कार्बाइड साधन सामग्रीचे मूलभूत ज्ञान

कार्बाइड हा हाय-स्पीड मशिनिंग (एचएसएम) टूल मटेरियलचा सर्वाधिक प्रमाणात वापरला जाणारा वर्ग आहे, जो पावडर मेटलर्जी प्रक्रियेद्वारे तयार केला जातो आणि त्यात हार्ड कार्बाइड (सामान्यत: टंगस्टन कार्बाइड WC) कण आणि एक मऊ धातू बंध रचना असते. सध्या, शेकडो डब्ल्यूसी-आधारित सिमेंट कार्बाइड्स आहेत ज्यात वेगवेगळ्या रचना आहेत, त्यापैकी बहुतेक कोबाल्ट (Co) बाईंडर म्हणून वापरतात, निकेल (Ni) आणि क्रोमियम (Cr) देखील सामान्यतः वापरले जाणारे बाईंडर घटक आहेत आणि इतर देखील जोडले जाऊ शकतात. . काही मिश्रधातू घटक. इतके कार्बाइड ग्रेड का आहेत? साधन उत्पादक विशिष्ट कटिंग ऑपरेशनसाठी योग्य साधन सामग्री कशी निवडतात? या प्रश्नांची उत्तरे देण्यासाठी, प्रथम सिमेंट कार्बाइडला एक आदर्श साधन सामग्री बनवणारे विविध गुणधर्म पाहू.

कडकपणा आणि कडकपणा

WC-Co सिमेंटेड कार्बाइडचे कडकपणा आणि कडकपणा या दोन्हीमध्ये अद्वितीय फायदे आहेत. टंगस्टन कार्बाइड (WC) स्वभावतः खूप कठीण आहे (कोरंडम किंवा ॲल्युमिना पेक्षा जास्त), आणि ऑपरेटिंग तापमान वाढल्यामुळे त्याची कडकपणा क्वचितच कमी होते. तथापि, त्यात पुरेसा कणखरपणा नाही, कटिंग टूल्ससाठी आवश्यक गुणधर्म. टंगस्टन कार्बाइडच्या उच्च कडकपणाचा फायदा घेण्यासाठी आणि तिची कडकपणा सुधारण्यासाठी, लोक टंगस्टन कार्बाइडला एकत्र जोडण्यासाठी मेटल बॉण्ड्स वापरतात, जेणेकरून या सामग्रीची कडकपणा हाय-स्पीड स्टीलपेक्षा जास्त आहे, आणि बहुतेक कटिंग सहन करण्यास सक्षम आहे. ऑपरेशन्स कटिंग फोर्स. याव्यतिरिक्त, ते हाय-स्पीड मशीनिंगमुळे होणारे उच्च कटिंग तापमान सहन करू शकते.

आज, जवळजवळ सर्व WC-Co चाकू आणि इन्सर्ट लेपित आहेत, त्यामुळे बेस मटेरियलची भूमिका कमी महत्त्वाची दिसते. पण खरं तर, हे WC-Co मटेरियलचे उच्च लवचिक मॉड्यूलस आहे (जडपणाचे माप, जे खोलीच्या तपमानावर हाय-स्पीड स्टीलच्या तिप्पट असते) जे कोटिंगसाठी न विकृत सब्सट्रेट प्रदान करते. WC-Co मॅट्रिक्स देखील आवश्यक कडकपणा प्रदान करते. हे गुणधर्म WC-Co सामग्रीचे मूलभूत गुणधर्म आहेत, परंतु सिमेंट कार्बाइड पावडर तयार करताना सामग्रीची रचना आणि सूक्ष्म संरचना समायोजित करून भौतिक गुणधर्म देखील तयार केले जाऊ शकतात. म्हणून, विशिष्ट मशीनिंगसाठी साधन कार्यक्षमतेची उपयुक्तता प्रारंभिक मिलिंग प्रक्रियेवर मोठ्या प्रमाणात अवलंबून असते.

मिलिंग प्रक्रिया

टंगस्टन कार्बाइड पावडर कार्ब्युराइझिंग टंगस्टन (डब्ल्यू) पावडरद्वारे मिळते. टंगस्टन कार्बाइड पावडरची वैशिष्ट्ये (विशेषत: त्याच्या कणांचा आकार) मुख्यतः कच्च्या मालाच्या टंगस्टन पावडरच्या कणांच्या आकारावर आणि तापमान आणि कार्बरायझेशनच्या वेळेवर अवलंबून असतात. रासायनिक नियंत्रण देखील गंभीर आहे, आणि कार्बन सामग्री स्थिर ठेवली पाहिजे (वजनानुसार 6.13% च्या स्टोचिओमेट्रिक मूल्याच्या जवळ). त्यानंतरच्या प्रक्रियेद्वारे पावडर कणांचा आकार नियंत्रित करण्यासाठी कार्ब्युराइझिंग उपचारापूर्वी थोड्या प्रमाणात व्हॅनेडियम आणि/किंवा क्रोमियम जोडले जाऊ शकते. भिन्न डाउनस्ट्रीम प्रक्रिया परिस्थिती आणि भिन्न अंतिम प्रक्रिया वापरांसाठी टंगस्टन कार्बाइड कण आकार, कार्बन सामग्री, व्हॅनेडियम सामग्री आणि क्रोमियम सामग्री यांचे विशिष्ट संयोजन आवश्यक आहे, ज्याद्वारे विविध प्रकारचे टंगस्टन कार्बाइड पावडर तयार केले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, ATI Alldyne, एक टंगस्टन कार्बाइड पावडर उत्पादक, टंगस्टन कार्बाइड पावडरचे 23 मानक दर्जाचे उत्पादन करते आणि वापरकर्त्याच्या गरजेनुसार सानुकूलित केलेले टंगस्टन कार्बाइड पावडरचे प्रकार टंगस्टन कार्बाइड पावडरच्या मानक ग्रेडच्या 5 पट जास्त असू शकतात.

टंगस्टन कार्बाइड पावडर आणि मेटल बॉन्ड यांचे मिश्रण आणि पीसताना विशिष्ट दर्जाची सिमेंटयुक्त कार्बाइड पावडर तयार करण्यासाठी, विविध संयोजन वापरले जाऊ शकतात. सर्वात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या कोबाल्ट सामग्रीमध्ये 3% - 25% (वजन प्रमाण) असते आणि साधनाचा गंज प्रतिकार वाढवण्याची आवश्यकता असल्यास, निकेल आणि क्रोमियम जोडणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, इतर मिश्रधातूचे घटक जोडून धातूचे बंधन आणखी सुधारले जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, WC-Co सिमेंटेड कार्बाइडमध्ये रुथेनियम जोडल्याने तिची कडकपणा कमी न करता त्याच्या कडकपणामध्ये लक्षणीय सुधारणा होऊ शकते. बाइंडरची सामग्री वाढवण्यामुळे सिमेंट कार्बाइडचा कडकपणा देखील सुधारू शकतो, परंतु त्यामुळे त्याची कडकपणा कमी होईल.

टंगस्टन कार्बाइडच्या कणांचा आकार कमी केल्याने सामग्रीचा कडकपणा वाढू शकतो, परंतु सिंटरिंग प्रक्रियेदरम्यान टंगस्टन कार्बाइडच्या कणांचा आकार समान असणे आवश्यक आहे. सिंटरिंग दरम्यान, टंगस्टन कार्बाइडचे कण एकत्र होतात आणि विरघळण्याच्या आणि पुनरावृत्तीच्या प्रक्रियेद्वारे वाढतात. वास्तविक सिंटरिंग प्रक्रियेत, पूर्णपणे दाट सामग्री तयार करण्यासाठी, धातूचे बंधन द्रव बनते (याला लिक्विड फेज सिंटरिंग म्हणतात). टंगस्टन कार्बाइड कणांचा वाढीचा दर व्हॅनेडियम कार्बाइड (VC), क्रोमियम कार्बाइड (Cr3C2), टायटॅनियम कार्बाइड (TiC), टँटलम कार्बाइड (TaC), आणि niobium carbide (NbC) यासह इतर संक्रमण धातू कार्बाइड जोडून नियंत्रित केला जाऊ शकतो. टंगस्टन कार्बाइड पावडर मिश्रित आणि मेटल बॉण्डमध्ये मिसळल्यावर हे धातूचे कार्बाइड सहसा जोडले जातात, जरी टंगस्टन कार्बाइड पावडर कार्बराइज्ड केल्यावर व्हॅनेडियम कार्बाइड आणि क्रोमियम कार्बाइड देखील तयार होऊ शकतात.

टंगस्टन कार्बाइड पावडर देखील पुनर्नवीनीकरण कचरा सिमेंट कार्बाइड सामग्री वापरून तयार केले जाऊ शकते. स्क्रॅप कार्बाइडच्या पुनर्वापराचा आणि पुनर्वापराचा सिमेंट कार्बाइड उद्योगात मोठा इतिहास आहे आणि हा उद्योगाच्या संपूर्ण आर्थिक साखळीचा एक महत्त्वाचा भाग आहे, ज्यामुळे भौतिक खर्च कमी करण्यात, नैसर्गिक संसाधनांची बचत करण्यात आणि टाकाऊ पदार्थ टाळण्यास मदत होते. हानीकारक विल्हेवाट. स्क्रॅप सिमेंट कार्बाइडचा सामान्यतः एपीटी (अमोनियम पॅराटंगस्टेट) प्रक्रिया, जस्त पुनर्प्राप्ती प्रक्रिया किंवा क्रशिंगद्वारे पुन्हा वापर केला जाऊ शकतो. या "पुनर्प्रक्रिया केलेल्या" टंगस्टन कार्बाइड पावडरमध्ये सामान्यत: चांगले, अंदाजे घनता असते कारण त्यांचे पृष्ठभाग टंगस्टन कार्बायझिंग प्रक्रियेद्वारे थेट बनवलेल्या टंगस्टन कार्बाइड पावडरपेक्षा लहान असते.

टंगस्टन कार्बाइड पावडर आणि मेटल बॉन्डच्या मिश्र पीसण्याच्या प्रक्रियेची परिस्थिती देखील महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया मापदंड आहेत. बॉल मिलिंग आणि मायक्रोमिलिंग या दोन सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या मिलिंग तंत्र आहेत. दोन्ही प्रक्रिया मिल्ड पावडरचे एकसमान मिश्रण आणि कण आकार कमी करण्यास सक्षम करतात. नंतर दाबलेल्या वर्कपीसला पुरेशी ताकद मिळण्यासाठी, वर्कपीसचा आकार टिकवून ठेवण्यासाठी आणि ऑपरेशनसाठी वर्कपीस उचलण्यासाठी ऑपरेटर किंवा मॅनिपुलेटरला सक्षम करण्यासाठी, ग्राइंडिंग दरम्यान सेंद्रिय बाईंडर जोडणे आवश्यक आहे. या बाँडची रासायनिक रचना दाबलेल्या वर्कपीसची घनता आणि ताकद प्रभावित करू शकते. हाताळणी सुलभ करण्यासाठी, उच्च शक्तीचे बाइंडर जोडण्याचा सल्ला दिला जातो, परंतु याचा परिणाम कमी कॉम्पॅक्शन घनता होतो आणि गुठळ्या तयार होऊ शकतात ज्यामुळे अंतिम उत्पादनामध्ये दोष निर्माण होऊ शकतात.

मिलिंग केल्यानंतर, पावडर सहसा सेंद्रीय बाइंडरद्वारे एकत्र ठेवलेल्या मुक्त-वाहणारे समूह तयार करण्यासाठी स्प्रे-वाळवले जाते. सेंद्रिय बाईंडरची रचना समायोजित करून, या समुच्चयांची प्रवाहक्षमता आणि चार्ज घनता इच्छेनुसार तयार केली जाऊ शकते. खडबडीत किंवा बारीक कणांची तपासणी करून, मोल्ड पोकळीमध्ये लोड केल्यावर चांगला प्रवाह सुनिश्चित करण्यासाठी एग्लोमेरेटचे कण आकाराचे वितरण आणखी तयार केले जाऊ शकते.

वर्कपीस उत्पादन

कार्बाइड वर्कपीस विविध प्रक्रिया पद्धतींद्वारे तयार केले जाऊ शकतात. वर्कपीसचा आकार, आकार जटिलतेची पातळी आणि उत्पादन बॅच यावर अवलंबून, बहुतेक कटिंग इन्सर्ट टॉप- आणि बॉटम-प्रेशर रिजिड डायज वापरून मोल्ड केले जातात. प्रत्येक दाबताना वर्कपीसचे वजन आणि आकाराचे सातत्य राखण्यासाठी, पोकळीत वाहणाऱ्या पावडरचे प्रमाण (वस्तुमान आणि खंड) तंतोतंत समान आहे याची खात्री करणे आवश्यक आहे. पावडरची तरलता मुख्यत्वे ऍग्लोमेरेट्सचे आकार वितरण आणि सेंद्रिय बाईंडरच्या गुणधर्मांद्वारे नियंत्रित केली जाते. मोल्ड केलेल्या वर्कपीसेस (किंवा "रिक्त") मोल्ड पोकळीमध्ये लोड केलेल्या पावडरवर 10-80 ksi (किलो पौंड प्रति चौरस फूट) चा मोल्डिंग प्रेशर लावून तयार होतात.

अत्यंत उच्च मोल्डिंग प्रेशरमध्येही, कठोर टंगस्टन कार्बाइडचे कण विकृत किंवा तुटणार नाहीत, परंतु सेंद्रिय बाइंडर टंगस्टन कार्बाइड कणांमधील अंतरांमध्ये दाबले जाते, ज्यामुळे कणांची स्थिती निश्चित होते. दबाव जितका जास्त असेल तितका टंगस्टन कार्बाइड कणांचे बंधन अधिक घट्ट होईल आणि वर्कपीसची कॉम्पॅक्शन घनता जास्त असेल. मेटॅलिक बाइंडरची सामग्री, टंगस्टन कार्बाइड कणांचा आकार आणि आकार, एकत्रीकरणाची डिग्री आणि सेंद्रिय बाईंडरची रचना आणि जोड यावर अवलंबून सिमेंट कार्बाइड पावडरच्या ग्रेडचे मोल्डिंग गुणधर्म बदलू शकतात. सिमेंटेड कार्बाइड पावडरच्या ग्रेड्सच्या कॉम्पॅक्शन गुणधर्मांबद्दल परिमाणात्मक माहिती प्रदान करण्यासाठी, मोल्डिंग घनता आणि मोल्डिंग प्रेशर यांच्यातील संबंध सहसा पावडर उत्पादकाद्वारे डिझाइन आणि तयार केले जातात. ही माहिती सुनिश्चित करते की पुरवठा केलेला पावडर टूल उत्पादकाच्या मोल्डिंग प्रक्रियेशी सुसंगत आहे.

मोठ्या आकाराच्या कार्बाइड वर्कपीसेस किंवा उच्च गुणोत्तर असलेल्या कार्बाइड वर्कपीसेस (जसे की एंड मिल्स आणि ड्रिलसाठी शॅन्क्स) सामान्यत: लवचिक पिशवीमध्ये कार्बाइड पावडरच्या समान दाबल्या जाणार्या ग्रेडपासून तयार केल्या जातात. संतुलित दाबण्याच्या पद्धतीचे उत्पादन चक्र मोल्डिंग पद्धतीपेक्षा मोठे असले तरी, साधनाचा उत्पादन खर्च कमी असतो, त्यामुळे ही पद्धत लहान बॅचच्या उत्पादनासाठी अधिक योग्य आहे.

या प्रक्रियेची पद्धत म्हणजे पावडर पिशवीत टाकणे, आणि पिशवीचे तोंड बंद करणे, आणि नंतर पावडरने भरलेली पिशवी एका चेंबरमध्ये ठेवणे आणि दाबण्यासाठी हायड्रॉलिक उपकरणाद्वारे 30-60ksi चा दाब लावणे. दाबलेल्या वर्कपीस अनेकदा सिंटरिंगच्या अगोदर विशिष्ट भूमितीमध्ये मशीन केल्या जातात. कॉम्पॅक्शन दरम्यान वर्कपीसचे संकोचन सामावून घेण्यासाठी आणि ग्राइंडिंग ऑपरेशन्ससाठी पुरेसे मार्जिन देण्यासाठी सॅकचा आकार मोठा केला जातो. वर्कपीस दाबल्यानंतर त्यावर प्रक्रिया करणे आवश्यक असल्याने, चार्जिंगच्या सुसंगततेसाठी आवश्यकता मोल्डिंग पद्धतीप्रमाणे कठोर नाहीत, परंतु तरीही प्रत्येक वेळी समान प्रमाणात पावडर बॅगमध्ये लोड केली जाईल याची खात्री करणे इष्ट आहे. पावडरची चार्जिंग घनता खूप लहान असल्यास, यामुळे पिशवीमध्ये अपुरी पावडर होऊ शकते, परिणामी वर्कपीस खूप लहान असेल आणि स्क्रॅप करावे लागेल. पावडरची लोडिंग घनता खूप जास्त असल्यास आणि पिशवीत भरलेली पावडर खूप जास्त असल्यास, वर्कपीस दाबल्यानंतर अधिक पावडर काढण्यासाठी त्यावर प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे. जरी जास्तीची पावडर काढून टाकलेली आणि स्क्रॅप केलेल्या वर्कपीसचा पुनर्वापर केला जाऊ शकतो, असे केल्याने उत्पादकता कमी होते.

कार्बाइड वर्कपीस एक्सट्रुजन डायज किंवा इंजेक्शन डायज वापरून देखील तयार केले जाऊ शकतात. एक्सट्रूझन मोल्डिंग प्रक्रिया अक्षीय सममितीय आकाराच्या वर्कपीसच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी अधिक योग्य आहे, तर इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया सामान्यतः जटिल आकाराच्या वर्कपीसच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी वापरली जाते. दोन्ही मोल्डिंग प्रक्रियेत, सिमेंटेड कार्बाइड पावडरचे ग्रेड सेंद्रिय बाईंडरमध्ये निलंबित केले जातात जे सिमेंटेड कार्बाइड मिश्रणास टूथपेस्ट सारखी सुसंगतता देते. कंपाऊंड नंतर एकतर छिद्रातून बाहेर काढले जाते किंवा तयार होण्यासाठी पोकळीत इंजेक्शन दिले जाते. सिमेंटेड कार्बाइड पावडरच्या दर्जाची वैशिष्ट्ये मिश्रणामध्ये बाइंडरसाठी पावडरचे इष्टतम गुणोत्तर निर्धारित करतात आणि पोकळीमध्ये एक्सट्रूजन होल किंवा इंजेक्शनद्वारे मिश्रणाच्या प्रवाहक्षमतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पाडतात.

मोल्डिंग, आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग, एक्सट्रूजन किंवा इंजेक्शन मोल्डिंगद्वारे वर्कपीस तयार झाल्यानंतर, अंतिम सिंटरिंग स्टेजपूर्वी वर्कपीसमधून सेंद्रिय बाईंडर काढून टाकणे आवश्यक आहे. सिंटरिंग वर्कपीसमधून सच्छिद्रता काढून टाकते, ज्यामुळे ते पूर्णपणे (किंवा लक्षणीय) दाट होते. सिंटरिंग दरम्यान, प्रेस-निर्मित वर्कपीसमधील धातूचा बंध द्रव बनतो, परंतु केशिका शक्ती आणि कण जोडणीच्या एकत्रित क्रियेखाली वर्कपीस त्याचा आकार टिकवून ठेवते.

सिंटरिंग केल्यानंतर, वर्कपीस भूमिती समान राहते, परंतु परिमाण कमी केले जातात. सिंटरिंगनंतर आवश्यक वर्कपीस आकार मिळविण्यासाठी, साधनाची रचना करताना संकोचन दर विचारात घेणे आवश्यक आहे. प्रत्येक साधन तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या कार्बाइड पावडरचा दर्जा योग्य दाबाखाली कॉम्पॅक्ट केल्यावर योग्य संकोचन होण्यासाठी डिझाइन केलेला असणे आवश्यक आहे.

जवळजवळ सर्व प्रकरणांमध्ये, sintered workpiece नंतर sintering उपचार आवश्यक आहे. कटिंग टूल्सचा सर्वात मूलभूत उपचार म्हणजे कटिंग धार धारदार करणे. बऱ्याच साधनांना सिंटरिंगनंतर त्यांची भूमिती आणि परिमाण पीसणे आवश्यक आहे. काही साधनांना वरच्या आणि खालच्या ग्राइंडिंगची आवश्यकता असते; इतरांना पेरिफेरल ग्राइंडिंगची आवश्यकता असते (कटिंग एज धारदार न करता किंवा त्याशिवाय). ग्राइंडिंगपासून सर्व कार्बाइड चिप्स रिसायकल केल्या जाऊ शकतात.

वर्कपीस कोटिंग

बर्याच प्रकरणांमध्ये, तयार केलेल्या वर्कपीसला लेपित करणे आवश्यक आहे. कोटिंग वंगण आणि वाढीव कडकपणा प्रदान करते, तसेच सब्सट्रेटमध्ये प्रसार अडथळा, उच्च तापमानाच्या संपर्कात असताना ऑक्सिडेशन प्रतिबंधित करते. कोटिंगच्या कामगिरीसाठी सिमेंट कार्बाइड सब्सट्रेट महत्त्वपूर्ण आहे. मॅट्रिक्स पावडरचे मुख्य गुणधर्म तयार करण्याव्यतिरिक्त, मॅट्रिक्सच्या पृष्ठभागाचे गुणधर्म रासायनिक निवडीद्वारे आणि सिंटरिंग पद्धत बदलून देखील तयार केले जाऊ शकतात. कोबाल्टच्या स्थलांतरामुळे, उर्वरित वर्कपीसच्या सापेक्ष 20-30 μm जाडीमध्ये ब्लेडच्या पृष्ठभागाच्या सर्वात बाहेरील थरामध्ये अधिक कोबाल्ट समृद्ध केले जाऊ शकते, ज्यामुळे थराच्या पृष्ठभागाला अधिक मजबूती आणि कडकपणा मिळतो. विकृतीला प्रतिरोधक.

त्यांच्या स्वतःच्या उत्पादन प्रक्रियेच्या आधारावर (जसे की डीवॅक्सिंग पद्धत, हीटिंग रेट, सिंटरिंग वेळ, तापमान आणि कार्ब्युरिझिंग व्होल्टेज), टूल उत्पादकाला सिमेंटेड कार्बाइड पावडरच्या ग्रेडसाठी काही विशेष आवश्यकता असू शकतात. काही टूलमेकर व्हॅक्यूम भट्टीत वर्कपीस सिंटर करू शकतात, तर काही हॉट आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग (HIP) सिंटरिंग फर्नेस (जे प्रक्रिया चक्राच्या शेवटी वर्कपीसवर कोणतेही अवशेष काढून टाकण्यासाठी दबाव टाकते) वापरू शकतात. वर्कपीसची घनता वाढवण्यासाठी व्हॅक्यूम फर्नेसमध्ये सिंट केलेल्या वर्कपीसना अतिरिक्त प्रक्रियेद्वारे गरम आयसोस्टॅटिकली दाबण्याची देखील आवश्यकता असू शकते. काही साधन उत्पादक कमी कोबाल्ट सामग्री असलेल्या मिश्रणाची सिंटर घनता वाढवण्यासाठी उच्च व्हॅक्यूम सिंटरिंग तापमान वापरू शकतात, परंतु हा दृष्टिकोन त्यांच्या सूक्ष्म संरचना खडबडीत करू शकतो. बारीक धान्याचा आकार राखण्यासाठी, टंगस्टन कार्बाइडचे लहान कण असलेले पावडर निवडले जाऊ शकतात. विशिष्ट उत्पादन उपकरणांशी जुळण्यासाठी, सिमेंटयुक्त कार्बाइड पावडरमधील कार्बन सामग्रीसाठी डीवॅक्सिंग परिस्थिती आणि कार्ब्युरिझिंग व्होल्टेजच्या वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात.

ग्रेड वर्गीकरण

विविध प्रकारचे टंगस्टन कार्बाइड पावडर, मिश्रणाची रचना आणि मेटल बाइंडरची सामग्री, धान्य वाढ रोखण्याचे प्रकार आणि प्रमाण इत्यादींचे संयोजन बदल, विविध प्रकारचे सिमेंट कार्बाइड ग्रेड तयार करतात. हे पॅरामीटर्स सिमेंट कार्बाइडचे मायक्रोस्ट्रक्चर आणि त्याचे गुणधर्म निर्धारित करतील. गुणधर्मांचे काही विशिष्ट संयोजन काही विशिष्ट प्रक्रिया अनुप्रयोगांसाठी प्राधान्य बनले आहे, ज्यामुळे विविध सिमेंटयुक्त कार्बाइड ग्रेडचे वर्गीकरण करणे अर्थपूर्ण बनले आहे.

मशीनिंग ऍप्लिकेशन्ससाठी दोन सर्वात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या कार्बाइड वर्गीकरण प्रणाली म्हणजे C पदनाम प्रणाली आणि ISO पदनाम प्रणाली. सिमेंट कार्बाइड ग्रेडच्या निवडीवर परिणाम करणारे भौतिक गुणधर्म दोन्हीपैकी कोणतीही प्रणाली पूर्णपणे परावर्तित करत नसली तरी, ते चर्चेसाठी प्रारंभ बिंदू प्रदान करतात. प्रत्येक वर्गीकरणासाठी, बऱ्याच उत्पादकांचे स्वतःचे विशेष ग्रेड असतात, परिणामी कार्बाइड ग्रेडची विविधता असते.

कार्बाइड ग्रेड देखील रचनानुसार वर्गीकृत केले जाऊ शकतात. टंगस्टन कार्बाइड (WC) ग्रेड तीन मूलभूत प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकतात: साधे, मायक्रोक्रिस्टलाइन आणि मिश्रित. सिम्प्लेक्स ग्रेडमध्ये प्रामुख्याने टंगस्टन कार्बाइड आणि कोबाल्ट बाइंडर असतात, परंतु त्यामध्ये कमी प्रमाणात धान्य वाढ अवरोधक देखील असू शकतात. मायक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड टंगस्टन कार्बाइड आणि कोबाल्ट बाइंडरचा बनलेला आहे ज्यामध्ये व्हॅनेडियम कार्बाइड (VC) आणि (किंवा) क्रोमियम कार्बाइड (Cr3C2) च्या हजारव्या भागासह जोडले गेले आहे, आणि त्याच्या धान्याचा आकार 1 μm किंवा त्याहून कमी असू शकतो. मिश्र धातुचे ग्रेड टंगस्टन कार्बाइड आणि कोबाल्ट बाइंडरचे बनलेले असतात ज्यात काही टक्के टायटॅनियम कार्बाइड (TiC), टँटलम कार्बाइड (TaC), आणि niobium carbide (NbC) असतात. या जोडांना त्यांच्या सिंटरिंग गुणधर्मांमुळे क्यूबिक कार्बाइड असेही म्हणतात. परिणामी मायक्रोस्ट्रक्चर एक असमानित तीन-टप्प्याचे संरचना प्रदर्शित करते.

1) साधे कार्बाइड ग्रेड

मेटल कटिंगसाठी या ग्रेडमध्ये सामान्यतः 3% ते 12% कोबाल्ट (वजनानुसार) असते. टंगस्टन कार्बाइड धान्यांची आकारमान श्रेणी साधारणतः 1-8 μm दरम्यान असते. इतर श्रेणींप्रमाणेच, टंगस्टन कार्बाइडच्या कणांचा आकार कमी केल्याने त्याची कडकपणा आणि ट्रान्सव्हर्स फाटण्याची ताकद (TRS) वाढते, परंतु त्याचा कडकपणा कमी होतो. शुद्ध प्रकारची कठोरता सामान्यतः HRA89-93.5 दरम्यान असते; आडवा फुटण्याची ताकद सहसा 175-350ksi दरम्यान असते. या ग्रेडच्या पावडरमध्ये मोठ्या प्रमाणात पुनर्नवीनीकरण केलेली सामग्री असू शकते.

सी ग्रेड सिस्टीममध्ये साध्या प्रकारचे ग्रेड C1-C4 मध्ये विभागले जाऊ शकतात आणि ISO ग्रेड सिस्टीममधील K, N, S आणि H ग्रेड सिरीजनुसार वर्गीकृत केले जाऊ शकतात. इंटरमीडिएट गुणधर्मांसह सिम्प्लेक्स ग्रेड्सचे सामान्य-उद्देशीय ग्रेड (जसे की C2 किंवा K20) म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकते आणि ते टर्निंग, मिलिंग, प्लॅनिंग आणि कंटाळवाणे यासाठी वापरले जाऊ शकते; लहान धान्य आकार किंवा कमी कोबाल्ट सामग्री आणि उच्च कडकपणा असलेले ग्रेड फिनिशिंग ग्रेड म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकतात (जसे की C4 किंवा K01); मोठे धान्य आकार किंवा जास्त कोबाल्ट सामग्री आणि चांगले कडकपणा असलेले ग्रेड रफिंग ग्रेड (जसे की C1 किंवा K30) म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकतात.

कास्ट आयर्न, 200 आणि 300 सीरीजचे स्टेनलेस स्टील, ॲल्युमिनियम आणि इतर नॉन-फेरस धातू, सुपरऑलॉय आणि कडक स्टील्स मशीनिंगसाठी सिम्प्लेक्स ग्रेडमध्ये बनवलेल्या टूल्सचा वापर केला जाऊ शकतो. हे ग्रेड नॉन-मेटल कटिंग ऍप्लिकेशन्समध्ये देखील वापरले जाऊ शकतात (उदा. खडक आणि भूगर्भीय ड्रिलिंग टूल्स) आणि या ग्रेडमध्ये 1.5-10μm (किंवा मोठ्या) च्या धान्य आकाराची श्रेणी आणि 6%-16% कोबाल्ट सामग्री आहे. साध्या कार्बाइड ग्रेडचा आणखी एक नॉन-मेटल कटिंग वापर म्हणजे डाय आणि पंच तयार करणे. या ग्रेडमध्ये सामान्यतः 16%-30% कोबाल्ट सामग्रीसह मध्यम धान्य आकार असतो.

(2) मायक्रोक्रिस्टलाइन सिमेंट कार्बाइड ग्रेड

अशा ग्रेडमध्ये सहसा 6% -15% कोबाल्ट असते. लिक्विड फेज सिंटरिंग दरम्यान, व्हॅनेडियम कार्बाइड आणि/किंवा क्रोमियम कार्बाइड जोडल्याने 1 μm पेक्षा कमी कण आकारासह एक बारीक धान्य रचना प्राप्त करण्यासाठी धान्याच्या वाढीवर नियंत्रण ठेवता येते. या बारीक-बारीक ग्रेडमध्ये 500ksi पेक्षा जास्त कडकपणा आणि आडवा फुटण्याची ताकद आहे. उच्च सामर्थ्य आणि पुरेशी कणखरता यांचे संयोजन या ग्रेड्सना मोठ्या सकारात्मक रेक अँगलचा वापर करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे कटिंग फोर्स कमी होतात आणि धातूच्या सामग्रीला धक्का देण्याऐवजी कापून पातळ चिप्स तयार होतात.

सिमेंटेड कार्बाइड पावडरच्या ग्रेडच्या उत्पादनातील विविध कच्च्या मालाची काटेकोर गुणवत्ता ओळखणे आणि मटेरियल मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये असाधारणपणे मोठे धान्य तयार होण्यापासून रोखण्यासाठी सिंटरिंग प्रक्रियेच्या परिस्थितीवर कठोर नियंत्रण ठेवून, योग्य भौतिक गुणधर्म प्राप्त करणे शक्य आहे. धान्याचा आकार लहान आणि एकसमान ठेवण्यासाठी, कच्चा माल आणि पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेवर पूर्ण नियंत्रण आणि विस्तृत गुणवत्ता चाचणी असल्यासच पुनर्नवीनीकरण पावडरचा वापर केला पाहिजे.

आयएसओ ग्रेड सिस्टीममधील एम ग्रेड सीरिजनुसार मायक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेडचे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. याव्यतिरिक्त, C ग्रेड प्रणाली आणि ISO ग्रेड प्रणालीमधील इतर वर्गीकरण पद्धती शुद्ध ग्रेड सारख्याच आहेत. मऊ वर्कपीस मटेरियल कापणारी टूल्स बनवण्यासाठी मायक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेडचा वापर केला जाऊ शकतो, कारण टूलची पृष्ठभाग अतिशय गुळगुळीत मशीन केली जाऊ शकते आणि अत्यंत तीक्ष्ण कटिंग धार राखू शकते.

मायक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेडचा वापर निकेल-आधारित सुपरॲलॉय मशीनसाठी देखील केला जाऊ शकतो, कारण ते 1200°C पर्यंत कटिंग तापमानाचा सामना करू शकतात. सुपरऑलॉय आणि इतर विशेष सामग्रीच्या प्रक्रियेसाठी, मायक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड टूल्स आणि रुथेनियम असलेली शुद्ध ग्रेड टूल्सचा वापर एकाच वेळी त्यांच्या पोशाख प्रतिरोध, विकृती प्रतिरोध आणि कडकपणा सुधारू शकतो. कातरणे ताण निर्माण करणारे ड्रिल सारख्या फिरत्या साधनांच्या निर्मितीसाठी मायक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड देखील योग्य आहेत. सिमेंट कार्बाइडच्या संमिश्र ग्रेडचे बनवलेले ड्रिल आहे. त्याच ड्रिलच्या विशिष्ट भागांमध्ये, सामग्रीमधील कोबाल्ट सामग्री बदलते, ज्यामुळे प्रक्रियेच्या गरजेनुसार ड्रिलची कडकपणा आणि कडकपणा अनुकूल केला जातो.

(3) मिश्र धातु प्रकार सिमेंट कार्बाइड ग्रेड

हे ग्रेड मुख्यतः स्टीलचे भाग कापण्यासाठी वापरले जातात आणि त्यांच्यातील कोबाल्ट सामग्री सामान्यतः 5%-10% असते आणि धान्य आकार 0.8-2μm पर्यंत असतो. 4%-25% टायटॅनियम कार्बाइड (TiC) जोडून, ​​टंगस्टन कार्बाइड (WC) ची स्टील चिप्सच्या पृष्ठभागावर पसरण्याची प्रवृत्ती कमी केली जाऊ शकते. 25% टँटॅलम कार्बाइड (TaC) आणि niobium carbide (NbC) जोडून टूल स्ट्रेंथ, क्रेटर वेअर रेझिस्टन्स आणि थर्मल शॉक रेझिस्टन्स सुधारला जाऊ शकतो. अशा क्यूबिक कार्बाइड्सच्या जोडणीमुळे टूलचा लाल कडकपणा देखील वाढतो, ज्यामुळे हेवी कटिंग किंवा इतर ऑपरेशन्समध्ये टूलचे थर्मल विरूपण टाळण्यास मदत होते जेथे कटिंग धार उच्च तापमान निर्माण करेल. याव्यतिरिक्त, टायटॅनियम कार्बाइड सिंटरिंग दरम्यान न्यूक्लिएशन साइट प्रदान करू शकते, वर्कपीसमध्ये क्यूबिक कार्बाइड वितरणाची एकसमानता सुधारते.

सर्वसाधारणपणे, मिश्र धातु-प्रकारच्या सिमेंटेड कार्बाइड ग्रेडची कठोरता श्रेणी HRA91-94 आहे, आणि ट्रान्सव्हर्स फ्रॅक्चर ताकद 150-300ksi आहे. शुद्ध ग्रेडच्या तुलनेत, मिश्रधातूच्या ग्रेडमध्ये खराब पोशाख प्रतिरोध आणि कमी ताकद असते, परंतु चिकट पोशाखांना चांगला प्रतिकार असतो. मिश्रधातूचे ग्रेड सी ग्रेड सिस्टीममध्ये C5-C8 मध्ये विभागले जाऊ शकतात आणि ISO ग्रेड सिस्टीममध्ये P आणि M ग्रेड सिरीजनुसार वर्गीकृत केले जाऊ शकतात. इंटरमीडिएट गुणधर्मांसह मिश्र धातुचे ग्रेड सामान्य उद्देश ग्रेड म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकतात (जसे की C6 किंवा P30) आणि ते टर्निंग, टॅपिंग, प्लॅनिंग आणि मिलिंगसाठी वापरले जाऊ शकतात. टर्निंग आणि कंटाळवाण्या ऑपरेशन्ससाठी सर्वात कठीण ग्रेड फिनिशिंग ग्रेड (जसे की C8 आणि P01) म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकतात. आवश्यक कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध मिळविण्यासाठी या ग्रेडमध्ये सामान्यत: लहान धान्य आकार आणि कमी कोबाल्ट सामग्री असते. तथापि, अधिक क्यूबिक कार्बाइड जोडून समान सामग्री गुणधर्म मिळवता येतात. सर्वात जास्त कडकपणा असलेले ग्रेड रफिंग ग्रेड म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकतात (उदा. C5 किंवा P50). या ग्रेडमध्ये सामान्यत: मध्यम धान्याचा आकार आणि उच्च कोबाल्ट सामग्री असते, ज्यामध्ये क्यूबिक कार्बाइड्सची कमी प्रमाणात भर घालून क्रॅकची वाढ रोखून इच्छित कडकपणा प्राप्त होतो. व्यत्ययित टर्निंग ऑपरेशन्समध्ये, उपकरणाच्या पृष्ठभागावर उच्च कोबाल्ट सामग्रीसह वर नमूद केलेल्या कोबाल्ट-समृद्ध ग्रेडचा वापर करून कटिंग कार्यप्रदर्शन आणखी सुधारले जाऊ शकते.

कमी टायटॅनियम कार्बाइड सामग्रीसह मिश्र धातुचे ग्रेड स्टेनलेस स्टील आणि निंदनीय लोह मशीनिंगसाठी वापरले जातात, परंतु निकेल-आधारित सुपरॲलॉयसारख्या नॉन-फेरस धातूंच्या मशीनिंगसाठी देखील वापरले जाऊ शकतात. या ग्रेडचे धान्य आकार सामान्यतः 1 μm पेक्षा कमी असते आणि कोबाल्ट सामग्री 8% -12% असते. M10 सारख्या कठिण ग्रेडचा वापर निंदनीय लोखंडी वळणासाठी केला जाऊ शकतो; M40 सारख्या कठीण ग्रेडचा वापर स्टील मिलिंग आणि प्लानिंगसाठी किंवा स्टेनलेस स्टील किंवा सुपरॲलॉय बदलण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

मिश्र धातु-प्रकारचे सिमेंट कार्बाइड ग्रेड देखील धातू नसलेल्या कटिंगसाठी वापरले जाऊ शकतात, मुख्यतः पोशाख-प्रतिरोधक भागांच्या निर्मितीसाठी. या ग्रेडचा कण आकार सामान्यतः 1.2-2 μm असतो आणि कोबाल्ट सामग्री 7%-10% असते. या ग्रेडचे उत्पादन करताना, पुनर्नवीनीकरण केलेल्या कच्च्या मालाची उच्च टक्केवारी सहसा जोडली जाते, परिणामी पोशाख भागांच्या अनुप्रयोगांमध्ये उच्च किंमत-प्रभावीता येते. परिधान भागांना चांगला गंज प्रतिकार आणि उच्च कडकपणा आवश्यक असतो, जे या ग्रेड तयार करताना निकेल आणि क्रोमियम कार्बाइड जोडून मिळवता येतात.

साधन उत्पादकांच्या तांत्रिक आणि आर्थिक गरजा पूर्ण करण्यासाठी, कार्बाइड पावडर हा मुख्य घटक आहे. टूल उत्पादकांच्या मशीनिंग उपकरणे आणि प्रक्रिया पॅरामीटर्ससाठी डिझाइन केलेले पावडर तयार वर्कपीसचे कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करतात आणि परिणामी शेकडो कार्बाइड ग्रेड प्राप्त झाले आहेत. कार्बाइड सामग्रीचे पुनर्वापर करण्यायोग्य स्वरूप आणि पावडर पुरवठादारांसोबत थेट कार्य करण्याची क्षमता टूलमेकर्सना त्यांच्या उत्पादनाची गुणवत्ता आणि सामग्री खर्च प्रभावीपणे नियंत्रित करण्यास अनुमती देते.