კარბიდის ხელსაწყოების მასალების საბაზისო ცოდნა

კარბიდი მაღალსიჩქარიანი დამუშავების (HSM) ხელსაწყო მასალების ყველაზე ფართოდ გამოყენებადი კლასია, რომლებიც ფხვნილის მეტალურგიის პროცესებით მიიღება და შედგება მყარი კარბიდის (ჩვეულებრივ ვოლფრამის კარბიდის WC) ნაწილაკებისა და უფრო რბილი ლითონის ბმის შემადგენლობისგან. ამჟამად, არსებობს WC-ზე დაფუძნებული ასობით ცემენტირებული კარბიდი სხვადასხვა შემადგენლობით, რომელთა უმეტესობა კობალტს (Co) იყენებს, როგორც შემაკავშირებელს, ნიკელს (Ni) და ქრომი (Cr) ასევე ხშირად გამოიყენება შემაკავშირებელ ელემენტებს, ასევე შეიძლება დაემატოს სხვა შენადნობი ელემენტები. რატომ არსებობს კარბიდის ამდენი კლასი? როგორ ირჩევენ ხელსაწყოების მწარმოებლები სწორ ხელსაწყოს მასალას კონკრეტული ჭრის ოპერაციისთვის? ამ კითხვებზე პასუხის გასაცემად, ჯერ განვიხილოთ სხვადასხვა თვისებები, რომლებიც ცემენტირებულ კარბიდს იდეალურ ხელსაწყოს მასალად აქცევს.

სიმტკიცე და სიმტკიცე

WC-Co ცემენტირებულ კარბიდს უნიკალური უპირატესობები აქვს როგორც სიმტკიცის, ასევე სიმტკიცის მხრივ. ვოლფრამის კარბიდი (WC) თავისი ბუნებით ძალიან მყარია (კორუნდზე ან ალუმინზე მეტად) და მისი სიმტკიცე იშვიათად მცირდება სამუშაო ტემპერატურის მატებასთან ერთად. თუმცა, მას არ გააჩნია საკმარისი სიმტკიცე, რაც საჭრელი ხელსაწყოების აუცილებელი თვისებაა. ვოლფრამის კარბიდის მაღალი სიმტკიცის გამოსაყენებლად და მისი სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად, ადამიანები იყენებენ ლითონის კავშირებს ვოლფრამის კარბიდის ერთმანეთთან შესაერთებლად, ისე, რომ ამ მასალას აქვს სიმტკიცე, რომელიც გაცილებით აღემატება მაღალსიჩქარიანი ფოლადის სიმტკიცეს და ამავდროულად, შეუძლია გაუძლოს ჭრის უმეტეს ოპერაციებს. გარდა ამისა, მას შეუძლია გაუძლოს მაღალსიჩქარიანი დამუშავებით გამოწვეულ მაღალ ჭრის ტემპერატურას.

დღესდღეობით, თითქმის ყველა WC-Co დანა და ჩანართი დაფარულია საფარით, ამიტომ საბაზისო მასალის როლი ნაკლებად მნიშვნელოვანი ჩანს. სინამდვილეში კი, სწორედ WC-Co მასალის მაღალი ელასტიურობის მოდული (სიხისტის საზომი, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე მაღალსიჩქარიანი ფოლადის სიმტკიცის დაახლოებით სამჯერ მეტია) უზრუნველყოფს საფარისთვის არადეფორმირებად სუბსტრატს. WC-Co მატრიცა ასევე უზრუნველყოფს საჭირო სიმტკიცეს. ეს თვისებები WC-Co მასალების ძირითადი თვისებებია, მაგრამ მასალის თვისებების მორგება ასევე შესაძლებელია ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილების წარმოებისას მასალის შემადგენლობისა და მიკროსტრუქტურის რეგულირებით. ამიტომ, ხელსაწყოს მუშაობის შესაბამისობა კონკრეტულ დამუშავებასთან დიდწილად დამოკიდებულია საწყის დაფქვის პროცესზე.

ფრეზირების პროცესი

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილი მიიღება ვოლფრამის (W) ფხვნილის კარბურიზაციით. ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის მახასიათებლები (განსაკუთრებით მისი ნაწილაკების ზომა) ძირითადად დამოკიდებულია ნედლეულის, ვოლფრამის ფხვნილის, ნაწილაკების ზომაზე, ასევე კარბურიზაციის ტემპერატურასა და დროზე. ქიმიური კონტროლი ასევე კრიტიკულია და ნახშირბადის შემცველობა უნდა შენარჩუნდეს მუდმივად (წონის მიხედვით 6.13%-ის სტექიომეტრიულ მნიშვნელობასთან ახლოს). კარბურიზების დამუშავებამდე შეიძლება დაემატოს ვანადიუმის და/ან ქრომის მცირე რაოდენობა, რათა გაკონტროლდეს ფხვნილის ნაწილაკების ზომა შემდგომი პროცესების განმავლობაში. სხვადასხვა შემდგომი პროცესის პირობები და სხვადასხვა საბოლოო დამუშავების გამოყენება მოითხოვს ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომის, ნახშირბადის შემცველობის, ვანადიუმის შემცველობის და ქრომის შემცველობის სპეციფიკურ კომბინაციას, რომლის მეშვეობითაც შესაძლებელია სხვადასხვა ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილების წარმოება. მაგალითად, ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის მწარმოებელი კომპანია ATI Alldyne აწარმოებს ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის 23 სტანდარტულ კლასს, ხოლო მომხმარებლის მოთხოვნების შესაბამისად მორგებული ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის სახეობები შეიძლება 5-ჯერ აღემატებოდეს ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის სტანდარტულ კლასს.

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილისა და ლითონის ბმის შერევისა და დაფქვისას, გარკვეული ხარისხის ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის მისაღებად, შესაძლებელია სხვადასხვა კომბინაციის გამოყენება. ყველაზე ხშირად გამოყენებული კობალტის შემცველობაა 3%-25% (წონის თანაფარდობა), ხოლო ხელსაწყოს კოროზიისადმი მდგრადობის გაზრდის საჭიროების შემთხვევაში, აუცილებელია ნიკელის და ქრომის დამატება. გარდა ამისა, ლითონის ბმის გაუმჯობესება შესაძლებელია სხვა შენადნობის კომპონენტების დამატებით. მაგალითად, WC-Co ცემენტირებულ კარბიდში რუთენიუმის დამატებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მისი სიმტკიცე მისი სიმტკიცის შემცირების გარეშე. შემაკავშირებლის შემცველობის გაზრდამ ასევე შეიძლება გააუმჯობესოს ცემენტირებული კარბიდის სიმტკიცე, მაგრამ შეამციროს მისი სიმტკიცე.

ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომის შემცირებამ შეიძლება გაზარდოს მასალის სიმტკიცე, მაგრამ ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომა შედუღების პროცესის დროს იგივე უნდა დარჩეს. შედუღების დროს, ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკები ერთიანდება და იზრდება გახსნისა და ხელახალი დალექვის პროცესის მეშვეობით. ფაქტობრივი შედუღების პროცესში, სრულად მკვრივი მასალის შესაქმნელად, ლითონის ბმა ხდება თხევადი (ე.წ. თხევადი ფაზის შედუღება). ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზრდის ტემპის კონტროლი შესაძლებელია სხვა გარდამავალი ლითონის კარბიდების დამატებით, მათ შორის ვანადიუმის კარბიდის (VC), ქრომის კარბიდის (Cr3C2), ტიტანის კარბიდის (TiC), ტანტალის კარბიდის (TaC) და ნიობიუმის კარბიდის (NbC) დამატებით. ეს ლითონის კარბიდები ჩვეულებრივ ემატება ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის ლითონის ბმასთან შერევისა და დაფქვის დროს, თუმცა ვანადიუმის კარბიდის და ქრომის კარბიდის წარმოქმნა ასევე შესაძლებელია ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის კარბურიზაციის დროს.

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის წარმოება ასევე შესაძლებელია გადამუშავებული ნარჩენებისგან დამზადებული ცემენტირებული კარბიდის მასალების გამოყენებით. ჯართის კარბიდის გადამუშავებას და ხელახლა გამოყენებას ხანგრძლივი ისტორია აქვს ცემენტირებული კარბიდის ინდუსტრიაში და წარმოადგენს ინდუსტრიის მთელი ეკონომიკური ჯაჭვის მნიშვნელოვან ნაწილს, რაც ხელს უწყობს მასალების ხარჯების შემცირებას, ბუნებრივი რესურსების დაზოგვას და ნარჩენების თავიდან აცილებას. მავნე განადგურება. ჯართის ცემენტირებული კარბიდის ხელახლა გამოყენება ზოგადად შესაძლებელია APT (ამონიუმის პარავოლფრამატის) პროცესით, თუთიის აღდგენის პროცესით ან დამსხვრევით. ამ „გადამუშავებულ“ ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილებს ზოგადად აქვთ უკეთესი, პროგნოზირებადი სიმკვრივე, რადგან მათ უფრო მცირე ზედაპირის ფართობი აქვთ, ვიდრე ვოლფრამის კარბურიზაციის პროცესის მეშვეობით პირდაპირ დამზადებულ ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილებს.

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილისა და ლითონის ბმის შერეული დაფქვის დამუშავების პირობები ასევე გადამწყვეტი პროცესის პარამეტრებია. ორი ყველაზე ხშირად გამოყენებული დაფქვის ტექნიკაა ბურთულიანი დაფქვა და მიკროდაფქვა. ორივე პროცესი საშუალებას იძლევა დაფქული ფხვნილების ერთგვაროვანი შერევისა და ნაწილაკების ზომის შემცირებისა. იმისათვის, რომ მოგვიანებით დაპრესილ სამუშაო ნაწილს ჰქონდეს საკმარისი სიმტკიცე, შეინარჩუნოს სამუშაო ნაწილის ფორმა და ოპერატორს ან მანიპულატორს საშუალება მისცეს სამუშაო ნაწილი აიღოს სამუშაოდ, დაფქვის დროს, როგორც წესი, აუცილებელია ორგანული შემაკავშირებლის დამატება. ამ ბმის ქიმიურმა შემადგენლობამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს დაპრესილი სამუშაო ნაწილის სიმკვრივესა და სიმტკიცეზე. დამუშავების გასაადვილებლად, მიზანშეწონილია მაღალი სიმტკიცის შემაკავშირებლების დამატება, მაგრამ ეს იწვევს დატკეპნის სიმკვრივის შემცირებას და შეიძლება წარმოქმნას სიმსივნეები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დეფექტები საბოლოო პროდუქტში.

დაფქვის შემდეგ, ფხვნილი, როგორც წესი, აშრება ორგანული შემკვრელებით შეკრული თავისუფლად მიედინებადი აგლომერატების მისაღებად. ორგანული შემკვრელის შემადგენლობის რეგულირებით, ამ აგლომერატების დინებადობა და მუხტის სიმკვრივე შეიძლება სასურველის მიხედვით მორგებული იყოს. უფრო უხეში ან წვრილი ნაწილაკების გამოყოფით, აგლომერატის ნაწილაკების ზომის განაწილება შეიძლება კიდევ უფრო მორგებული იყოს ყალიბის ღრუში ჩატვირთვისას კარგი დინების უზრუნველსაყოფად.

სამუშაო ნაწილის წარმოება

კარბიდის ნაწარმის ფორმირება შესაძლებელია სხვადასხვა დამუშავების მეთოდით. ​​ნაწარმის ზომის, ფორმის სირთულის დონისა და წარმოების პარტიის მიხედვით, საჭრელი ჩანართების უმეტესობა ჩამოსხმულია ზედა და ქვედა წნევის მყარი შტამპებით. თითოეული დაპრესის დროს ნაწარმის წონისა და ზომის თანმიმდევრულობის შესანარჩუნებლად, აუცილებელია იმის უზრუნველყოფა, რომ ღრუში ჩამდინარე ფხვნილის რაოდენობა (მასა და მოცულობა) ზუსტად იგივე იყოს. ფხვნილის სითხე ძირითადად კონტროლდება აგლომერატების ზომის განაწილებით და ორგანული შემკვრელის თვისებებით. ჩამოსხმული ნაწარმი (ან „ბლანკები“) წარმოიქმნება ყალიბის ღრუში ჩატვირთულ ფხვნილზე 10-80 ksi (კილოფუნტი კვადრატულ ფუტზე) ჩამოსხმის წნევის გამოყენებით.

უკიდურესად მაღალი ჩამოსხმის წნევის ქვეშაც კი, მყარი ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკები არ დეფორმირდება და არ ტყდება, თუმცა ორგანული შემკვრელი იჭრება ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკებს შორის არსებულ ნაპრალებში, რითაც ფიქსირდება ნაწილაკების პოზიცია. რაც უფრო მაღალია წნევა, მით უფრო მჭიდროდ არის შეერთება ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკები და მით უფრო მაღალია სამუშაო ნაწილის დატკეპნის სიმკვრივე. ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის ჩამოსხმის თვისებები შეიძლება განსხვავდებოდეს მეტალის შემკვრელის შემცველობის, ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომისა და ფორმის, აგლომერაციის ხარისხის, ასევე ორგანული შემკვრელის შემადგენლობისა და დამატების მიხედვით. ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილების დატკეპნის თვისებების შესახებ რაოდენობრივი ინფორმაციის მისაღებად, ჩამოსხმის სიმკვრივესა და ჩამოსხმის წნევას შორის ურთიერთობას, როგორც წესი, ფხვნილის მწარმოებელი ადგენს და აგებს. ეს ინფორმაცია უზრუნველყოფს, რომ მოწოდებული ფხვნილი თავსებადია ხელსაწყოს მწარმოებლის ჩამოსხმის პროცესთან.

დიდი ზომის კარბიდის ნაწარმი ან მაღალი ასპექტის თანაფარდობის კარბიდის ნაწარმი (მაგალითად, ბოლო წისქვილებისა და ბურღების ღეროები) როგორც წესი, მზადდება ერთგვაროვნად დაპრესილი კარბიდის ფხვნილისგან მოქნილ ტომარაში. მიუხედავად იმისა, რომ დაბალანსებული დაპრესის მეთოდის წარმოების ციკლი უფრო გრძელია, ვიდრე ჩამოსხმის მეთოდის, ხელსაწყოს წარმოების ღირებულება უფრო დაბალია, ამიტომ ეს მეთოდი უფრო შესაფერისია მცირე პარტიების წარმოებისთვის.

ამ დამუშავების მეთოდით ფხვნილის პარკში მოთავსება, პარკის ყელის დალუქვა, შემდეგ ფხვნილით სავსე პარკის კამერაში მოთავსება და ჰიდრავლიკური მოწყობილობის მეშვეობით 30-60 კსი წნევის გამოყენება დასაწნეხად. დაწნეხილი სამუშაო ნაწილები ხშირად დამუშავების წინ სპეციფიკურ გეომეტრიამდე მუშავდება. პარკის ზომა იზრდება დატკეპნის დროს სამუშაო ნაწილის შეკუმშვისთვის და დაფქვის ოპერაციებისთვის საკმარისი ზღვრის უზრუნველსაყოფად. რადგან დაწნეხვის შემდეგ სამუშაო ნაწილის დამუშავება აუცილებელია, ჩატვირთვის კონსისტენციის მოთხოვნები ჩამოსხმის მეთოდის მოთხოვნები ისეთი მკაცრი არ არის, როგორც ჩამოსხმის მეთოდის, მაგრამ მაინც სასურველია იმის უზრუნველყოფა, რომ პარკში ყოველ ჯერზე ერთი და იგივე რაოდენობის ფხვნილი ჩაიტვირთოს. თუ ფხვნილის ჩატვირთვის სიმკვრივე ძალიან მცირეა, ამან შეიძლება პარკში არასაკმარისი ფხვნილი გამოიწვიოს, რაც გამოიწვევს სამუშაო ნაწილის ძალიან პატარა ზომას და ჯართის საჭიროებას. თუ ფხვნილის ჩატვირთვის სიმკვრივე ძალიან მაღალია და პარკში ჩატვირთული ფხვნილი ძალიან ბევრია, დაწნეხვის შემდეგ სამუშაო ნაწილის დამუშავება საჭიროა მეტი ფხვნილის მოსაშორებლად. მიუხედავად იმისა, რომ ამოღებული და ჯართის ზედმეტი ფხვნილის გადამუშავება შესაძლებელია, ეს ამცირებს პროდუქტიულობას.

კარბიდის ნაწარმის ფორმირება ასევე შესაძლებელია ექსტრუზიული შტამპების ან ინექციური შტამპების გამოყენებით. ექსტრუზიული ჩამოსხმის პროცესი უფრო შესაფერისია ღერძული სიმეტრიული ფორმის ნაწარმის მასობრივი წარმოებისთვის, ხოლო ინექციური ჩამოსხმის პროცესი ჩვეულებრივ გამოიყენება რთული ფორმის ნაწარმის მასობრივი წარმოებისთვის. ორივე ჩამოსხმის პროცესში, ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის სხვადასხვა სახეობები შეჩერებულია ორგანულ შემკვრელში, რომელიც ცემენტირებულ კარბიდის ნარევს კბილის პასტის მსგავს კონსისტენციას ანიჭებს. შემდეგ ნაერთი ან ექსტრუდირებულია ხვრელიდან, ან შეჰყავთ ღრუში ფორმირებისთვის. ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის ამ სახეობის მახასიათებლები განსაზღვრავს ფხვნილისა და შემკვრელის ოპტიმალურ თანაფარდობას ნარევში და მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ნარევის დინებაზე ექსტრუზიული ხვრელიდან ან ღრუში ინექციიდან.

ჩამოსხმის, იზოსტატიკური დაპრესის, ექსტრუზიის ან ინექციური ჩამოსხმის მეთოდით სამუშაო ნაწილის ფორმირების შემდეგ, საბოლოო შედუღების ეტაპამდე საჭიროა ორგანული შემაკავშირებელი მასალის მოცილება სამუშაო ნაწილიდან. შედუღება აშორებს ფორიანობას სამუშაო ნაწილიდან, რაც მას სრულ (ან არსებითად) მკვრივს ხდის. შედუღების დროს, დაპრესილი სამუშაო ნაწილის ლითონის შეერთება თხევად ხდება, მაგრამ სამუშაო ნაწილი ინარჩუნებს ფორმას კაპილარული ძალებისა და ნაწილაკების შეერთების კომბინირებული მოქმედების ქვეშ.

შედუღების შემდეგ, სამუშაო ნაწილის გეომეტრია იგივე რჩება, მაგრამ ზომები მცირდება. შედუღების შემდეგ საჭირო სამუშაო ნაწილის ზომის მისაღებად, ხელსაწყოს დიზაინის შექმნისას უნდა იქნას გათვალისწინებული შეკუმშვის სიჩქარე. თითოეული ხელსაწყოს დასამზადებლად გამოყენებული კარბიდის ფხვნილის კლასი უნდა იყოს გათვლილი ისე, რომ შესაბამისი წნევის ქვეშ დატკეპნისას ჰქონდეს სწორი შეკუმშვა.

თითქმის ყველა შემთხვევაში, საჭიროა შედუღებული სამუშაო ნაწილის შემდგომი დამუშავება. საჭრელი ხელსაწყოების ყველაზე ძირითადი დამუშავება საჭრელი კიდის გალესვაა. შედუღების შემდეგ ბევრი ხელსაწყო საჭიროებს მათი გეომეტრიისა და ზომების დაფქვას. ზოგიერთ ხელსაწყოს სჭირდება ზედა და ქვედა დაფქვა; ზოგს კი - პერიფერიული დაფქვა (საჭრელი კიდის გალესვით ან მის გარეშე). დაფქვის შედეგად მიღებული ყველა კარბიდის ნაფოტი შეიძლება გადამუშავდეს.

სამუშაო ნაწილის საფარი

ბევრ შემთხვევაში, დამუშავებული სამუშაო ნაწილის დაფარვაა საჭირო. საფარი უზრუნველყოფს შეზეთვას და გაზრდილ სიმტკიცეს, ასევე დიფუზიურ ბარიერს სუბსტრატისთვის, რაც ხელს უშლის დაჟანგვას მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედებისას. ცემენტირებული კარბიდის სუბსტრატი კრიტიკულად მნიშვნელოვანია საფარის მუშაობისთვის. მატრიცული ფხვნილის ძირითადი თვისებების მორგების გარდა, მატრიცის ზედაპირული თვისებების მორგება ასევე შესაძლებელია ქიმიური შერჩევით და შედუღების მეთოდის შეცვლით. კობალტის მიგრაციის გზით, დანის ზედაპირის გარეთა ფენაში, დანარჩენ სამუშაო ნაწილთან შედარებით, 20-30 მკმ სისქის ფარგლებში, შესაძლებელია მეტი კობალტის გამდიდრება, რითაც სუბსტრატის ზედაპირს ანიჭებს უკეთეს სიმტკიცეს და სიმტკიცეს, რაც მას დეფორმაციის მიმართ უფრო მდგრადს ხდის.

საკუთარი წარმოების პროცესის მიხედვით (მაგალითად, დეცილაციის მეთოდი, გაცხელების სიჩქარე, შედუღების დრო, ტემპერატურა და კარბურიზაციის ძაბვა), ხელსაწყოების მწარმოებელს შეიძლება ჰქონდეს გარკვეული სპეციალური მოთხოვნები გამოყენებული ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის ხარისხთან დაკავშირებით. ზოგიერთი ხელსაწყოების მწარმოებელი შეიძლება სამუშაო ნაწილს ვაკუუმურ ღუმელში აცხობდეს, ზოგი კი შეიძლება იყენებდეს ცხელი იზოსტატიკური დაწნეხვის (HIP) შედუღების ღუმელს (რომელიც აწვება სამუშაო ნაწილს პროცესის ციკლის ბოლოს ნარჩენების ფორების მოსაშორებლად)). ვაკუუმურ ღუმელში შედუღებულ სამუშაო ნაწილებს ასევე შეიძლება დასჭირდეთ ცხელი იზოსტატიკური დაწნეხვა დამატებითი პროცესის მეშვეობით სამუშაო ნაწილის სიმკვრივის გასაზრდელად. ზოგიერთი ხელსაწყოების მწარმოებელი შეიძლება იყენებდეს უფრო მაღალ ვაკუუმურ შედუღების ტემპერატურას ნარევების შედუღების სიმკვრივის გასაზრდელად, რომლებსაც აქვთ კობალტის დაბალი შემცველობა, მაგრამ ამ მიდგომამ შეიძლება გააუხეშოს მათი მიკროსტრუქტურა. წვრილმარცვლოვანი ზომის შესანარჩუნებლად, შეიძლება შეირჩეს ვოლფრამის კარბიდის უფრო მცირე ნაწილაკების ზომის ფხვნილები. სპეციფიკური საწარმოო აღჭურვილობის შესატყვისად, დეცილაციის პირობებს და კარბურიზაციის ძაბვას ასევე აქვთ განსხვავებული მოთხოვნები ცემენტირებულ კარბიდის ფხვნილში ნახშირბადის შემცველობაზე.

კლასიფიკაციის კლასიფიკაცია

ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილის სხვადასხვა ტიპის, ნარევის შემადგენლობისა და ლითონის შემაკავშირებლის შემცველობის, მარცვლის ზრდის ინჰიბიტორის ტიპისა და რაოდენობის და ა.შ. კომბინაციური ცვლილებები ქმნის ცემენტირებული კარბიდის სხვადასხვა კლასს. ეს პარამეტრები განსაზღვრავს ცემენტირებული კარბიდის მიკროსტრუქტურას და მის თვისებებს. თვისებების ზოგიერთი სპეციფიკური კომბინაცია პრიორიტეტული გახდა ზოგიერთი სპეციფიკური დამუშავების გამოყენებისთვის, რაც აზრს ანიჭებს ცემენტირებული კარბიდის სხვადასხვა კლასის კლასიფიკაციას.

დამუშავებისთვის კარბიდის ორი ყველაზე ხშირად გამოყენებული კლასიფიკაციის სისტემაა C აღნიშვნის სისტემა და ISO აღნიშვნის სისტემა. მიუხედავად იმისა, რომ არცერთი სისტემა სრულად არ ასახავს მასალის თვისებებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ცემენტირებული კარბიდის კლასის არჩევანზე, ისინი განხილვის საწყის წერტილს წარმოადგენენ. თითოეული კლასიფიკაციისთვის ბევრ მწარმოებელს აქვს საკუთარი სპეციალური კლასი, რაც იწვევს კარბიდის კლასის ფართო სპექტრს.

კარბიდის კლასები ასევე შეიძლება კლასიფიცირდეს შემადგენლობის მიხედვით. ვოლფრამის კარბიდის (WC) კლასები შეიძლება დაიყოს სამ ძირითად ტიპად: მარტივი, მიკროკრისტალური და შენადნობი. სიმპლექსური კლასები ძირითადად შედგება ვოლფრამის კარბიდისა და კობალტის შემაკავშირებლებისგან, მაგრამ შეიძლება ასევე შეიცავდეს მარცვლების ზრდის ინჰიბიტორების მცირე რაოდენობას. მიკროკრისტალური კლასები შედგება ვოლფრამის კარბიდისა და კობალტის შემაკავშირებლისგან, რომელსაც ემატება ვანადიუმის კარბიდის (VC) და (ან) ქრომის კარბიდის (Cr3C2) რამდენიმე მეათასედი ნაწილი და მისი მარცვლის ზომა შეიძლება მიაღწიოს 1 μm-ს ან ნაკლებს. შენადნობის კლასები შედგება ვოლფრამის კარბიდისა და კობალტის შემაკავშირებლებისგან, რომლებიც შეიცავს ტიტანის კარბიდის (TiC), ტანტალის კარბიდის (TaC) და ნიობიუმის კარბიდის (NbC) რამდენიმე პროცენტს. ეს დანამატები ასევე ცნობილია, როგორც კუბური კარბიდები მათი შედუღების თვისებების გამო. შედეგად მიღებული მიკროსტრუქტურა ავლენს არაერთგვაროვან სამფაზიან სტრუქტურას.

1) მარტივი კარბიდის კლასები

ლითონის ჭრისთვის განკუთვნილი ეს კლასის ფხვნილები, როგორც წესი, შეიცავს 3%-დან 12%-მდე კობალტს (წონის მიხედვით). ვოლფრამის კარბიდის მარცვლების ზომის დიაპაზონი, როგორც წესი, 1-8 მკმ-ს შორისაა. სხვა კლასის მსგავსად, ვოლფრამის კარბიდის ნაწილაკების ზომის შემცირება ზრდის მის სიმტკიცეს და განივი რღვევის სიმტკიცეს (TRS), მაგრამ ამცირებს მის სიმტკიცეს. სუფთა ტიპის სიმტკიცე, როგორც წესი, HRA89-93.5-ს შორისაა; განივი რღვევის სიმტკიცე, როგორც წესი, 175-350 კსი-ს შორისაა. ამ კლასის ფხვნილები შეიძლება შეიცავდეს დიდი რაოდენობით გადამუშავებულ მასალებს.

C კლასის სისტემაში მარტივი ტიპის კლასი შეიძლება დაიყოს C1-C4-ად და კლასიფიცირდეს ISO კლასის სისტემაში K, N, S და H კლასის სერიების მიხედვით. შუალედური თვისებების მქონე სიმპლექსური კლასი შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც ზოგადი დანიშნულების კლასი (მაგალითად, C2 ან K20) და შეიძლება გამოყენებულ იქნას დატრიალების, ფრეზირების, დამუშავებისა და ბურღვისთვის; უფრო მცირე მარცვლის ზომის ან კობალტის დაბალი შემცველობისა და უფრო მაღალი სიმტკიცის მქონე კლასი შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც დასრულების კლასი (მაგალითად, C4 ან K01); უფრო დიდი მარცვლის ზომის ან კობალტის მაღალი შემცველობისა და უკეთესი სიმტკიცის მქონე კლასი შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც უხეში დამუშავების კლასი (მაგალითად, C1 ან K30).

Simplex კლასის ხელსაწყოების გამოყენება შესაძლებელია თუჯის, 200 და 300 სერიის უჟანგავი ფოლადის, ალუმინის და სხვა ფერადი ლითონების, სუპერშენადნობების და გამაგრებული ფოლადების დასამუშავებლად. ამ კლასის ხელსაწყოების გამოყენება ასევე შესაძლებელია არალითონების ჭრის სამუშაოებში (მაგ., როგორც კლდის და გეოლოგიური ბურღვის ხელსაწყოები) და ამ კლასის მარცვლების ზომაა 1.5-10 მკმ (ან მეტი) და კობალტის შემცველობა 6%-16%. მარტივი კარბიდის კლასის კიდევ ერთი გამოყენება არალითონების ჭრისთვის არის შტამპებისა და სახვრეტების წარმოება. ამ კლასის ხელსაწყოებს, როგორც წესი, აქვთ საშუალო მარცვლების ზომა 16%-30% კობალტის შემცველობით.

(2) მიკროკრისტალური ცემენტირებული კარბიდის კლასები

ასეთი კლასის მასალები, როგორც წესი, შეიცავს 6%-15%-იან კობალტს. თხევადი ფაზის სინთეზირების დროს, ვანადიუმის კარბიდის და/ან ქრომის კარბიდის დამატებით შესაძლებელია მარცვლების ზრდის კონტროლი, რათა მივიღოთ წვრილმარცვლოვანი სტრუქტურა 1 მკმ-ზე ნაკლები ნაწილაკების ზომით. ამ წვრილმარცვლოვან კლასს აქვს ძალიან მაღალი სიმტკიცე და განივი რღვევის სიმტკიცე 500 კსი-ზე მეტი. მაღალი სიმტკიცისა და საკმარისი სიმტკიცის კომბინაცია საშუალებას აძლევს ამ კლასის პროდუქტებს გამოიყენონ უფრო დიდი დადებითი დახრის კუთხე, რაც ამცირებს ჭრის ძალებს და წარმოქმნის უფრო თხელ ნაფოტებს ლითონის მასალის დაჭრის ნაცვლად.

ცემენტირებული კარბიდის ფხვნილის წარმოებისას სხვადასხვა ნედლეულის მკაცრი ხარისხის იდენტიფიკაციით და მასალის მიკროსტრუქტურაში ანომალიურად დიდი მარცვლების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად შედუღების პროცესის პირობების მკაცრი კონტროლით, შესაძლებელია შესაბამისი მასალის თვისებების მიღება. მარცვლების ზომის მცირე და ერთგვაროვანი შესანარჩუნებლად, გადამუშავებული ფხვნილი უნდა იქნას გამოყენებული მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ არსებობს ნედლეულისა და აღდგენის პროცესის სრული კონტროლი და ფართომასშტაბიანი ხარისხის ტესტირება.

მიკროკრისტალური კლასების კლასიფიკაცია შესაძლებელია ISO კლასიფიკაციის სისტემაში M კლასის სერიის მიხედვით. გარდა ამისა, C კლასის სისტემასა და ISO კლასიფიკაციის სისტემაში სხვა კლასიფიკაციის მეთოდები იგივეა, რაც სუფთა კლასების. მიკროკრისტალური კლასების გამოყენება შესაძლებელია ისეთი ხელსაწყოების დასამზადებლად, რომლებიც უფრო რბილ სამუშაო მასალას ჭრიან, რადგან ხელსაწყოს ზედაპირი შეიძლება ძალიან გლუვი იყოს და შეინარჩუნოს უკიდურესად ბასრი ჭრის პირი.

მიკროკრისტალური კლასის შენადნობების გამოყენება ასევე შესაძლებელია ნიკელზე დაფუძნებული სუპერშენადნობების დასამუშავებლად, რადგან მათ შეუძლიათ გაუძლონ 1200°C-მდე ჭრის ტემპერატურას. სუპერშენადნობების და სხვა სპეციალური მასალების დასამუშავებლად, მიკროკრისტალური კლასის ხელსაწყოების და რუთენიუმის შემცველი სუფთა კლასის ხელსაწყოების გამოყენებამ შეიძლება ერთდროულად გააუმჯობესოს მათი ცვეთამედეგობა, დეფორმაციისადმი მდგრადობა და სიმტკიცე. მიკროკრისტალური კლასის ხელსაწყოები ასევე შესაფერისია მბრუნავი ხელსაწყოების დასამზადებლად, როგორიცაა ბურღები, რომლებიც წარმოქმნიან ძვრის სტრესს. არსებობს ბურღი, რომელიც დამზადებულია ცემენტირებული კარბიდის კომპოზიტური კლასისგან. ერთი და იგივე ბურღის კონკრეტულ ნაწილებში მასალაში კობალტის შემცველობა იცვლება, ისე, რომ ბურღის სიმტკიცე და სიმტკიცე ოპტიმიზირებულია დამუშავების საჭიროებების შესაბამისად.

(3) შენადნობის ტიპის ცემენტირებული კარბიდის კლასები

ეს კლასის მასალები ძირითადად გამოიყენება ფოლადის ნაწილების დასაჭრელად და მათში კობალტის შემცველობა, როგორც წესი, 5%-10%-ია, ხოლო მარცვლის ზომა 0.8-2 მკმ-ის ფარგლებში მერყეობს. 4%-25% ტიტანის კარბიდის (TiC) დამატებით, შესაძლებელია ვოლფრამის კარბიდის (WC) ფოლადის ნაფოტების ზედაპირზე დიფუზიის ტენდენციის შემცირება. ხელსაწყოს სიმტკიცე, კრატერის ცვეთამედეგობა და თერმული დარტყმისადმი მდგრადობა შეიძლება გაუმჯობესდეს 25%-მდე ტანტალის კარბიდის (TaC) და ნიობიუმის კარბიდის (NbC) 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 პირი წარმოქმნის მაღალ ტემპერატურას. გარდა ამისა, ტიტანის კარბიდს შეუძლია უზრუნველყოს ბირთვის წარმოქმნის ადგილები შედუღების დროს, რაც აუმჯობესებს კუბური კარბიდის განაწილების ერთგვაროვნებას სამუშაო ნაწილზე.

ზოგადად, შენადნობის ტიპის ცემენტირებული კარბიდის კლასის სიმტკიცის დიაპაზონია HRA91-94, ხოლო განივი მოტეხილობის სიმტკიცეა 150-300 კსი. სუფთა კლასის ... C6 ან P30. ამ კლასის მასალებს, როგორც წესი, აქვთ საშუალო მარცვლის ზომა და კობალტის მაღალი შემცველობა, კუბური კარბიდების დაბალი დამატებით, რათა მიღწეულ იქნას სასურველი სიმტკიცე ბზარების ზრდის შეფერხებით. შეწყვეტილი დატრიალების ოპერაციებში, ჭრის მუშაობის გაუმჯობესება შესაძლებელია ზემოთ ხსენებული კობალტით მდიდარი კლასის გამოყენებით, ხელსაწყოს ზედაპირზე კობალტის უფრო მაღალი შემცველობით.

ტიტანის კარბიდის დაბალი შემცველობის შენადნობები გამოიყენება უჟანგავი ფოლადისა და ჭედადი რკინის დასამუშავებლად, თუმცა ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფერადი ლითონების, მაგალითად, ნიკელის ბაზაზე დამზადებული სუპერშენადნობების დასამუშავებლად. ამ ჯიშების მარცვლის ზომა, როგორც წესი, 1 მკმ-ზე ნაკლებია, ხოლო კობალტის შემცველობა 8%-12%-ია. უფრო მყარი ჯიშები, როგორიცაა M10, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჭედადი რკინის დასამუშავებლად; უფრო მყარი ჯიშები, როგორიცაა M40, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფოლადის დაფქვისა და დამუშავებისთვის, ან უჟანგავი ფოლადის ან სუპერშენადნობების დასამუშავებლად.

შენადნობის ტიპის ცემენტირებული კარბიდის კლასების გამოყენება ასევე შესაძლებელია არალითონების ჭრისთვის, ძირითადად ცვეთამედეგი ნაწილების დასამზადებლად. ამ კლასების ნაწილაკების ზომა, როგორც წესი, 1.2-2 მკმ-ია, ხოლო კობალტის შემცველობა 7%-10%. ამ კლასების წარმოებისას, როგორც წესი, ემატება გადამუშავებული ნედლეულის მაღალი პროცენტი, რაც იწვევს ცვეთამედეგი ნაწილების გამოყენების მაღალ ეკონომიურობას. ცვეთამედეგ ნაწილებს სჭირდება კარგი კოროზიისადმი მდგრადობა და მაღალი სიმტკიცე, რაც მიიღწევა ამ კლასების წარმოებისას ნიკელისა და ქრომის კარბიდის დამატებით.

ხელსაწყოების მწარმოებლების ტექნიკური და ეკონომიკური მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, კარბიდის ფხვნილი ძირითადი ელემენტია. ხელსაწყოების მწარმოებლების დამუშავების აღჭურვილობისა და პროცესის პარამეტრებისთვის შექმნილი ფხვნილები უზრუნველყოფს დასრულებული სამუშაო ნაწილის მუშაობას და შედეგად მიღებულია კარბიდის ასობით კლასი. კარბიდის მასალების გადამუშავებადი ბუნება და ფხვნილის მომწოდებლებთან უშუალოდ მუშაობის შესაძლებლობა ხელსაწყოების მწარმოებლებს საშუალებას აძლევს ეფექტურად აკონტროლონ თავიანთი პროდუქტის ხარისხი და მასალების ხარჯები.