Narzędzia wyprodukowane z węglika spiekanego

0
152

Dzisiaj najczęściej stosowanym materiałem na narzędzie skrawające, są węgliki spiekane. Swoją popularność zawdzięczają właściwościom, które łączą dużą wytrzymałość mechaniczną oraz wysoką odporność na zużycie. W ten sposób węgliki spiekane są materiałem pośrednim między stalą szybkotnąca i ceramiką. Produkuje się z nich narzędzia skrawające o mniejszej średnicy takie jak: frezy węglikowe, płytki skrawające jak: tokarskie i frezarskie a także do wierteł składanych.

Najpopularniejszy materiał na narzędzia skrawające – węgliki spiekane

Dzięki temu ten materiał posiada bardzo uniwersalne zastosowanie, które dodatkowo dostosować możemy poprzez użycie powłok ochronnych.

Jakie są właściwości węglików spiekanych?

Węgliki spiekane posiadają następujące pozytywne właściwości:

  1. Wysoko odporność na ścieranie, dzięki czemu narzędzia skrawające wykonane z tego materiału charakteryzują się zwiększoną żywotnością
  2. Wysoka twardość, dzięki której narzędziami z węglików spiekanych możemy obrabiać większość dostępnych na rynku materiałów
  3. Wysokie własności mechaniczne oraz duża ciągliwość
  4. Bardzo wysoka odporność na temperaturę dochodzącą nawet do 1000 stopni Celsjusza. Wybierając węglik spiekany, możemy więc zastosować duże prędkości skrawania

Niestety węgliki spiekane nie są wolne od wad. Największą z nich jest na pewno kruchość, która może spowodować nagłe pęknięcie ostrza narzędzia i zagrozić bezpieczeństwu pracownika. Należy też podkreślić, że węgliki spiekane są dość drogie, dlatego najczęściej wykonuje się je jako małe elementy ostrza danego narzędzia.

Z czego składa się węglik spiekany i jak się go wytwarza?

Węglik spiekany to materiał dwufazowy, składający się z fazy twardej oraz spoiwa, z tego powodu idealnie sprawdza się jako materiał do wytwarzania narzędzi taki jak płytki frezarskie.  Faza twarda to węgliki metali takich jak : WC, TiC lub TaC. Charakteryzują one się głównie tym, że posiadają bardzo dużą twardość oraz dużą temperaturą topnienia. Węglik WC jest najczęściej stosowanym składnikiem materiałowym. W niektórych przypadkach jego zawartość może dochodzić nawet do 95 procent. Jako spoiwo najczęściej stosuje się kobalt. Ten metal wyróżnia się bowiem bardzo dobrą wytrzymałością mechaniczną, dobrze przewodzi ciepło i co najważniejsze posiada dobą zwilżalność z węglikami co ułatwia proces wytwórczy.

Za własności węglików spiekanych odpowiada jego skład i stosunek ilości węglików to spoiwa. Jeżeli bowiem do produkcji danego węglika użyjemy więcej fazy wiążącej to zmniejszymy wpływ największej wady tego materiału czyli jego kruchość. Z drugiej jednak strony w takim przypadku zmniejszymy znacząco twardość, co uniemożliwi nam obrabianie niektórych materiałów. Zwiększona ilość węglików i dodatków stopowych poprawia właściwości skrawające, ale zmniejsza wytrzymałość oraz udarność danego narzędzia.

Proces wytwarzania węglików spiekanych jest dość skomplikowany i składa się z kilku faz. Na początku należy bowiem przygotować proszek w postaci granulatu o odpowiedniej wielkości. Na tym etapie składa się on już z mieszaniny określonych wcześniej dodatków stopowych oraz spoiwa. Kolejnym krokiem jest formowanie, które formuje proszek do finalnego kształtu. W tym celu możemy użyć matrycy do prasowania lub wyciskania. Ostatnim i najważniejszym elementem wytwórczym jest spiekanie. Gotową przygotówkę podgrzewa się do temperatury około 1500 stopni Celsjusza, kiedy to spoiwo czyli kobalt staje się płynny. Cała struktura materiału wypełniania jest przez płynny kobalt, który otacza węgliki. Warto w tym momencie zwrócić uwagę na fakt, że po spiekaniu przygotówka zmniejsza swoją objętość o około 20 procent, co wymaga dużego doświadczenia w procesie produkcji, aby finalne narzędzie posiadało odpowiedni kształt i wymiary. Po procesie spiekania często stosuje się jeszcze prasowanie pod ciśnieniem. Polega ono na ponownym podrganiu materiału do temperatury spiekania i poddaniu go wysokiemu ciśnieniu wynoszącemu nawet 1000 bar. Dzięki temu węgliki rozszerzają się i eliminują powstałą wcześniej porowatość, która może prowadzić do poważnych konsekwencji w trakcie obróbki skrawaniem.

Zastosowanie węglika spiekanego

Węgliki spiekane wykorzystuje się obróbce skrawaniem do elementów twardych i wymagających wysokich prędkości obrotowych. Przykładem użycia węglika spiekanego, może być proces wytwarzania: wierteł do metalu, frezy do metalu lub noże tokarskie.

Artykuł opublikowany dzięki Artykuły Techniczne Narzędzia skrawające

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here