راهنمای کامل نحوه ساخت آسیاب های انتهای کاربید

1. انتخاب مواد خام

"کاربید" در آسیاب پایان کاربید در واقع یک کاربید سیمانی است که از ذرات کاربید تنگستن (WC) ساخته شده است که توسط یک چسب فلزی، معمولاً کبالت (Co) به هم متصل می شوند.

کاربید تنگستن: بسیار سخت (9 در مقیاس Mohs، ~ 2600 HV سختی Vickers). مقاومت در برابر سایش را فراهم می کند.

کبالت: فاز چسبنده سخت و انعطاف پذیر که شوک را جذب کرده و از شکنندگی جلوگیری می کند.

چرا ترکیب اهمیت دارد:

کبالت بیشتر ← ابزار سخت تر اما کمی نرم تر (مناسب برای برش های قطع شده).

کبالت کمتر ← سخت تر اما شکننده تر (برای برش مداوم در تنظیمات سفت و سخت خوب است).

اندازه دانه WC بر وضوح لبه و مقاومت در برابر سایش تأثیر می گذارد:

بسیار ریز (0.2-0.5 میکرومتر) برای سختی بالا و لبه های تیز.

دانه های درشت تر (> 1 میکرومتر) برای مقاومت در برابر ضربه.

2. مخلوط کردن و تهویه پودر

پودر کاربید تنگستن، پودر کبالت و مقادیر کمی از کاربیدهای دیگر (تانتالوم، تیتانیوم، کاربیدهای نیوبیم) با وزن اندازه گیری می شوند.

یک آسیاب گلوله ای یا آسیاب تراکتور آنها را در اتانول یا آب با یک چسب موم/پارافین مخلوط می کند تا یک دوغاب همگن ایجاد کند.

هدف: اطمینان از توزیع یکنواخت کبالت، جلوگیری از انباشتگی، و پوشش دادن هر دانه WC با باندر برای پیوندهای تف جوشی قوی.

3. اسپری خشک کردن

دوغاب به یک خشک کن اسپری وارد می شود که توده های کروی از پودر را تولید می کند.

این آگلومراها مانند ماسه ریز جریان دارند - برای پرس یکنواخت ضروری است.

رطوبت به شدت کنترل می شود. بیش از حد خشک → ترک؛ خیلی مرطوب → فشار ضعیف.

4. فشار دادن خالی سبز

دو روش اصلی:

پرس قالب تک محوری ← برای جاهای خالی راسته مناسب است.

پرس اکستروژن → امکان ایجاد میله های بلند یا میله های با کانال های خنک کننده داخلی را فراهم می کند.

قسمت به دست آمده فشرده سبز نامیده می شود - ضعیف و شکننده، اما با ابعاد خشن میله نهایی.

جهت فشار و یکنواختی فشار مستقیماً بر توزیع چگالی تأثیر می گذارد که بعداً بر استحکام ابزار تأثیر می گذارد.

5. پیش پخت (جداسازی)

فشرده سبز در یک کوره با دمای پایین (~600-800 درجه سانتیگراد) گرم می شود تا چسب موم/پارافین بدون ایجاد اکسیداسیون یا تغییر شکل حذف شود.

این تنها پودرهای فلزی باقی می‌ماند که به طور آزاد در کنار هم قرار دارند.

6. تف جوشی (سینترینگ فاز مایع)

مرحله چگالش اصلی: تا دمای 1400-1500 درجه سانتیگراد در خلاء یا اتمسفر هیدروژن گرم می شود.

کبالت ذوب می شود (فاز مایع) و بین دانه های WC جریان می یابد و آنها را از طریق عمل مویرگی به هم می کشد.

این قطعه به صورت خطی ~ 18-22٪ کوچک می شود و به 99٪ چگالی نظری دست می یابد.

نتیجه:
یک میله کاملا متراکم و بسیار سخت بدون تخلخل، آماده برای سنگ زنی.

7. آماده سازی میله

میله های کاربید با استفاده از اره الماسی یا سیم EDM به طول بریده می شوند.

انتهای آن ممکن است پخ شود تا از بریدگی در حین جابجایی جلوگیری شود.

برای ابزارهای ترکیبی (سر برش کاربید ساق فولادی) لحیم کاری در این مرحله انجام می شود.

8. CNC سنگ زنی هندسه

سنگ زنی فلوت

بر روی ماشین های سنگ زنی ابزار CNC 5 محور با استفاده از چرخ های الماسی انجام می شود.

دستگاه ها تلورانس ها را در چند میکرون نگه می دارند.

پارامترها عبارتند از:

تعداد فلوت ها (2، 3، 4 یا بیشتر)

زاویه مارپیچ (مارپیچ کم برای استحکام، مارپیچ بالا برای تخلیه سریع تر تراشه)

ضخامت هسته (بر صلبیت و فضای تراشه تأثیر می گذارد)

پایان هندسه سنگ زنی

نوک ابزار شکلی دارد - صاف، بینی توپی، شعاع گوشه یا فرم خاص.

زوایای تسکین ثانویه و زوایای چنگک برای بهینه سازی عملکرد برش زمین می شوند.

برای ابزارهای با دقت بالا، آماده سازی لبه (هون) برای کنترل وضوح در مقابل مقاومت تراشه استفاده می شود.

9. اختیاری: از طریق سوراخ خنک کننده

اگر آسیاب انتهایی با کانال های خنک کننده داخلی طراحی شده باشد، این کانال ها در حین اکستروژن میله یا توسط حفاری EDM پس از پخت ایجاد می شوند.

EDM (ماشین کاری تخلیه الکتریکی) می تواند سوراخ های کوچک و دقیقی را بدون آسیب رساندن به کاربید ایجاد کند.

10. پوشش (PVD/CVD)

هدف: افزایش عمر ابزار، کاهش اصطکاک، مقاومت در برابر حرارت.

پوشش های رایج:

TiAlN / AlTiN: مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا.

DLC (کربن مانند الماس): اصطکاک کم، عالی برای ماشینکاری غیر آهنی.

پوشش های نانو کامپوزیت: ساختار بسیار ظریف برای مقاومت در برابر سایش شدید.

فرآیندها:

PVD (رسوب بخار فیزیکی): دمای پایین تر (~450-600 درجه سانتیگراد)، لبه های تیز را حفظ می کند.

CVD (رسوب بخار شیمیایی): دمای بالاتر (~900-1050 درجه سانتیگراد)، پوشش ضخیم تر، ممکن است به پس از سنگ زنی نیاز داشته باشد.

11. بازرسی نهایی

میکرومترهای لیزری قطر، تمرکز و خروجی را اندازه گیری می کنند.

مقایسه کننده های نوری فرم فلوت را بررسی می کنند.

چسبندگی پوشش و زبری سطح آزمایش می شود.

آسیاب های با کارایی بالا به صورت پویا برای دوک های با سرعت بالا متعادل می شوند.

12. بسته بندی

هر ابزار به صورت اولتراسونیک تمیز می شود تا بقایای سنگ زنی و پوشش حذف شود.

بسته بندی شده در لوله های پلاستیکی جداگانه برای جلوگیری از خرد شدن در حین حمل و نقل.

جدول خلاصه: