Vodič za matrice od volfram karbida: Vrste, stupnjevi, dizajn i savjeti za primjenu

Ako svoj radni dan provodite uz preše, hladne glave ili stolove za crtanje, već znate kakvu razliku čini dobra matrica. Matrica od volfram-karbida može raditi stotine tisuća udaraca prije nego što mu je potrebna pažnja, što je upravo razlog zašto mnogi proizvođači sada specificiraju karbid za svoje najzahtjevnije operacije oblikovanja i rezanja. Naša tvrtka proizvodi dijelove od cementnog karbida u Changzhou od 1990. godine, au ovom članku bismo željeli podijeliti ono što smo naučili o tome što su ti matrice, kako se izrađuju i kako od njih dobiti najdulji mogući vijek trajanja.

Što je volfram karbidna matrica?

A matrica od volfram-karbida je alat čija je radna šupljina ili oštrica izrađena od cementnog karbida, a ne od alatnog čelika. Materijal je kompozit: tvrda zrna volfram karbida međusobno su zacementirana pomoću mekšeg metalnog veziva, obično kobalta. Proizvodi se miješanjem praha, prešanjem u oblik blizak gotovom dijelu i sinteriranjem na otprilike 1400 stupnjeva Celzijevih, nakon čega se obradak brusi i polira do konačnih dimenzija.

Dva svojstva čine karbid tako privlačnim za matrice. Prva je tvrdoća, obično između 1400 i 1900 HV, nekoliko puta veća od tvrdoće kaljenog alatnog čelika, što se prevodi u izvanrednu otpornost na habanje abrazivnih limova, žica i traka. Drugi je tlačna čvrstoća, koja omogućuje šupljini da izdrži ogroman pritisak operacije utiskivanja ili crtanja bez kolapsa.

Međutim, karbid nije tako čvrst kao čelik. Njegova vlačna i udarna čvrstoća su ograničene, tako da je umetak matrice gotovo uvijek montiran u čelično kućište, stezni prsten ili podupirač koji drži karbid u kompresiji i apsorbira udarce. Razumijevanje da je partnerstvo između karbidnog umetka i njegovog čeličnog kućišta prvi korak prema matrici koja traje.

Kako se izrađuje matrica od volfram karbida

Svaka kocka počinje kao prah. Veličina čestica volfram karbida, sadržaj kobalta te ciklus prešanja i sinteriranja zajedno određuju konačnu ravnotežu između tvrdoće i žilavosti. Proizvodnja obično slijedi sljedeći redoslijed:

1. Priprema praha. Volfram karbid u prahu se melje i miješa s kobaltom i malim količinama inhibitora rasta zrna, zatim se suši raspršivanjem u granule koje slobodno teku.
2. Pritiskom. Granule se zbijaju u kalupu ili izostatičkoj preši u zeleni dio koji je namjerno veći od gotove komponente, jer će se sinteriranjem skupiti.
3. Sinteriranje. Dio se zagrijava u vakuumskoj ili niskotlačnoj peći, gdje kobalt postaje tekući i povlači zrnca karbida zajedno u gusto tijelo gotovo bez poroznosti.
4. Završna obrada. Dijamantno brušenje, erozija žicom, lapiranje i poliranje dovode šupljinu do tolerancija mjerenih u mikronima.
5. Skupština. Karbidni umetak se utisne ili skupi u svoj čelični prsten, a gotova matrica se pregledava na koncentričnost, tvrdoću i završnu obradu.

Oprema je iznimno važna u ovim fazama. Kada smo 2009. uložili u niskotlačne peći za sinteriranje i TPA preše, to je bilo upravo zato što je dosljednost u prešanju i sinteriranju ono što razlikuje matricu koja godinama drži svoje dimenzije od one koja se povlači nakon nekoliko mjeseci.

Uobičajene vrste matrica od volfram-karbida

Iako se riječ "umrijeti" u radionicama olako koristi, sami proizvodi spadaju u prepoznatljive obitelji. Donja tablica sažima one najčešće i uvjete u kojima svaki mora preživjeti.

Radovi na izradi i štancanju najveća su pojedinačna aplikacija u našoj knjizi narudžbi. Matrica za utiskivanje karbida obično se izrađuje kao brušeni i polirani umetak utisnut u prsten od kaljenog čelika, s geometrijom raspoređenom tako da radno opterećenje održava karbid u kompresiji.

Matrica za utiskivanje od volfram-karbida za zatvaranje otporno na habanje Napravljena za izradu i utiskivanje, ova matrica od volfram-karbida nudi otpornost na habanje, performanse pri visokim temperaturama i preciznost potrebnu za održavanje točnosti matrice i podršku učinkovite proizvodnje. Pogledajte proizvod →

Odabir pravog razreda tvrdog metala

Ne postoji jedinstvena najbolja ocjena za svaku kockicu. Odabir se svodi na nekoliko varijabli koje se međusobno povlače:

• Sadržaj kobalta. Nizak sadržaj veziva od oko 6 posto daje maksimalnu tvrdoću i otpornost na trošenje, što odgovara velikom volumenu izrezivanja tankog lima. Veći sadržaj od 12 do 20 posto mijenja dio tvrdoće za žilavost i bolji je izbor kada matrica trpi jak udar.
• Veličina zrna. Submikronske vrste imaju oštriju oštricu i otporne su na abrazivno trošenje, dok srednje i grube vrste gracioznije apsorbiraju udarce. Fino zrno nije automatski bolje; jednostavno je bolje prilagođen laganom, brzom, čistom rezanju.
• Stanje površine. Polirani provrt smanjuje trenje pri izvlačenju i ekstruziji, dok odabrani alati za oblikovanje imaju koristi od površinskih obrada tamo gdje je halucinacija problem.
• Radna temperatura. Kada je obradak vruć, a ne hladan, termički ciklus dodaje još jednu dimenziju odabiru kvaliteta, a prednosti matrica od volfram karbida u primjenama vrućeg štancanja zaslužuju vlastitu raspravu.

Praktično pravilo je odabrati najniži sadržaj kobalta i najfiniju veličinu zrna koja će ipak preživjeti udar vaše preše. Ispitivanje oba smjera kod dobavljača daleko je jeftinije od otkrivanja ograničenja u proizvodnji.

Detalji dizajna koji odlučuju o životu

Mnogi preuranjeni neuspjesi koje smo zamoljeni da istražimo uopće nisu materijalni problemi; to su problemi dizajna ili postavljanja. Točke u nastavku odnose se na većinu njih.

• Klirens. Premalo zazora lomi oštricu, a previše stvara neravnine i valjane rubove. Karbid općenito preferira nešto veći zazor od čelika.
• podrška. Nikada ne ostavljajte karbid bez oslonca u napetosti. Stezni prstenovi i potporne ploče trebaju staviti umetak u kompresiju pod opterećenjem.
• Ulazna geometrija. Mali radijus uvoda ili skošenje vodi obradak i sprječava da rub odjednom preuzme puno opterećenje.
• Poravnanje. Paralelnost preše, vođenje matrice i poravnanje klina utječu na matricu onoliko koliko matrica utječe na dio.
• Podmazivanje. Odgovarajuće podmazivanje kontrolira toplinu trenja i smanjuje nagrizanje na površini karbida.

Prakse održavanja koje se isplate

Matrice od karbida su izdržljive, ali nisu neuništive, a male navike čine veliku razliku tijekom vijeka trajanja alata.

• Provjerite radne rubove u fiksnim intervalima umjesto da čekate da se pojavi problem s kvalitetom.
• Zabilježite broj hodova i povijest ponovnog brušenja kako bi se trošenje moglo predvidjeti, a ne otkriti.
• Uklonite komadiće, neravnine i krhotine prije nego što obilježe šupljinu ili traku.
• Ponovno preklop ili ponovno brušenje u malim, kontroliranim koracima, jer svako ponovno brušenje troši dio raspoloživog ruba.
• Store matrice s laganim zaštitnim filmom i prstenom koji štiti provrt ili oštricu.

Matrica koja se održava prema rasporedu obično daje mnogo više udaraca po umetku od one koja se popravlja tek nakon što otkaže.

Rad s proizvođačem kalupa koji razumije vaš proces

Budući da prešamo, sinteriramo i meljemo vlastiti karbid, možemo kontrolirati varijable koje odlučuju hoće li matrica raditi na vašoj preši. Naša proizvodnja organizirana je prema sustavima upravljanja ISO 9001 i ISO 14001, a naši precizni alati proizvedeni su prema međunarodno priznatim standardima za točnost dimenzija i dosljednost serije.

Ta je vertikalna kontrola važna za matrice, jer se mala promjena u sadržaju veziva ili ciklusu sinteriranja pojavljuje izravno u vijeku trajanja matrice. Osim kalupa za oblikovanje, također proizvodimo reznu stranu procesa, uključujući oštrice za operacije obrezivanja, šišanja i rezanja izrađene od iste tehnologije karbida, tako da kupac može nabaviti alat za oblikovanje i alat za rezanje od jednog partnera.

Rezna oštrica od volfram karbida za podrezivanje i šišanje Izrađen s istom karbidnom tehnologijom kao i matrice za oblikovanje tvrtke, ova rezna oštrica podržava operacije podrezivanja, šišanja i rezanja dok pomaže u postizanju točnosti dimenzija i kvalitete površine. Pogledajte proizvod →

Ako još uvijek odlučujete koja obitelj proizvoda odgovara vašem poslovanju, naš cijeli asortiman proizvoda od volfram karbida daje brzi pregled svega što gradimo.

Na kraju, matrica od volfram karbida je jednostavna ideja izvedena s velikom preciznošću: iznimno tvrd materijal, stavljen u kompresiju, vođen pažljivim dizajnom i održavan disciplinirano. Ispravite te četiri stvari i kockica će se višestruko isplatiti. Ako želite razgovarati o određenoj primjeni, bilo da se radi o izradi tankih listova, izvlačenju žice ili oblikovanju spojnih elemenata, naš tim uvijek rado može usporediti bilješke s ljudima koji vode preše.