A teljes útmutató a keményfém marók készítéséhez

1. Nyersanyag kiválasztása

A „karbid” benne keményfém marók valójában egy cementezett karbid, amelyet egy fém kötőanyag, általában kobalt (Co) által összetartott volfrámkarbid (WC) részecskékből készítenek.

Volfrámkarbid: Rendkívül kemény (9 a Mohs-skálán, ~2600 HV Vickers keménység). Kopásállóságot biztosít.

Kobalt: Kemény, képlékeny kötőanyag fázis, amely elnyeli az ütéseket és megakadályozza a ridegséget.

Miért számít az összetétel:

Több kobalt → szívósabb, de kissé puhább szerszám (megszakított vágásokhoz jó).

Kevesebb kobalt → keményebb, de törékenyebb (jó a folyamatos vágáshoz merev összeállításokban).

A WC szemcsemérete befolyásolja az élek élességét és a kopásállóságot:

Ultrafinom (0,2–0,5 μm) a nagy keménységért, éles élekért.

Durvább szemcsék (>1 μm) az ütésállóság érdekében.

2. Porkeverés és kondicionálás

A volfrám-karbid port, a kobaltport és kis mennyiségű egyéb karbidot (tantál, titán, nióbium-karbid) tömeg szerint mérik.

Golyós malom vagy koptató malom etanolban vagy vízben viasz/paraffin kötőanyaggal keveri össze őket, hogy homogén szuszpenziót kapjon.

Cél: Biztosítsa a kobalt egyenletes eloszlását, megakadályozza az agglomerációt, és vonjon be minden WC-szemcsét kötőanyaggal az erős szinterezés érdekében.

3. Permetező szárítás

A szuszpenziót egy porlasztószárítóba vezetik, amely gömb alakú poragglomerátumokat állít elő.

Ezek az agglomerátumok finom homokként folynak – elengedhetetlenek az egyenletes préseléshez.

A nedvességtartalom szigorúan ellenőrzött; túl száraz → repedések; túl nedves → gyenge préselés.

4. Nyomja meg a Zöld Üres gombot

Két fő módszer:

Egytengelyű préselés → egyenes szárú nyersdarabokhoz jó.

Az extrudáló préselés → hosszú rudak vagy belső hűtőfolyadékcsatornákkal rendelkező rudak létrehozását teszi lehetővé.

A kapott alkatrészt zöld tömörnek nevezik - gyenge és törékeny, de a végső rúd durva méretei.

A préselés iránya és a nyomás egyenletessége közvetlenül befolyásolja a sűrűségeloszlást, ami később befolyásolja a szerszám szilárdságát.

5. Előszinterelés (lekötés)

A zöld tömörítményt alacsony hőmérsékletű kemencében (~600-800 °C) hevítik, hogy oxidáció vagy deformáció nélkül eltávolítsák a viasz/paraffin kötőanyagot.

Ez csak fémporokat hagy maga után, lazán összetartva.

6. Szinterezés (folyékony fázisú szinterezés)

Fő tömörítési lépés: 1400-1500 °C-ra melegítjük vákuumban vagy hidrogénatmoszférában.

A kobalt megolvad (folyékony fázis) és a WC-szemcsék között áramlik, és kapillárisan összehúzza őket.

Az alkatrész ~18-22%-kal lineárisan zsugorodik, elérve a 99%-os elméleti sűrűséget.

Eredmény:
Teljesen sűrű, rendkívül kemény, porozitásmentes rúd, csiszolásra készen.

7. Rúd előkészítése

A keményfém rudakat gyémántfűrésszel vagy huzalos szikraforgácsolóval vágják hosszra.

A végek lesarkítva lehetnek, hogy megakadályozzák a forgácsolást a kezelés során.

Kombinált szerszámok (acélszárú keményfém vágófej) esetén a keményforrasztás ebben a szakaszban történik.

8. Geometria CNC köszörülése

Fuvola köszörülés

5 tengelyes CNC szerszámcsiszológépeken végezve gyémánt csiszolókorongokkal.

A gépek néhány mikronon belül tartják a tűréshatárokat.

A paraméterek a következők:

Furulyák száma (2, 3, 4 vagy több)

Hélixszög (alacsony spirál a szilárdságért, magas spirál a gyorsabb forgácselszívásért)

Magvastagság (befolyásolja a merevséget és a forgácsteret)

Vége geometriai köszörülés

A szerszám hegye formázott – lapos, gömb alakú, saroksugár vagy speciális forma.

A vágási teljesítmény optimalizálása érdekében a másodlagos tehermentesítő szögek és a dőlésszögek köszörültek.

A nagy pontosságú szerszámoknál élelőkészítést (élezést) alkalmaznak az élesség és a forgácsolási ellenállás szabályozására.

9. Opcionális: Átmenő hűtőfolyadék-furat fúrása

Ha a szármaró belső hűtőfolyadék csatornákkal van kialakítva, akkor ezek rúdextrudáláskor vagy szinterezés utáni szikraforgácsolásos fúrással jönnek létre.

Az EDM (Electrical Discharge Machining) kis, pontos furatokat tud készíteni a keményfém károsodása nélkül.

10. Bevonat (PVD/CVD)

Cél: A szerszám élettartamának meghosszabbítása, a súrlódás csökkentése, hőállóság.

Gyakori bevonatok:

TiAlN / AlTiN: Magas hőmérsékletű oxidációállóság.

DLC (Diamond-Like Carbon): Alacsony súrlódás, kiváló színesfém megmunkáláshoz.

Nanokompozit bevonatok: Rendkívül finom szerkezet a rendkívüli kopásállóságért.

Eljárások:

PVD (Physical Vapor Deposition): Alacsonyabb hőmérséklet (~450-600 °C), megőrzi az éles széleket.

CVD (Chemical Vapor Deposition): Magasabb hőmérséklet (~900-1050 °C), vastagabb bevonat, utócsiszolást igényelhet.

11. Végső ellenőrzés

A lézeres mikrométerek mérik az átmérőt, a koncentrikusságot és a kifutást.

Az optikai komparátorok ellenőrzik a fuvola formáját.

A bevonat tapadását és felületi érdességét tesztelik.

A nagy teljesítményű marók dinamikusan kiegyensúlyozottak a nagy sebességű orsók számára.

12. Csomagolás

Minden szerszámot ultrahanggal tisztítanak, hogy eltávolítsák a csiszolási és bevonatmaradékokat.

Egyedi műanyag tubusokba csomagolva, hogy elkerüljük a szállítás közbeni letöredezést.

Összefoglaló táblázat: