المعرفة الأساسية بمواد أداة كربيد

الكربيد هو الفئة الأكثر استخدامًا من مواد أدوات التصنيع عالية السرعة (HSM)، والتي يتم إنتاجها بواسطة عمليات تعدين المساحيق وتتكون من جزيئات كربيد صلبة (عادةً كربيد التنجستن WC) وتركيبة رابطة معدنية أكثر ليونة. في الوقت الحاضر، هناك المئات من الكربيدات الأسمنتية القائمة على WC بتركيبات مختلفة، معظمها يستخدم الكوبالت (Co) كمادة رابطة، والنيكل (Ni) والكروم (Cr) هي أيضًا عناصر رابط شائعة الاستخدام، ويمكن أيضًا إضافة عناصر أخرى. . بعض عناصر صناعة السبائك. لماذا يوجد الكثير من درجات كربيد؟ كيف يختار مصنعو الأدوات مادة الأداة المناسبة لعملية قطع معينة؟ للإجابة على هذه الأسئلة، دعونا نلقي نظرة أولاً على الخصائص المختلفة التي تجعل من الكربيد الأسمنتي مادة مثالية للأدوات.

صلابة وصلابة

يتمتع الكربيد الأسمنتي WC-Co بمزايا فريدة من حيث الصلابة والمتانة. كربيد التنغستن (WC) بطبيعته صعب للغاية (أكثر من اكسيد الالمونيوم أو الألومينا)، ونادرا ما تنخفض صلابته مع زيادة درجة حرارة التشغيل. ومع ذلك، فهي تفتقر إلى المتانة الكافية، وهي خاصية أساسية لأدوات القطع. من أجل الاستفادة من الصلابة العالية لكربيد التنغستن وتحسين صلابته، يستخدم الناس روابط معدنية لربط كربيد التنغستن معًا، بحيث تتمتع هذه المادة بصلابة تفوق بكثير صلابة الفولاذ عالي السرعة، مع قدرتها على تحمل معظم عمليات القطع. العمليات. قوة القطع. بالإضافة إلى ذلك، يمكنها تحمل درجات حرارة القطع العالية الناتجة عن المعالجة العالية السرعة.

اليوم، تقريبًا جميع سكاكين وملحقات WC-Co مطلية، لذا يبدو دور المادة الأساسية أقل أهمية. ولكن في الواقع، فإن معامل المرونة العالي لمادة WC-Co (مقياس الصلابة، وهو حوالي ثلاثة أضعاف الفولاذ عالي السرعة في درجة حرارة الغرفة) هو الذي يوفر الركيزة غير القابلة للتشوه للطلاء. توفر مصفوفة WC-Co أيضًا المتانة المطلوبة. هذه الخصائص هي الخصائص الأساسية لمواد WC-Co، ولكن يمكن أيضًا تخصيص خصائص المواد عن طريق ضبط تركيبة المادة والبنية المجهرية عند إنتاج مساحيق كربيد الأسمنت. ولذلك، فإن مدى ملاءمة أداء الأداة لعملية معينة يعتمد إلى حد كبير على عملية الطحن الأولية.

عملية الطحن

يتم الحصول على مسحوق كربيد التنغستن عن طريق كربنة مسحوق التنغستن (W). خصائص مسحوق كربيد التنغستن (وخاصة حجم الجسيمات) تعتمد بشكل رئيسي على حجم الجسيمات من مسحوق التنغستن المواد الخام ودرجة الحرارة ووقت الكربنة. يعد التحكم الكيميائي أمرًا بالغ الأهمية أيضًا، ويجب الحفاظ على محتوى الكربون ثابتًا (قريبًا من القيمة المتكافئة البالغة 6.13٪ بالوزن). يمكن إضافة كمية صغيرة من الفاناديوم و/أو الكروم قبل معالجة الكربنة من أجل التحكم في حجم جسيمات المسحوق من خلال العمليات اللاحقة. تتطلب ظروف العملية النهائية المختلفة واستخدامات المعالجة النهائية المختلفة مزيجًا محددًا من حجم جسيمات كربيد التنجستن ومحتوى الكربون ومحتوى الفاناديوم ومحتوى الكروم، والتي يمكن من خلالها إنتاج مجموعة متنوعة من مساحيق كربيد التنجستن المختلفة. على سبيل المثال، تنتج ATI Alldyne، الشركة المصنعة لمسحوق كربيد التنغستن، 23 درجة قياسية من مسحوق كربيد التنغستن، ويمكن أن تصل أصناف مسحوق كربيد التنغستن المخصصة وفقًا لمتطلبات المستخدم إلى أكثر من 5 أضعاف الدرجات القياسية لمسحوق كربيد التنغستن.

عند خلط وطحن مسحوق كربيد التنغستن والسندات المعدنية لإنتاج درجة معينة من مسحوق كربيد الأسمنت، يمكن استخدام مجموعات مختلفة. محتوى الكوبالت الأكثر استخدامًا هو 3% - 25% (نسبة الوزن)، وفي حالة الحاجة إلى تعزيز مقاومة الأداة للتآكل، فمن الضروري إضافة النيكل والكروم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحسين الرابطة المعدنية بشكل أكبر عن طريق إضافة مكونات سبائك أخرى. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي إضافة الروثينيوم إلى الكربيد الأسمنتي WC-Co إلى تحسين صلابته بشكل كبير دون تقليل صلابته. يمكن أن تؤدي زيادة محتوى المادة الرابطة أيضًا إلى تحسين صلابة الكربيد الأسمنتي، ولكنها ستقلل من صلابته.

يمكن أن يؤدي تقليل حجم جسيمات كربيد التنجستن إلى زيادة صلابة المادة، ولكن يجب أن يظل حجم جسيمات كربيد التنجستن كما هو أثناء عملية التلبيد. أثناء التلبيد، تتحد جزيئات كربيد التنجستن وتنمو من خلال عملية الذوبان والترسيب. في عملية التلبيد الفعلية، من أجل تشكيل مادة كثيفة بالكامل، تصبح الرابطة المعدنية سائلة (تسمى تلبيد الطور السائل). يمكن التحكم في معدل نمو جزيئات كربيد التنغستن عن طريق إضافة كربيدات فلزات انتقالية أخرى، بما في ذلك كربيد الفاناديوم (VC)، وكربيد الكروم (Cr3C2)، وكربيد التيتانيوم (TiC)، وكربيد التنتالوم (TaC)، وكربيد النيوبيوم (NbC). عادة ما يتم إضافة كربيدات المعادن هذه عندما يتم خلط مسحوق كربيد التنغستن وطحنه برابطة معدنية، على الرغم من أنه يمكن أيضًا تشكيل كربيد الفاناديوم وكربيد الكروم عندما يتم كربنة مسحوق كربيد التنغستن.

يمكن أيضًا إنتاج مسحوق كربيد التنغستن باستخدام مواد كربيد الأسمنت المعاد تدويرها. إن إعادة تدوير وإعادة استخدام كربيد الخردة له تاريخ طويل في صناعة الكربيد الأسمنتي وهو جزء مهم من السلسلة الاقتصادية الكاملة لهذه الصناعة، مما يساعد على تقليل تكاليف المواد وتوفير الموارد الطبيعية وتجنب هدر المواد. التخلص الضار. يمكن عمومًا إعادة استخدام كربيد الخردة الأسمنتي من خلال عملية APT (باراتونجستات الأمونيوم)، أو عملية استرداد الزنك أو عن طريق السحق. تتميز مساحيق كربيد التنجستن "المعاد تدويرها" بشكل عام بتكثيف أفضل ويمكن التنبؤ به لأنها تحتوي على مساحة سطحية أصغر من مساحيق كربيد التنجستن المصنوعة مباشرة من خلال عملية كربنة التنجستن.

تعتبر ظروف المعالجة للطحن المختلط لمسحوق كربيد التنغستن والسندات المعدنية أيضًا من معلمات العملية الحاسمة. طريقتا الطحن الأكثر استخدامًا هما الطحن الكروي والطحن الدقيق. تتيح كلتا العمليتين خلطًا موحدًا للمساحيق المطحونة وتقليل حجم الجسيمات. من أجل جعل قطعة العمل المضغوطة لاحقًا تتمتع بقوة كافية، والحفاظ على شكل قطعة العمل، وتمكين المشغل أو المناول من التقاط قطعة العمل للتشغيل، فمن الضروري عادةً إضافة رابط عضوي أثناء الطحن. يمكن أن يؤثر التركيب الكيميائي لهذه الرابطة على كثافة وقوة قطعة العمل المضغوطة. لتسهيل التعامل، من المستحسن إضافة مواد رابطة عالية القوة، ولكن هذا يؤدي إلى انخفاض كثافة الضغط وقد ينتج كتل يمكن أن تسبب عيوب في المنتج النهائي.

بعد الطحن، عادة ما يتم تجفيف المسحوق بالرش لإنتاج تكتلات حرة التدفق يتم ربطها معًا بواسطة مواد رابطة عضوية. ومن خلال ضبط تركيبة المادة الرابطة العضوية، يمكن تصميم قابلية التدفق وكثافة الشحن لهذه التكتلات حسب الرغبة. من خلال فحص الجزيئات الخشنة أو الدقيقة، يمكن تصميم توزيع حجم الجسيمات للتكتل بشكل أكبر لضمان التدفق الجيد عند تحميله في تجويف القالب.

تصنيع قطع العمل

يمكن تشكيل قطع عمل الكربيد من خلال مجموعة متنوعة من طرق المعالجة. اعتمادًا على حجم قطعة العمل، ومستوى تعقيد الشكل، ومجموعة الإنتاج، يتم تشكيل معظم ملحقات القطع باستخدام قوالب صلبة ذات ضغط علوي وسفلي. من أجل الحفاظ على اتساق وزن وحجم قطعة العمل أثناء كل عملية ضغط، من الضروري التأكد من أن كمية المسحوق (الكتلة والحجم) المتدفقة إلى التجويف هي نفسها تمامًا. يتم التحكم في سيولة المسحوق بشكل أساسي من خلال توزيع حجم التكتلات وخصائص الرابط العضوي. يتم تشكيل قطع العمل المقولبة (أو "الفراغات") عن طريق تطبيق ضغط قولبة يبلغ 10-80 كيلو بوصة مربعة (كيلو رطل لكل قدم مربع) على المسحوق المحمل في تجويف القالب.

حتى في ظل ضغط القولبة العالي للغاية، فإن جزيئات كربيد التنغستن الصلبة لن تتشوه أو تنكسر، ولكن يتم ضغط الرابط العضوي في الفجوات بين جزيئات كربيد التنغستن، وبالتالي تحديد موضع الجزيئات. كلما زاد الضغط، كلما كان الترابط بين جزيئات كربيد التنجستن أكثر إحكامًا وزادت كثافة ضغط قطعة العمل. قد تختلف خصائص صب درجات مسحوق كربيد الأسمنت، اعتمادًا على محتوى الرابط المعدني، وحجم وشكل جزيئات كربيد التنغستن، ودرجة التكتل، وتكوين وإضافة الرابط العضوي. من أجل توفير معلومات كمية حول خصائص الضغط لدرجات مساحيق الكربيد الأسمنتي، عادة ما يتم تصميم وبناء العلاقة بين كثافة القولبة وضغط القولبة من قبل الشركة المصنعة للمسحوق. تضمن هذه المعلومات أن المسحوق المتوفر متوافق مع عملية التشكيل الخاصة بالشركة المصنعة للأداة.

عادةً ما يتم تصنيع قطع عمل الكربيد كبيرة الحجم أو قطع عمل الكربيد ذات نسب العرض إلى الارتفاع العالية (مثل سيقان المطاحن النهائية والمثاقب) من درجات مسحوق الكربيد المضغوطة بشكل موحد في كيس مرن. على الرغم من أن دورة الإنتاج لطريقة الضغط المتوازن أطول من دورة التشكيل، إلا أن تكلفة تصنيع الأداة أقل، لذا فإن هذه الطريقة أكثر ملاءمة لإنتاج الدفعات الصغيرة.

طريقة العملية هذه هي وضع المسحوق في الكيس، وإغلاق فتحة الكيس، ثم وضع الكيس المليء بالمسحوق في الحجرة، وتطبيق ضغط 30-60ksi من خلال جهاز هيدروليكي للضغط. غالبًا ما يتم تشكيل قطع العمل المضغوطة وفقًا لأشكال هندسية محددة قبل التلبيد. يتم تكبير حجم الكيس لاستيعاب انكماش قطعة العمل أثناء الضغط ولتوفير هامش كافٍ لعمليات الطحن. نظرًا لأن قطعة العمل تحتاج إلى المعالجة بعد الضغط، فإن متطلبات اتساق الشحن ليست صارمة مثل تلك الخاصة بطريقة التشكيل، ولكن لا يزال من المرغوب فيه التأكد من تحميل نفس كمية المسحوق في الكيس في كل مرة. إذا كانت كثافة شحن المسحوق صغيرة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى عدم كفاية المسحوق في الكيس، مما يؤدي إلى أن تكون قطعة العمل صغيرة جدًا ويجب التخلص منها. إذا كانت كثافة تحميل المسحوق عالية جدًا، وكان المسحوق المحمل في الكيس أكثر من اللازم، فيجب معالجة قطعة العمل لإزالة المزيد من المسحوق بعد الضغط عليها. على الرغم من إمكانية إعادة تدوير المسحوق الزائد الذي تمت إزالته وقطع العمل المخردة، إلا أن القيام بذلك يقلل من الإنتاجية.

يمكن أيضًا تشكيل قطع عمل الكربيد باستخدام قوالب البثق أو قوالب الحقن. تعتبر عملية التشكيل بالبثق أكثر ملاءمة للإنتاج الضخم لقطع العمل ذات الشكل المتماثل المحوري، في حين يتم استخدام عملية القولبة بالحقن عادةً للإنتاج الضخم لقطع العمل ذات الأشكال المعقدة. في كلتا عمليتي التشكيل، يتم تعليق درجات مسحوق الكربيد الأسمنتي في مادة رابطة عضوية تضفي قوامًا يشبه معجون الأسنان على مزيج الكربيد الأسمنتي. يتم بعد ذلك قذف المركب من خلال ثقب أو حقنه في تجويف لتكوينه. تحدد خصائص درجة مسحوق الكربيد الأسمنتي النسبة المثلى للمسحوق إلى الرابط في الخليط، ولها تأثير مهم على قابلية سيلان الخليط من خلال فتحة البثق أو الحقن في التجويف.

بعد أن يتم تشكيل قطعة العمل عن طريق القولبة، الضغط المتوازن، البثق أو القولبة بالحقن، يجب إزالة الرابط العضوي من قطعة العمل قبل مرحلة التلبيد النهائية. يؤدي التلبيد إلى إزالة المسامية من قطعة العمل، مما يجعلها كثيفة بالكامل (أو إلى حد كبير). أثناء التلبيد، تصبح الرابطة المعدنية في قطعة العمل المشكلة بالضغط سائلة، لكن قطعة العمل تحتفظ بشكلها تحت التأثير المشترك للقوى الشعرية وربط الجسيمات.

بعد التلبيد، تظل هندسة قطعة العمل كما هي، ولكن يتم تقليل الأبعاد. من أجل الحصول على حجم قطعة العمل المطلوبة بعد التلبيد، يجب مراعاة معدل الانكماش عند تصميم الأداة. يجب أن تكون درجة مسحوق الكربيد المستخدمة في صنع كل أداة مصممة بحيث تتمتع بالانكماش الصحيح عند ضغطها تحت الضغط المناسب.

في جميع الحالات تقريبًا، يلزم إجراء معالجة ما بعد التلبيد لقطعة العمل الملبدة. العلاج الأساسي لأدوات القطع هو شحذ حافة القطع. تتطلب العديد من الأدوات طحن هندستها وأبعادها بعد التلبيد. تتطلب بعض الأدوات طحنًا علويًا وسفليًا؛ والبعض الآخر يتطلب طحنًا محيطيًا (مع أو بدون شحذ حافة القطع). يمكن إعادة تدوير جميع رقائق الكربيد الناتجة عن الطحن.

طلاء الشغل

في كثير من الحالات، يجب طلاء قطعة العمل النهائية. يوفر الطلاء مداهنة وزيادة الصلابة، بالإضافة إلى حاجز انتشار للركيزة، مما يمنع الأكسدة عند التعرض لدرجات حرارة عالية. تعد الركيزة الكربيدية الأسمنتية أمرًا بالغ الأهمية لأداء الطلاء. بالإضافة إلى تخصيص الخصائص الرئيسية لمسحوق المادة الأساسية، يمكن أيضًا تخصيص الخصائص السطحية للمادة الأساسية عن طريق الاختيار الكيميائي وتغيير طريقة التلبيد. من خلال هجرة الكوبالت، يمكن إثراء المزيد من الكوبالت في الطبقة الخارجية لسطح الشفرة بسمك 20-30 ميكرومتر مقارنة ببقية قطعة العمل، مما يمنح سطح الركيزة قوة وصلابة أفضل، مما يجعله أكثر مقاومة للتشوه.

استنادًا إلى عملية التصنيع الخاصة بها (مثل طريقة إزالة الشمع، ومعدل التسخين، ووقت التلبيد، ودرجة الحرارة، وجهد الكربنة)، قد يكون لدى الشركة المصنعة للأداة بعض المتطلبات الخاصة لدرجة مسحوق الكربيد الأسمنتي المستخدم. قد يقوم بعض صانعي الأدوات بتلبيد قطعة العمل في فرن فراغ، بينما قد يستخدم البعض الآخر فرن تلبيد الضغط المتوازن الساخن (HIP) (الذي يضغط على قطعة العمل بالقرب من نهاية دورة العملية لإزالة أي بقايا) المسام). قد تحتاج أيضًا قطع العمل الملبدة في فرن التفريغ إلى الضغط الساخن بشكل متوازن من خلال عملية إضافية لزيادة كثافة قطعة العمل. قد تستخدم بعض الشركات المصنعة للأدوات درجات حرارة تلبيد فراغية أعلى لزيادة كثافة المخاليط الملبدة ذات المحتوى المنخفض من الكوبالت، ولكن هذا النهج قد يؤدي إلى خشونة بنيتها المجهرية. من أجل الحفاظ على حجم الحبوب الدقيقة، يمكن اختيار مساحيق ذات حجم جسيمات أصغر من كربيد التنغستن. من أجل مطابقة معدات الإنتاج المحددة، فإن ظروف إزالة الشمع وجهد الكربنة لها أيضًا متطلبات مختلفة لمحتوى الكربون في مسحوق الكربيد الأسمنتي.

تصنيف الصف

تشكل التغييرات المركبة لأنواع مختلفة من مسحوق كربيد التنغستن، وتكوين الخليط ومحتوى الموثق المعدني، ونوع وكمية مثبط نمو الحبوب، وما إلى ذلك، مجموعة متنوعة من درجات كربيد الأسمنت. ستحدد هذه المعلمات البنية المجهرية للكربيد الأسمنتي وخصائصه. أصبحت بعض المجموعات المحددة من الخصائص ذات أولوية لبعض تطبيقات المعالجة المحددة، مما يجعل من المفيد تصنيف درجات الكربيد الأسمنتية المختلفة.

نظاما تصنيف الكربيد الأكثر استخدامًا لتطبيقات التصنيع هما نظام التعيين C ونظام التعيين ISO. على الرغم من أن أيا من النظامين لا يعكس بشكل كامل خصائص المواد التي تؤثر على اختيار درجات الكربيد الأسمنتي، إلا أنها توفر نقطة انطلاق للمناقشة. لكل تصنيف، لدى العديد من الشركات المصنعة درجات خاصة بها، مما يؤدي إلى مجموعة واسعة من درجات الكربيد.

يمكن أيضًا تصنيف درجات الكربيد حسب التركيب. يمكن تقسيم درجات كربيد التنغستن (WC) إلى ثلاثة أنواع أساسية: البسيطة، والبلورية الدقيقة، والسبائك. تتكون درجات Simplex بشكل أساسي من كربيد التنجستن وموثقات الكوبالت، ولكنها قد تحتوي أيضًا على كميات صغيرة من مثبطات نمو الحبوب. تتكون درجة البلورات الدقيقة من كربيد التنغستن وموثق الكوبالت المضاف مع عدة أجزاء من الألف من كربيد الفاناديوم (VC) و (أو) كربيد الكروم (Cr3C2)، ويمكن أن يصل حجم حبيباته إلى 1 ميكرومتر أو أقل. تتكون درجات السبائك من كربيد التنجستن ومجلدات الكوبالت التي تحتوي على نسبة قليلة من كربيد التيتانيوم (TiC)، وكربيد التنتالوم (TaC)، وكربيد النيوبيوم (NbC). تُعرف هذه الإضافات أيضًا باسم الكربيدات المكعبة نظرًا لخصائص التلبيد الخاصة بها. تُظهر البنية المجهرية الناتجة بنية غير متجانسة ثلاثية الطور.

1) درجات كربيد بسيطة

تحتوي هذه الدرجات المخصصة لقطع المعادن عادة على 3% إلى 12% من الكوبالت (بالوزن). يتراوح حجم حبيبات كربيد التنجستن عادة بين 1-8 ميكرومتر. كما هو الحال مع الدرجات الأخرى، فإن تقليل حجم جسيمات كربيد التنغستن يزيد من صلابته وقوة التمزق العرضي (TRS)، ولكنه يقلل من صلابته. تتراوح صلابة النوع النقي عادةً بين HRA89-93.5؛ قوة التمزق العرضي عادة ما تكون بين 175-350ksi. قد تحتوي المساحيق من هذه الدرجات على كميات كبيرة من المواد المعاد تدويرها.

يمكن تقسيم درجات النوع البسيط إلى C1-C4 في نظام الدرجة C، ويمكن تصنيفها وفقًا لسلسلة درجات K وN وS وH في نظام درجات ISO. يمكن تصنيف درجات Simplex ذات الخصائص المتوسطة على أنها درجات للأغراض العامة (مثل C2 أو K20) ويمكن استخدامها للخراطة والطحن والتخطيط والتثقيب؛ يمكن تصنيف الدرجات ذات حجم الحبوب الأصغر أو محتوى الكوبالت الأقل والصلابة الأعلى على أنها درجات نهائية (مثل C4 أو K01)؛ يمكن تصنيف الدرجات ذات حجم الحبوب الأكبر أو المحتوى الأعلى من الكوبالت والمتانة الأفضل على أنها درجات خشنة (مثل C1 أو K30).

يمكن استخدام الأدوات المصنوعة من درجات Simplex في تصنيع الحديد الزهر، والفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 200 و300، والألومنيوم والمعادن غير الحديدية الأخرى، والسبائك الفائقة والفولاذ المتصلب. يمكن أيضًا استخدام هذه الدرجات في تطبيقات القطع غير المعدنية (على سبيل المثال كأدوات الحفر الصخرية والجيولوجية)، وهذه الدرجات لها نطاق حجم حبيبي يتراوح بين 1.5 و10 ميكرومتر (أو أكبر) ومحتوى من الكوبالت يتراوح بين 6% و16%. هناك استخدام آخر للقطع غير المعدنية لدرجات الكربيد البسيطة في صناعة القوالب واللكمات. تحتوي هذه الدرجات عادةً على حجم حبيبات متوسط ​​مع محتوى الكوبالت بنسبة 16%-30%.

(2) درجات كربيد الجريزوفولفين عززت

تحتوي هذه الدرجات عادة على 6%-15% من الكوبالت. أثناء تلبيد الطور السائل، يمكن أن تؤدي إضافة كربيد الفاناديوم و/أو كربيد الكروم إلى التحكم في نمو الحبوب للحصول على بنية حبيبية دقيقة بحجم جسيم أقل من 1 ميكرومتر. تتميز هذه الدرجة ذات الحبيبات الدقيقة بصلابة عالية جدًا وقوة تمزق عرضي تزيد عن 500 كيلو لكل بوصة مربعة. إن الجمع بين القوة العالية والمتانة الكافية يسمح لهذه الدرجات باستخدام زاوية مشط إيجابية أكبر، مما يقلل من قوى القطع وينتج رقائق أرق عن طريق قطع المادة المعدنية بدلاً من دفعها.

من خلال التحديد الصارم لجودة المواد الخام المختلفة في إنتاج درجات مسحوق الكربيد الأسمنتي، والتحكم الصارم في ظروف عملية التلبيد لمنع تكوين حبيبات كبيرة بشكل غير طبيعي في البنية المجهرية للمادة، من الممكن الحصول على خصائص المواد المناسبة. من أجل الحفاظ على حجم الحبوب صغيرًا وموحدًا، يجب استخدام المسحوق المُعاد تدويره فقط في حالة وجود تحكم كامل في المواد الخام وعملية الاسترداد، واختبار الجودة الشامل.

يمكن تصنيف درجات البلورات الدقيقة وفقًا لسلسلة الدرجة M في نظام درجة ISO. بالإضافة إلى ذلك، فإن طرق التصنيف الأخرى في نظام الدرجة C ونظام الدرجة ISO هي نفس الدرجات النقية. يمكن استخدام درجات البلورات الدقيقة لصنع الأدوات التي تقطع مواد الشغل الأكثر ليونة، لأن سطح الأداة يمكن تشكيله بشكل سلس للغاية ويمكن أن يحافظ على حافة قطع حادة للغاية.

يمكن أيضًا استخدام درجات البلورات الدقيقة في تصنيع السبائك الفائقة القائمة على النيكل، حيث يمكنها تحمل درجات حرارة القطع التي تصل إلى 1200 درجة مئوية. بالنسبة لمعالجة السبائك الفائقة والمواد الخاصة الأخرى، فإن استخدام أدوات درجة البلورات الدقيقة وأدوات الدرجة النقية التي تحتوي على الروثينيوم يمكن أن يحسن في نفس الوقت مقاومة التآكل ومقاومة التشوه والمتانة. تعد درجات البلورات الدقيقة مناسبة أيضًا لتصنيع الأدوات الدوارة مثل المثاقب التي تولد إجهاد القص. يوجد مثقاب مصنوع من درجات مركبة من الكربيد الأسمنتي. في أجزاء محددة من نفس المثقاب، يختلف محتوى الكوبالت في المادة، بحيث يتم تحسين صلابة ومتانة المثقاب وفقًا لاحتياجات المعالجة.

(3) درجات كربيد من نوع السبائك

هذه الدرجات تستخدم بشكل رئيسي لقطع الأجزاء الفولاذية، ومحتوى الكوبالت الخاص بها عادة ما يكون 5%-10%، وحجم الحبوب يتراوح من 0.8-2μm. عن طريق إضافة 4٪ -25٪ كربيد التيتانيوم (TiC)، يمكن تقليل ميل كربيد التنغستن (WC) إلى الانتشار على سطح رقائق الفولاذ. يمكن تحسين قوة الأداة ومقاومة تآكل الحفرة ومقاومة الصدمات الحرارية عن طريق إضافة ما يصل إلى 25% من كربيد التنتالوم (TaC) وكربيد النيوبيوم (NbC). تؤدي إضافة هذه الكربيدات المكعبة أيضًا إلى زيادة الصلابة الحمراء للأداة، مما يساعد على تجنب التشوه الحراري للأداة في القطع الثقيل أو العمليات الأخرى حيث تولد حافة القطع درجات حرارة عالية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يوفر كربيد التيتانيوم مواقع النواة أثناء التلبيد، مما يحسن انتظام توزيع الكربيد المكعب في قطعة العمل.

بشكل عام، نطاق الصلابة لدرجات الكربيد الأسمنتي من نوع السبائك هو HRA91-94، وقوة الكسر العرضي هي 150-300ksi. بالمقارنة مع الدرجات النقية، تتميز درجات السبائك بمقاومة تآكل ضعيفة وقوة أقل، ولكنها تتمتع بمقاومة أفضل للتآكل اللاصق. يمكن تقسيم درجات السبائك إلى C5-C8 في نظام الدرجة C، ويمكن تصنيفها وفقًا لسلسلة الدرجة P وM في نظام الدرجة ISO. يمكن تصنيف درجات السبائك ذات الخصائص المتوسطة على أنها درجات للأغراض العامة (مثل C6 أو P30) ويمكن استخدامها في الخراطة والتنصت والتخطيط والطحن. يمكن تصنيف أصعب الدرجات على أنها درجات تشطيب (مثل C8 وP01) لإنهاء عمليات الخراطة والتجويف. تحتوي هذه الدرجات عادةً على أحجام حبيبات أصغر ومحتوى أقل من الكوبالت للحصول على الصلابة المطلوبة ومقاومة التآكل. ومع ذلك، يمكن الحصول على خصائص مواد مماثلة عن طريق إضافة المزيد من الكربيدات المكعبة. يمكن تصنيف الدرجات ذات الصلابة الأعلى على أنها درجات خشنة (مثل C5 أو P50). تحتوي هذه الدرجات عادةً على حجم حبيبات متوسط ​​ومحتوى عالي من الكوبالت، مع إضافات منخفضة من الكربيدات المكعبة لتحقيق الصلابة المطلوبة عن طريق تثبيط نمو الشقوق. في عمليات الخراطة المتقطعة، يمكن تحسين أداء القطع بشكل أكبر باستخدام الدرجات الغنية بالكوبالت المذكورة أعلاه مع محتوى أعلى من الكوبالت على سطح الأداة.

تُستخدم درجات السبائك ذات المحتوى المنخفض من كربيد التيتانيوم في تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ والحديد القابل للطرق، ولكن يمكن استخدامها أيضًا في تصنيع المعادن غير الحديدية مثل السبائك الفائقة القائمة على النيكل. حجم الحبوب لهذه الدرجات عادة ما يكون أقل من 1 ميكرومتر، ومحتوى الكوبالت هو 8٪ -12٪. يمكن استخدام الدرجات الأكثر صلابة، مثل M10، لتحويل الحديد القابل للطرق؛ يمكن استخدام الدرجات الأكثر صرامة، مثل M40، لطحن وتسوية الفولاذ، أو لخراطة الفولاذ المقاوم للصدأ أو السبائك الفائقة.

يمكن أيضًا استخدام درجات الكربيد الأسمنتي من نوع السبائك لأغراض القطع غير المعدنية، وذلك بشكل أساسي لتصنيع الأجزاء المقاومة للتآكل. حجم الجسيمات من هذه الدرجات عادة ما يكون 1.2-2 ميكرومتر، ومحتوى الكوبالت هو 7٪ -10٪. عند إنتاج هذه الدرجات، تتم عادة إضافة نسبة عالية من المواد الخام المعاد تدويرها، مما يؤدي إلى فعالية عالية من حيث التكلفة في تطبيقات قطع الغيار. تتطلب الأجزاء القابلة للتآكل مقاومة جيدة للتآكل وصلابة عالية، والتي يمكن الحصول عليها عن طريق إضافة كربيد النيكل والكروم عند إنتاج هذه الدرجات.

من أجل تلبية المتطلبات الفنية والاقتصادية لمصنعي الأدوات، يعتبر مسحوق الكربيد هو العنصر الأساسي. تضمن المساحيق المصممة لمعدات التصنيع ومعلمات العملية الخاصة بمصنعي الأدوات أداء قطعة العمل النهائية وقد أدت إلى مئات درجات الكربيد. إن الطبيعة القابلة لإعادة التدوير لمواد الكربيد والقدرة على العمل مباشرة مع موردي المسحوق تسمح لصانعي الأدوات بالتحكم بشكل فعال في جودة منتجاتهم وتكاليف المواد.