტომრის ჩადება კამერაში და ჰიდრავლიკური მოწყობილობის მეშვეობით 30-60 კს-ის ზეწოლა. დაპრესილი სამუშაო ნაწილები ხშირად მუშავდება სპეციფიკურ გეომეტრიებზე აგლომერაციის დაწყებამდე. ტომრის ზომა გადიდებულია, რათა მოხდეს სამუშაო ნაწილის შეკუმშვა დატკეპნის დროს და უზრუნველყოს საკმარისი ზღვარი დაფქვის ოპერაციებისთვის. ვინაიდან სამუშაო ნაწილის დამუშავება საჭიროა დაჭერის შემდეგ, დამუხტვის თანმიმდევრულობის მოთხოვნები არ არის ისეთი მკაცრი, როგორც ჩამოსხმის მეთოდის მოთხოვნები, მაგრამ მაინც სასურველია უზრუნველყოს, რომ ყოველ ჯერზე ჩანთაში ერთი და იგივე რაოდენობის ფხვნილი ჩაიტვირთება. თუ ფხვნილის დამუხტვის სიმკვრივე ძალიან მცირეა, ამან შეიძლება გამოიწვიოს არასაკმარისი ფხვნილი ჩანთაში, რის შედეგადაც სამუშაო ნაწილი ძალიან მცირეა და საჭირო იქნება ჯართი. თუ ფხვნილის ჩატვირთვის სიმკვრივე ძალიან მაღალია და ჩანთაში ჩასმული ფხვნილი ძალიან ბევრია, სამუშაო ნაწილის დამუშავება საჭიროა, რათა მეტი ფხვნილი მოიხსნას დაჭერის შემდეგ. მიუხედავად იმისა, რომ ჭარბი ფხვნილი ამოღებული და ჯართიანი სამუშაო ნაწილები შეიძლება გადამუშავდეს, ეს ამცირებს პროდუქტიულობას.

კარბიდის სამუშაო ნაწილები ასევე შეიძლება ჩამოყალიბდეს ექსტრუზიის ან საინექციო ნაჭრების გამოყენებით. ექსტრუზიის ჩამოსხმის პროცესი უფრო შესაფერისია ღერძის სიმეტრიული ფორმის სამუშაო ნაწილების მასობრივი წარმოებისთვის, ხოლო ინექციური ჩამოსხმის პროცესი ჩვეულებრივ გამოიყენება რთული ფორმის სამუშაო ნაწილების მასობრივი წარმოებისთვის. ორივე ჩამოსხმის პროცესში, ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილი შეჩერებულია ორგანულ შემკვრელად, რომელიც კბილის პასტის მსგავს კონსისტენციას ანიჭებს ცემენტირებული კარბიდის ნარევს. შემდეგ ნაერთი ან ამოღებულია ხვრელში, ან შეჰყავთ ღრუში, რათა წარმოიქმნას. ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის კლასის მახასიათებლები განსაზღვრავს ფხვნილის ოპტიმალურ თანაფარდობას ნარევში შემკვრელისა და აქვს მნიშვნელოვანი გავლენა ნარევის დინებადობაზე ექსტრუზიის ხვრელის ან ღრუში შეყვანის გზით.

მას შემდეგ, რაც სამუშაო ნაწილი წარმოიქმნება ჩამოსხმის, იზოსტატიკური დაწნეხვის, ექსტრუზიის ან ინექციური ჩამოსხმის შედეგად, ორგანული შემკვრელი უნდა მოიხსნას სამუშაო ნაწილიდან შედუღების საბოლოო ეტაპამდე. აგლომერაცია ხსნის ფორიანობას სამუშაო ნაწილიდან, რაც მას სრულად (ან არსებითად) მკვრივს ხდის. აგლომერაციის დროს, ლითონის ბმული პრესით წარმოქმნილ სამუშაო ნაწილში ხდება თხევადი, მაგრამ სამუშაო ნაწილი ინარჩუნებს თავის ფორმას კაპილარული ძალებისა და ნაწილაკების შეერთების შედეგად.

აგლომერაციის შემდეგ, სამუშაო ნაწილის გეომეტრია იგივე რჩება, მაგრამ ზომები მცირდება. აგლომერაციის შემდეგ სამუშაო ნაწილის საჭირო ზომის მისაღებად, ხელსაწყოს დაპროექტებისას უნდა გაითვალისწინოთ შეკუმშვის სიჩქარე. კარბიდის ფხვნილის ხარისხი, რომელიც გამოიყენება თითოეული ხელსაწყოს დასამზადებლად, უნდა იყოს შემუშავებული ისე, რომ ჰქონდეს სწორი შეკუმშვა შესაბამისი წნევის ქვეშ დატკეპნისას.

თითქმის ყველა შემთხვევაში საჭიროა აგლომერირებული სამუშაო ნაწილის შედუღების შემდგომი დამუშავება. საჭრელი ხელსაწყოების ყველაზე ძირითადი მკურნალობა არის საჭრელი კიდის სიმკვეთრე. ბევრი ხელსაწყო მოითხოვს მათი გეომეტრიისა და ზომების დაფქვას აგლომერაციის შემდეგ. ზოგიერთი ინსტრუმენტი მოითხოვს ზედა და ქვედა სახეხს; სხვები საჭიროებენ პერიფერიულ დაფქვას (საჭრელი კიდის სიმკვეთრით ან მის გარეშე). ყველა კარბიდის ჩიპი დაფქვიდან შეიძლება გადამუშავდეს.

სამუშაო ნაწილის საფარი

ხშირ შემთხვევაში, მზა სამუშაო ნაწილის დაფარვაა საჭირო. საფარი უზრუნველყოფს შეზეთვას და გაზრდილ სიმტკიცეს, ასევე დიფუზიურ ბარიერს სუბსტრატზე, ხელს უშლის დაჟანგვას მაღალ ტემპერატურაზე ზემოქმედებისას. ცემენტირებული კარბიდის სუბსტრატი გადამწყვეტია საფარის მუშაობისთვის. მატრიცის ფხვნილის ძირითადი თვისებების მორგების გარდა, მატრიცის ზედაპირის თვისებები ასევე შეიძლება მორგებული იყოს ქიმიური შერჩევით და შედუღების მეთოდის შეცვლით. კობალტის მიგრაციის გზით, უფრო მეტი კობალტი შეიძლება გამდიდრდეს დანა ზედაპირის გარე ფენაში 20-30 μm სისქეში დანარჩენ სამუშაო ნაწილთან შედარებით, რითაც სუბსტრატის ზედაპირს მისცემს უკეთეს სიმტკიცეს და სიმტკიცეს, რაც მას უფრო მეტს ხდის. მდგრადია დეფორმაციის მიმართ.

საკუთარი წარმოების პროცესიდან გამომდინარე (როგორიცაა დეცოფაციის მეთოდი, გათბობის სიჩქარე, შედუღების დრო, ტემპერატურა და ნახშირბადის ძაბვა), ხელსაწყოს მწარმოებელს შეიძლება ჰქონდეს სპეციალური მოთხოვნები გამოყენებული ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის ხარისხთან დაკავშირებით. ზოგიერთი ხელსაწყოების შემქმნელს შეუძლია სამუშაო ნაწილის შედუღება ვაკუუმურ ღუმელში, ხოლო ზოგმა შეიძლება გამოიყენოს ცხელი იზოსტატიკური დაწნეხვის (HIP) შემდუღებელი ღუმელი (რომელიც ახდენს ზეწოლას სამუშაო ნაწილზე პროცესის ციკლის ბოლოს, რათა ამოიღოს ნარჩენები) ფორები). ვაკუუმურ ღუმელში აგლომერირებულ სამუშაო ნაწილებს შეიძლება ასევე დასჭირდეს ცხელი იზოსტატიკური დაჭერა დამატებითი პროცესის მეშვეობით სამუშაო ნაწილის სიმკვრივის გაზრდის მიზნით. ხელსაწყოების ზოგიერთმა მწარმოებელმა შეიძლება გამოიყენოს ვაკუუმური აგლომერაციის უფრო მაღალი ტემპერატურა კობალტის დაბალი შემცველობის მქონე ნარევების აგლომერირებული სიმკვრივის გასაზრდელად, მაგრამ ამ მიდგომამ შეიძლება გააუარესოს მათი მიკროსტრუქტურა. წვრილი მარცვლის ზომის შესანარჩუნებლად შეიძლება შეირჩეს ფხვნილები ვოლფრამის კარბიდის უფრო მცირე ნაწილაკებით. სპეციფიკური საწარმოო აღჭურვილობის შესატყვისად, ცვილის გამოდევნის პირობებს და ნახშირბადის ძაბვას ასევე აქვს განსხვავებული მოთხოვნები ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილში ნახშირბადის შემცველობაზე.

კლასების კლასიფიკაცია

სხვადასხვა ტიპის ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის კომბინირებული ცვლილებები, ნარევის შემადგენლობა და ლითონის შემკვრელის შემცველობა, მარცვლეულის ზრდის ინჰიბიტორის ტიპი და რაოდენობა და ა.შ. წარმოადგენს ცემენტირებული კარბიდის კლასების მრავალფეროვნებას. ეს პარამეტრები განსაზღვრავს ცემენტირებული კარბიდის მიკროსტრუქტურას და მის თვისებებს. თვისებების ზოგიერთი სპეციფიური კომბინაცია გახდა პრიორიტეტი ზოგიერთი სპეციფიკური გადამამუშავებელი აპლიკაციისთვის, რაც მნიშვნელოვნებას ხდის სხვადასხვა ცემენტირებული კარბიდის კლასიფიკაციას.

კარბიდის კლასიფიკაციის ორი ყველაზე ხშირად გამოყენებული სისტემა დამუშავებისთვის არის C აღნიშვნის სისტემა და ISO აღნიშვნის სისტემა. მიუხედავად იმისა, რომ არცერთი სისტემა სრულად არ ასახავს მასალის თვისებებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ცემენტირებული კარბიდის ხარისხების არჩევაზე, ისინი წარმოადგენენ საწყის წერტილს განხილვისთვის. თითოეული კლასიფიკაციისთვის, ბევრ მწარმოებელს აქვს საკუთარი სპეციალური კლასები, რაც იწვევს კარბიდის კლასების მრავალფეროვნებას.

კარბიდის კლასები ასევე შეიძლება კლასიფიცირდეს შემადგენლობის მიხედვით. ვოლფრამის კარბიდის (WC) კლასები შეიძლება დაიყოს სამ ძირითად ტიპად: მარტივი, მიკროკრისტალური და შენადნობი. Simplex კლასები ძირითადად შედგება ვოლფრამის კარბიდისა და კობალტის შემკვრელებისგან, მაგრამ ასევე შეიძლება შეიცავდეს მცირე რაოდენობით მარცვლეულის ზრდის ინჰიბიტორებს. მიკროკრისტალური კლასი შედგება ვოლფრამის კარბიდისა და კობალტის შემკვრელისგან, რომელსაც ემატება ვანადიუმის კარბიდი (VC) და (ან) ქრომის კარბიდი (Cr3C2) რამდენიმე მეათასედი, და მისი მარცვლების ზომა შეიძლება მიაღწიოს 1 მკმ ან ნაკლებს. შენადნობების კლასები შედგება ვოლფრამის კარბიდისა და კობალტის შემკვრელებისგან, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე პროცენტს ტიტანის კარბიდს (TiC), ტანტალის კარბიდს (TaC) და ნიობიუმის კარბიდს (NbC). ეს დანამატები ასევე ცნობილია როგორც კუბური კარბიდები მათი აგლომერაციის თვისებების გამო. შედეგად მიღებული მიკროსტრუქტურა ავლენს არაჰომოგენურ სამფაზიან სტრუქტურას.

1) მარტივი კარბიდის კლასები

ლითონის ჭრის ეს კლასები ჩვეულებრივ შეიცავს 3%-დან 12%-მდე კობალტს (წონის მიხედვით). ვოლფრამის კარბიდის მარცვლების ზომის დიაპაზონი ჩვეულებრივ 1-8 მკმ-ს შორისაა. როგორც სხვა კლასის შემთხვევაში, ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომის შემცირება ზრდის მის სიმტკიცეს და განივი რღვევის სიძლიერეს (TRS), მაგრამ ამცირებს მის სიმტკიცეს. სუფთა ტიპის სიხისტე ჩვეულებრივ არის HRA89-93.5 შორის; განივი რღვევის სიძლიერე ჩვეულებრივ 175-350ksi-ს შორისაა. ამ კლასის ფხვნილები შეიძლება შეიცავდეს დიდი რაოდენობით გადამუშავებულ მასალებს.

მარტივი ტიპის კლასები შეიძლება დაიყოს C1-C4-ად C კლასის სისტემაში და შეიძლება კლასიფიცირებული იყოს K, N, S და H კლასის სერიების მიხედვით ISO კლასის სისტემაში. Simplex კლასები შუალედური თვისებებით შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც ზოგადი დანიშნულების კლასები (როგორიცაა C2 ან K20) და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბრუნვის, დაფქვის, დაგეგმვისა და მოსაწყენისთვის; კლასები მარცვლეულის მცირე ზომით ან კობალტის დაბალი შემცველობით და უფრო მაღალი სიმტკიცით შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც დასრულების კლასები (როგორიცაა C4 ან K01); კლასები უფრო დიდი მარცვლის ზომით ან უფრო მაღალი კობალტის შემცველობით და უკეთესი გამძლეობით შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც უხეში კლასები (როგორიცაა C1 ან K30).

Simplex კლასებში დამზადებული ხელსაწყოები შეიძლება გამოყენებულ იქნას თუჯის, 200 და 300 სერიის უჟანგავი ფოლადის, ალუმინის და სხვა ფერადი ლითონების, სუპერშენადნობების და გამაგრებული ფოლადების დასამუშავებლად. ეს კლასები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას არალითონების საჭრელ აპლიკაციებში (მაგ., როგორც ქანების და გეოლოგიური საბურღი ხელსაწყოები), და ამ კლასებს აქვთ მარცვლის ზომის დიაპაზონი 1,5-10 μm (ან მეტი) და კობალტის შემცველობა 6%-16%. მარტივი კარბიდის კლასების სხვა არალითონის ჭრის გამოყენება არის ჭურჭლისა და პუნჩების წარმოებაში. ამ კლასებს, როგორც წესი, აქვთ საშუალო ზომის მარცვლეული კობალტის შემცველობით 16%-30%.

(2) მიკროკრისტალური ცემენტირებული კარბიდის კლასები

ასეთი კლასები ჩვეულებრივ შეიცავს 6%-15% კობალტს. თხევადი ფაზის აგლომერაციის დროს, ვანადიუმის კარბიდის და/ან ქრომის კარბიდის დამატებას შეუძლია მარცვლის ზრდის კონტროლი, რათა მივიღოთ წვრილი მარცვლოვანი სტრუქტურა ნაწილაკების ზომით 1 მკმ-ზე ნაკლები. ამ წვრილმარცვლოვან კლასს აქვს ძალიან მაღალი სიმტკიცე და განივი რღვევის სიძლიერე 500ksi-ზე მეტი. მაღალი სიმტკიცისა და საკმარისი სიმტკიცის კომბინაცია საშუალებას აძლევს ამ კლასებს გამოიყენონ უფრო დიდი დადებითი კუთხის კუთხე, რაც ამცირებს ჭრის ძალებს და წარმოქმნის უფრო თხელ ჩიპებს ლითონის მასალის დაჭრის ნაცვლად და არა დაჭერით.

ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის ხარისხების წარმოებაში სხვადასხვა ნედლეულის მკაცრი ხარისხის იდენტიფიკაციისა და აგლომერაციის პროცესის პირობების მკაცრი კონტროლის მეშვეობით, რათა თავიდან იქნას აცილებული არანორმალურად დიდი მარცვლების წარმოქმნა მატერიალურ მიკროსტრუქტურაში, შესაძლებელია შესაბამისი მასალის თვისებების მიღება. მარცვლეულის ზომის მცირე და ერთგვაროვანი შესანარჩუნებლად, რეციკლირებული რეციკლირებული ფხვნილი უნდა იქნას გამოყენებული მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ არის ნედლეულის და აღდგენის პროცესის სრული კონტროლი და ხარისხის ფართო ტესტირება.

მიკროკრისტალური კლასები შეიძლება კლასიფიცირდეს M კლასის სერიის მიხედვით ISO კლასის სისტემაში. გარდა ამისა, სხვა კლასიფიკაციის მეთოდები C კლასის სისტემაში და ISO კლასის სისტემაში იგივეა, რაც სუფთა კლასები. მიკროკრისტალური კლასების გამოყენება შესაძლებელია ხელსაწყოების დასამზადებლად, რომლებიც ჭრიან სამუშაო ნაწილის რბილ მასალებს, რადგან ხელსაწყოს ზედაპირი შეიძლება დამუშავდეს ძალიან გლუვი და შეინარჩუნოს უკიდურესად მკვეთრი საჭრელი პირა.

მიკროკრისტალური კლასები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნიკელზე დაფუძნებული სუპერშენადნობების დასამუშავებლად, რადგან ისინი უძლებენ ჭრის ტემპერატურას 1200°C-მდე. სუპერშენადნობების და სხვა სპეციალური მასალების დასამუშავებლად, მიკროკრისტალური კლასის ხელსაწყოების და რუთენიუმის შემცველი სუფთა კლასის ხელსაწყოების გამოყენებამ შეიძლება ერთდროულად გააუმჯობესოს მათი აცვიათ წინააღმდეგობა, დეფორმაციის წინააღმდეგობა და სიმტკიცე. მიკროკრისტალური კლასები ასევე შესაფერისია მბრუნავი ხელსაწყოების დასამზადებლად, როგორიცაა ბურღები, რომლებიც წარმოქმნიან ათვლის სტრესს. არსებობს ცემენტირებული კარბიდის კომპოზიტური კლასის საბურღი. ერთი და იგივე ბურღის კონკრეტულ ნაწილებში, მასალაში კობალტის შემცველობა იცვლება, ამიტომ ბურღის სიმტკიცე და სიმტკიცე ოპტიმიზირებულია დამუშავების საჭიროებების შესაბამისად.

(3) შენადნობის ტიპის ცემენტირებული კარბიდის კლასები

ეს კლასები ძირითადად გამოიყენება ფოლადის ნაწილების დასაჭრელად და მათში კობალტის შემცველობა ჩვეულებრივ შეადგენს 5%-10%-ს, ხოლო მარცვლის ზომა მერყეობს 0,8-2μm-მდე. 4%-25% ტიტანის კარბიდის (TiC) დამატებით შეიძლება შემცირდეს ვოლფრამის კარბიდის (WC) მიდრეკილება ფოლადის ჩიპების ზედაპირზე გავრცელებისკენ. ხელსაწყოს სიმტკიცე, კრატერის ცვეთა წინააღმდეგობა და თერმული შოკის წინააღმდეგობა შეიძლება გაუმჯობესდეს ტანტალის კარბიდის (TaC) და ნიობიუმის კარბიდის (NbC) 25%-მდე დამატებით. ასეთი კუბური კარბიდების დამატება ასევე ზრდის ხელსაწყოს წითელ სიმტკიცეს, რაც ხელს უწყობს ხელსაწყოს თერმული დეფორმაციის თავიდან აცილებას მძიმე ჭრის ან სხვა ოპერაციების დროს, სადაც საჭრელი ზღვარი წარმოქმნის მაღალ ტემპერატურას. გარდა ამისა, ტიტანის კარბიდს შეუძლია უზრუნველყოს ნუკლეაციის ადგილები აგლომერაციის დროს, რაც აუმჯობესებს კუბური კარბიდის განაწილების ერთგვაროვნებას სამუშაო ნაწილზე.

ზოგადად რომ ვთქვათ, შენადნობის ტიპის ცემენტირებული კარბიდის კლასების სიხისტის დიაპაზონი არის HRA91-94, ხოლო განივი მოტეხილობის სიძლიერე არის 150-300ksi. სუფთა კლასებთან შედარებით, შენადნობის კლასებს აქვთ ცუდი აცვიათ წინააღმდეგობა და დაბალი სიძლიერე, მაგრამ აქვთ უკეთესი წინააღმდეგობა წებოვანი ცვეთის მიმართ. შენადნობების კლასები შეიძლება დაიყოს C5-C8-ად C კლასის სისტემაში და შეიძლება კლასიფიცირებული იყოს P და M კლასის სერიების მიხედვით ISO კლასის სისტემაში. შენადნობების კლასები შუალედური თვისებებით შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც ზოგადი დანიშნულების კლასები (როგორიცაა C6 ან P30) და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბრუნვის, ჩამოსასხმელად, დაგეგმარებისა და დაფქვისთვის. უმძიმესი კლასები შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც დასრულების კლასები (როგორიცაა C8 და P01) მობრუნებისა და მოსაწყენი ოპერაციების დასრულებისთვის. ამ კლასებს, როგორც წესი, აქვთ უფრო მცირე ზომის მარცვლები და დაბალი კობალტის შემცველობა, რათა მიიღონ საჭირო სიმტკიცე და აცვიათ წინააღმდეგობა. თუმცა, მსგავსი მასალის თვისებების მიღება შესაძლებელია მეტი კუბური კარბიდის დამატებით. უმაღლესი გამძლეობის მქონე კლასები შეიძლება კლასიფიცირდეს უხეში კლასებად (მაგ. C5 ან P50). ამ კლასებს, როგორც წესი, აქვთ საშუალო მარცვლეულის ზომა და მაღალი კობალტის შემცველობა, კუბური კარბიდების მცირე დანამატებით, რათა მიაღწიონ სასურველ სიმტკიცეს ბზარების ზრდის დათრგუნვით. შეწყვეტილი ბრუნვის ოპერაციების დროს, ჭრის შესრულება შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს ზემოაღნიშნული კობალტით მდიდარი კლასების გამოყენებით ხელსაწყოს ზედაპირზე კობალტის მაღალი შემცველობით.

შენადნობის კლასები ტიტანის კარბიდის დაბალი შემცველობით გამოიყენება უჟანგავი ფოლადისა და ელასტიური რკინის დასამუშავებლად, მაგრამ ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფერადი ლითონების დასამუშავებლად, როგორიცაა ნიკელზე დაფუძნებული სუპერშენადნობები. ამ კლასების მარცვლის ზომა ჩვეულებრივ 1 მკმ-ზე ნაკლებია, ხოლო კობალტის შემცველობა 8%-12%. უფრო მყარი კლასები, როგორიცაა M10, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელასტიური რკინის დასაბრუნებლად; უფრო მკაცრი კლასები, როგორიცაა M40, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფოლადის დაფქვისა და დასაგეგმად, ან უჟანგავი ფოლადის ან სუპერშენადნობების დასაბრუნებლად.

შენადნობის ტიპის ცემენტირებული კარბიდის კლასები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას არალითონის ჭრისთვის, ძირითადად აცვიათ მდგრადი ნაწილების დასამზადებლად. ამ კლასების ნაწილაკების ზომა ჩვეულებრივ 1,2-2 მკმ-ია, ხოლო კობალტის შემცველობა 7%-10%. ამ კლასების წარმოებისას, ჩვეულებრივ ემატება გადამუშავებული ნედლეულის მაღალი პროცენტი, რაც იწვევს აცვიათ ნაწილების გამოყენების მაღალ ეფექტურობას. აცვიათ ნაწილები საჭიროებს კარგ კოროზიის წინააღმდეგობას და მაღალ სიმტკიცეს, რაც შეიძლება მიღებულ იქნას ნიკელის და ქრომის კარბიდის დამატებით ამ კლასების წარმოებისას.

ხელსაწყოების მწარმოებლების ტექნიკური და ეკონომიკური მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, კარბიდის ფხვნილი არის მთავარი ელემენტი. ფხვნილები, რომლებიც შექმნილია ხელსაწყოების მწარმოებლების დამუშავების აღჭურვილობისთვის და პროცესის პარამეტრებისთვის, უზრუნველყოფს მზა სამუშაო ნაწილის მუშაობას და იწვევს ასობით კარბიდის ხარისხს. კარბიდის მასალების რეციკლირებადი ბუნება და ფხვნილის მომწოდებლებთან უშუალო მუშაობის შესაძლებლობა საშუალებას აძლევს ხელსაწყოების შემქმნელებს ეფექტურად გააკონტროლონ თავიანთი პროდუქტის ხარისხი და მასალის ხარჯები.