La fresa a candela è un tipo di materiale per utensili per lavorazione ad alta velocità (HSM) ampiamente utilizzato. Questo tipo di materiale è prodotto dalla metallurgia delle polveri. È costituito da particelle di carburo duro (solitamente carburo di tungsteno WC) e un legame metallico più morbido. composizione. Esistono centinaia di carburi cementati a base di WC con diverse composizioni. La maggior parte di loro usa il cobalto (Co) come legante. Anche il nichel (Ni) e il cromo (Cr) sono elementi leganti comunemente usati e possono essere aggiunti anche altre leghe. elemento. Perché ci sono così tanti gradi di metallo duro? In che modo un produttore di utensili in metallo duro sceglie il materiale giusto per un particolare processo di taglio? Per rispondere a queste domande, cerchiamo di capire prima cosa rende la fresa a candela uno strumento ideale Varie caratteristiche dei materiali.
(1) Durezza e tenacità
Gli utensili in metallo duro WC-Co presentano vantaggi unici sia in termini di durezza che di tenacità. Il carburo di tungsteno (WC) stesso ha un'elevata durezza (più del corindone o dell'allumina) e la sua durezza raramente diminuisce quando la temperatura di lavoro aumenta. Tuttavia, manca di sufficiente tenacità, che è una prestazione essenziale per gli utensili da taglio. Per sfruttare l'elevata durezza del carburo di tungsteno e migliorarne la tenacità, le persone usano agenti leganti metallici per legare insieme il carburo di tungsteno, in modo che questo materiale abbia una durezza di gran lunga superiore a quella dell'acciaio ad alta velocità e allo stesso tempo può resistere alla maggior parte dei processi di taglio. Forza di taglio. Inoltre, può resistere alle elevate temperature di taglio generate dalla lavorazione ad alta velocità.
Oggigiorno, quasi tutti gli utensili e le lame WC-Co sono rivestiti, quindi il ruolo del materiale di base sembra essere meno importante. Ma in realtà, è l'alto modulo elastico del materiale WC-Co (una misura della rigidità, il modulo elastico a temperatura ambiente del WC-Co è circa tre volte quello dell'acciaio rapido) che fornisce un substrato indeformabile per il Rivestimento. La matrice WC-Co può anche fornire la tenacità richiesta. Queste proprietà sono le caratteristiche di base dei materiali WC-Co, ma è anche possibile personalizzare le proprietà del materiale regolando la composizione e la microstruttura del materiale durante la produzione di polvere di carburo cementato.
Pertanto, l'idoneità delle prestazioni della fresa a candela e della lavorazione specifica dipende in gran parte dal processo di fresatura iniziale.
(2) Tecnologia di polverizzazione degli utensili in metallo duro
La polvere di carburo di tungsteno si ottiene dalla carburazione della polvere di tungsteno (W). Le caratteristiche della polvere di carburo di tungsteno (in particolare la sua dimensione delle particelle) dipendono principalmente dalla dimensione delle particelle della polvere di tungsteno grezza e dalla temperatura e dal tempo di cementazione. Anche il controllo chimico è fondamentale e il contenuto di carbonio deve essere mantenuto costante (vicino al rapporto teorico del 6,13% in peso). Al fine di controllare la granulometria della polvere attraverso processi successivi, è possibile aggiungere una piccola quantità di vanadio e/o cromo prima del trattamento di cementazione. Diverse condizioni di processo a valle e diversi usi di elaborazione finale richiedono combinazioni specifiche di dimensione delle particelle di carburo di tungsteno, contenuto di carbonio, contenuto di vanadio e contenuto di cromo. Attraverso i cambiamenti in queste combinazioni, è possibile produrre una varietà di diverse polveri di carburo di tungsteno.
Quando la polvere di carburo di tungsteno e il legame metallico vengono miscelati e macinati per produrre polvere di carburo cementato, è possibile utilizzare varie combinazioni. Il contenuto di cobalto più comunemente usato è generalmente del 3%-25% (rapporto in peso). Se è necessario migliorare la resistenza alla corrosione dell'utensile, è necessario aggiungere nichel e cromo. Inoltre, il legame metallico può essere ulteriormente migliorato aggiungendo altri componenti in lega. Ad esempio, l'aggiunta di rutenio al carburo cementato WC-Co può migliorare significativamente la sua tenacità senza ridurla. L'aumento del contenuto del legante può anche aumentare la tenacità del carburo cementato, ma ne ridurrà la durezza.
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