Průvodce matricí z karbidu wolframu: Typy, třídy, design a tipy pro použití

Pokud trávíte svůj pracovní den kolem lisů, studených hlaviček nebo kreslicích lavic, už víte, jaký rozdíl přináší dobrá matrice. Zápustka z karbidu wolframu může vykonat stovky tisíc zdvihů, než si vyžádá pozornost, což je přesně důvod, proč nyní tolik výrobců specifikuje karbid pro své nejnáročnější tvářecí a řezací operace. Naše společnost vyrábí díly ze slinutého karbidu v Changzhou od roku 1990 a v tomto článku bychom se rádi podělili o to, co jsme se dozvěděli o tom, co tyto raznice jsou, jak se vyrábějí a jak z nich získat co nejdelší životnost.

Co je zápustka z karbidu wolframu?

A matrice z karbidu wolframu je nástroj, jehož pracovní dutina nebo řezná hrana jsou vyrobeny ze slinutého karbidu spíše než z nástrojové oceli. Materiál je kompozit: tvrdá zrna karbidu wolframu jsou spojena měkčím kovovým pojivem, obvykle kobaltem. Vyrábí se smícháním prášku, jeho lisováním do tvaru blízkého hotovému dílu a sintrováním při zhruba 1400 stupních Celsia, načež se polotovar brousí a leští do konečných rozměrů.

Dvě vlastnosti činí karbid tak atraktivním pro zápustky. První je tvrdost, typicky mezi 1 400 a 1 900 HV, několikanásobně vyšší než u kalené nástrojové oceli, což se projevuje mimořádnou odolností proti opotřebení proti abrazivnímu plechu, drátu a pásku. Druhým je pevnost v tlaku, která umožňuje dutině odolat obrovskému tlaku lisování nebo tažení, aniž by se zhroutila.

Karbid však není tak houževnatý jako ocel. Jeho pevnost v tahu a nárazu je omezená, takže vložka matrice je téměř vždy namontována v ocelovém plášti, smršťovacím kroužku nebo kolébce, která udržuje karbid v tlaku a absorbuje nárazy. Pochopení tohoto partnerství mezi karbidovou břitovou destičkou a jejím ocelovým pouzdrem je prvním krokem směrem k matrici, která vydrží.

Jak se vyrábí matrice z karbidu wolframu

Každá kostka začíná jako prášek. Velikost částic karbidu wolframu, obsah kobaltu a cyklus lisování a slinování společně určují konečnou rovnováhu mezi tvrdostí a houževnatostí. Výroba obvykle probíhá takto:

1. Příprava prášku. Prášek karbidu wolframu se mele a mísí s kobaltem a malým množstvím inhibitorů růstu zrn, poté se suší rozprašováním na volně tekoucí granule.
2. Lisování. Granule se lisují v matrici nebo izostatickém lisu do zelené části, která je záměrně větší než hotová součást, protože slinováním dojde k jejímu smrštění.
3. Slinování. Díl se zahřívá ve vakuové nebo nízkotlaké peci, kde se kobalt stává tekutým a stahuje karbidová zrna k sobě do hustého tělesa téměř bez pórovitosti.
4. Dokončování. Diamantové broušení, drátové EDM, lapování a leštění přivádí dutinu do tolerancí měřených v mikronech.
5. Shromáždění. Tvrdokovová vložka je zalisována nebo smrštěna do svého ocelového prstence a hotová matrice je zkontrolována na soustřednost, tvrdost a povrchovou úpravu.

Na vybavení v těchto fázích nesmírně záleží. Když jsme v roce 2009 investovali do nízkotlakých slinovacích pecí a TPA lisů, bylo to právě proto, že důslednost při lisování a slinování je to, co odděluje formu, která si drží své rozměry po léta, od formy, která se po několika měsících posune.

Běžné typy zápustek z karbidu wolframu

Přestože se slovo „umřít“ v dílnách používá volně, produkty samotné spadají do rozpoznatelných rodin. Níže uvedená tabulka shrnuje ty nejběžnější a podmínky, které musí každý z nich přežít.

Blanking a razítkování je největší jednotlivá aplikace v naší vlastní knize objednávek. Tvrdokovová raznice je normálně postavena jako broušená a leštěná vložka zalisovaná do tvrzeného ocelového prstence s geometrií uspořádanou tak, aby pracovní zatížení udržovalo karbid v tlaku.

Razítko z karbidu wolframu pro stříhání odolné proti opotřebení Tato matrice z karbidu wolframu, vytvořená pro vysekávání a lisování, nabízí odolnost proti opotřebení, výkon při vysokých teplotách a přesnost potřebnou k udržení přesnosti matrice a podpoře efektivní výroby. Zobrazit produkt →

Výběr správné třídy karbidu

Pro každou kostku neexistuje jediná nejlepší známka. Výběr spočívá v několika proměnných, které se navzájem táhnou:

• Obsah kobaltu. Nízký obsah pojiva kolem 6 procent poskytuje maximální tvrdost a odolnost proti opotřebení, což vyhovuje velkoobjemovému stříhání tenkých plechů. Vyšší obsah 12 až 20 procent vyměňuje určitou tvrdost za houževnatost a je lepší volbou, když matrice zaznamená silný náraz.
• Velikost zrna. Submikronové třídy drží ostřejší hrany a odolávají abrazivnímu opotřebení, zatímco střední a hrubé třídy tlumí nárazy ladněji. Jemné zrno není automaticky lepší; jednoduše se lépe hodí k lehkému, rychlému a čistému řezání.
• Stav povrchu. Leštěný otvor snižuje tření při tažení a vytlačování, zatímco vybrané tvářecí nástroje těží z povrchových úprav, kde je problémem zadření.
• Pracovní teplota. Když je obrobek spíše horký než studený, tepelné cyklování přidává další rozměr výběru jakosti a výhody lisovnic z karbidu wolframu v aplikacích horkého ražení si zaslouží vlastní diskusi.

Praktickým pravidlem je zvolit nejnižší obsah kobaltu a nejjemnější zrnitost, která ještě přežije dopad vašeho lisu. Testování obou směrů u dodavatele je daleko levnější než objevování limitu ve výrobě.

Designové detaily, které rozhodují o životě

Mnoho předčasných selhání, které máme prošetřit, nejsou vůbec hmotnými problémy; jsou to problémy s designem nebo nastavením. Níže uvedené body představují většinu z nich.

• Odbavení. Příliš malá vůle odštípává řeznou hranu, příliš mnoho vytváří otřepy a válcované hrany. Karbid obecně preferuje o něco větší vůle než ocel.
• Podpora. Nikdy nenechávejte karbid bez podepření v tahu. Smršťovací kroužky a opěrné desky by měly vložku pod zatížením stlačit.
• Vstupní geometrie. Malý náběhový poloměr nebo zkosení vede obrobek a brání hraně, aby najednou přenesla plné zatížení.
• Zarovnání. Rovnoběžnost lisu, vedení matrice a vyrovnání beranu ovlivňují matrici stejně jako matrice ovlivňuje součást.
• Mazání. Adekvátní mazání kontroluje třecí teplo a snižuje zadření na karbidovém povrchu.

Údržba, která se vyplatí

Tvrdokovové matrice jsou odolné, ale nejsou nezničitelné a malé návyky mají velký vliv na životnost nástroje.

• Kontrolujte pracovní hrany v pevných intervalech místo čekání, až se objeví problém s kvalitou.
• Zaznamenávejte počty zdvihů a historii přebrušování, aby bylo možné opotřebení spíše předvídat, než objevovat.
• Odstraňte úlomky, otřepy a nečistoty dříve, než označí dutinu nebo pás.
• Znovu lapujte nebo přebrušujte v malých, kontrolovaných krocích, protože každé přebroušení spotřebuje část dostupné hrany.
• Zápustky skladujte s lehkým ochranným filmem a kroužkem, který chrání otvor nebo řeznou hranu.

Zápustka, která je udržována podle plánu, obvykle poskytuje mnohem více zdvihů na břitovou destičku než zápustka, která je opravena až poté, co selže.

Spolupráce s výrobcem matric, který rozumí vašemu procesu

Protože lisujeme, spékáme a brousíme vlastní karbid, můžeme ovládat proměnné, které rozhodují o tom, zda bude matrice fungovat na vašem lisu. Naše výroba je organizována podle systémů řízení ISO 9001 a ISO 14001 a naše přesné nástroje jsou vyráběny podle mezinárodně uznávaných norem pro rozměrovou přesnost a konzistenci šarží.

Tato vertikální kontrola je pro matrice důležitá, protože malá změna v obsahu pojiva nebo slinovacím cyklu se projeví přímo v životnosti matrice. Kromě tvářecích zápustek vyrábíme také řeznou stránku procesu, včetně nožů pro ořezávání, stříhání a řezání vyrobených stejnou karbidovou technologií, takže zákazník může získat tvářecí nástroj a řezný nástroj od jednoho partnera.

Řezný kotouč z karbidu wolframu pro ořezávání a stříhání Tento řezný kotouč vyrobený stejnou karbidovou technologií jako formovací nástroje společnosti podporuje ořezávání, stříhání a řezání a zároveň pomáhá dosahovat rozměrové přesnosti a kvality povrchu. Zobrazit produkt →

Pokud se stále rozhodujete, která produktová řada se hodí pro váš provoz, naše kompletní řada produktů z karbidu wolframu poskytuje rychlý přehled o všem, co vyrábíme.

Nakonec, matrice z karbidu wolframu je jednoduchý nápad provedený s velkou přesností: extrémně tvrdý materiál, uložený do tlaku, vedený pečlivým designem a udržovaný disciplinovaně. Uveďte tyto čtyři věci správně a kostka se tiše mnohonásobně zaplatí. Pokud si chcete promluvit o konkrétní aplikaci, ať už jde o vysekávání tenkých plechů, tažení drátu nebo tvarování spojovacích prvků, náš tým vždy rád porovná poznámky s lidmi, kteří provozují lisy.