Węglik spiekany – właściwości, gatunki, obróbka i dobór półfabrykatów
Węglik spiekany jest materiałem kompozytowym stosowanym przede wszystkim w produkcji narzędzi skrawających oraz części wymagających wysokiej odporności na ścieranie, dużej sztywności i stabilności wymiarowej. Powstaje metodami metalurgii proszków przez połączenie twardej fazy węglikowej ze spoiwem metalicznym, najczęściej kobaltem. Właściwości gotowego materiału zależą między innymi od rodzaju węglika, wielkości ziarna, zawartości spoiwa, dodatków stopowych oraz technologii prasowania i spiekania.
Węglik spiekany nie jest jednym uniwersalnym materiałem. Poszczególne gatunki różnią się twardością, odpornością na zużycie, wytrzymałością na zginanie, udarnością oraz podatnością na wykruszenia. Wybór najtwardszego dostępnego gatunku nie zawsze zapewnia najlepszy rezultat. Materiał powinien zostać dopasowany do rodzaju narzędzia lub części, charakteru obciążenia, temperatury pracy, występowania uderzeń i drgań, a także do planowanej technologii dalszej obróbki.
Tradensa oferuje kompletne pręty, blanki, półfabrykaty i części z węglika spiekanego do produkcji narzędzi skrawających, elementów roboczych i części odpornych na zużycie. Zakres obejmuje zarówno produkty standardowe, jak i wykonania specjalne przygotowywane według rysunku technicznego klienta.
Węglik spiekany do produkcji narzędzi skrawających
Jednym z najważniejszych zastosowań węglika spiekanego jest produkcja monolitycznych narzędzi skrawających VHM. Z materiału tego wykonywane są frezy trzpieniowe, wiertła, rozwiertaki, grawery, mikronarzędzia, narzędzia stopniowane oraz konstrukcje specjalne projektowane do konkretnego procesu obróbczego.
Podstawowym półfabrykatem wykorzystywanym przez producentów narzędzi są pełne pręty z węglika spiekanego. Są przeznaczone do produkcji narzędzi niewymagających wewnętrznego doprowadzenia chłodziwa. Mogą być dostarczane jako pręty surowe, szlifowane lub polerowane, w długościach standardowych albo przycięte do wymiaru potrzebnego do wykonania konkretnego narzędzia. Dobór gatunku zależy od obrabianego materiału, geometrii narzędzia, warunków pracy i oczekiwanej odporności krawędzi na zużycie.
W przypadku frezów, wierteł i rozwiertaków wymagających wewnętrznego doprowadzenia chłodziwa stosuje się pręty z węglika spiekanego z kanałami chłodzącymi. Dostępne są wykonania z kanałem centralnym, kanałami prostymi oraz kanałami spiralnymi. Liczba kanałów, ich średnica, rozstaw i skok spirali powinny zostać dopasowane do średnicy narzędzia, geometrii rowków wiórowych i planowanego sposobu prowadzenia chłodziwa. Pręty mogą być dostarczane w wykonaniu surowym, szlifowanym lub polerowanym.
Do produkcji bardziej rozbudowanych narzędzi wykorzystywane są blanki VHM i półfabrykaty do narzędzi skrawających. Przygotówki mogą mieć wykonane stopnie, fazy, średnice specjalne, powierzchnie Weldon, preszlif chwytu lub kanały chłodzące. Półfabrykat zbliżony do końcowego kształtu narzędzia ogranicza ilość materiału usuwanego podczas szlifowania, zmniejsza zużycie ściernic i pozwala lepiej wykorzystać czas pracy szlifierki narzędziowej.
Przy doborze pręta lub blanku znaczenie mają nie tylko jego średnica i długość. Należy uwzględnić również:
- gatunek i wielkość ziarna węglika;
- tolerancję średnicy i prostoliniowość;
- stan powierzchni półfabrykatu;
- rozmieszczenie kanałów chłodzących;
- przewidziany naddatek na szlifowanie;
- rodzaj produkowanego narzędzia;
- materiał, który będzie obrabiany gotowym narzędziem.
Listwy, płytki, płaskowniki i bloki z węglika spiekanego
Oferta węglika spiekanego nie ogranicza się do okrągłych prętów narzędziowych. Listwy, płytki, płaskowniki i bloki z węglika spiekanego są stosowane do produkcji form, matryc, wykrojników, stempli, elementów prowadzących, części roboczych oraz narzędzi narażonych na intensywne zużycie.
Półfabrykaty mogą być dostarczane w wykonaniu surowym lub szlifowanym, w wymiarach standardowych albo przygotowanych według dokumentacji technicznej. Dobór gatunku zależy od geometrii części, sposobu jej obciążenia, wymaganej odporności na ścieranie, możliwości występowania udarów oraz planowanej obróbki, na przykład szlifowania lub EDM.
Węglikowe listwy, płytki i bloki mogą być wykorzystywane między innymi do wykonywania:
- stempli i matryc;
- wykrojników i elementów formujących;
- prowadnic i elementów ślizgowych;
- wkładek odpornych na ścieranie;
- części narzędzi do obróbki plastycznej;
- elementów przeznaczonych do dalszej obróbki elektroerozyjnej;
- części roboczych maszyn i urządzeń przemysłowych.
Części specjalne i elementy odporne na zużycie
Dla zastosowań, w których standardowy półfabrykat wymagałby usunięcia dużej ilości materiału albo nie pozwalałby uzyskać potrzebnej geometrii, dostępne są półfabrykaty i części specjalne z węglika spiekanego.
Zakres może obejmować tuleje, pierścienie, dysze, kołki, wkładki, elementy cylindryczne, części prowadzące, komponenty narzędzi oraz elementy pracujące w kontakcie z materiałem ściernym. Produkt może zostać dostarczony jako surowy półfabrykat z naddatkiem, element wstępnie przygotowany do dalszej obróbki albo gotowa część szlifowana według rysunku.
Przy doborze materiału do części odpornych na zużycie należy określić:
- rodzaj kontaktu i mechanizm zużycia;
- występowanie uderzeń lub obciążeń zmiennych;
- temperaturę pracy;
- kontakt z cieczami, proszkami lub materiałami ściernymi;
- wymagania dotyczące tolerancji i chropowatości;
- sposób mocowania części w zespole;
- możliwość regeneracji lub wymiany elementu roboczego.
Zęby węglikowe do pił
Osobną grupę stanowią zęby z węglika spiekanego do pił. Są przeznaczone do produkcji oraz regeneracji pił tarczowych, taśmowych i otwornic. W zależności od gatunku węglika, geometrii ostrza i konstrukcji piły mogą być stosowane do cięcia drewna i materiałów drewnopochodnych, aluminium, metali nieżelaznych, stali, tworzyw oraz pozostałych materiałów technicznych.
Zęby mogą być dostarczane w profilach standardowych albo jako wykonania przygotowane według rysunku. Dobór powinien uwzględniać obrabiany materiał, prędkość cięcia, rodzaj piły, sposób lutowania oraz oczekiwaną odporność krawędzi na ścieranie i wykruszenia.
Noże przemysłowe z węglika spiekanego
Noże przemysłowe z węglika spiekanego są stosowane w procesach wymagających trwałej i stabilnej krawędzi tnącej. Oferta obejmuje noże proste, krążkowe, segmentowe oraz noże górne i dolne przeznaczone do pracy w parach.
Narzędzia mogą być wykorzystywane między innymi do cięcia folii, taśm, laminatów, papieru, tektury, materiałów do produkcji baterii, tytoniu, płytek PCB i pozostałych materiałów przemysłowych. Dostępne są wykonania standardowe oraz noże specjalne produkowane według dokumentacji technicznej.
Obróbka węglika spiekanego
Po zakończeniu procesu spiekania węglik osiąga wysoką twardość, dlatego jego dalsza obróbka wymaga zastosowania odpowiednich technologii. Najczęściej stosowaną metodą wykańczania jest szlifowanie przy użyciu ściernic diamentowych.
Diament jest podstawowym materiałem ściernym do obróbki węglika spiekanego. Dobór ściernicy powinien uwzględniać rodzaj wykonywanej operacji, powierzchnię styku, wielkość naddatku, wymaganą jakość powierzchni, typ spoiwa, wielkość ziarna, koncentrację diamentu oraz sposób doprowadzenia chłodziwa.
W produkcji narzędzi skrawających ściernice diamentowe stosuje się między innymi do:
- szlifowania rowków wiórowych;
- wykonywania powierzchni przyłożenia;
- szlifowania czoła i geometrii końcowej;
- wykonywania promieni, faz i stopni;
- obróbki chwytu i powierzchni Weldon;
- ostrzenia oraz regeneracji narzędzi VHM.
W zależności od geometrii i wymaganej dokładności elementy węglikowe mogą być obrabiane również przez elektroerozję wgłębną i drutową, docieranie, polerowanie oraz wybrane procesy laserowe. Technologię należy dobrać do kształtu części, tolerancji, oczekiwanej jakości powierzchni i wielkości produkcji.
Łączenie węglika z korpusem stalowym
Nie każda część lub narzędzie musi być wykonane w całości z węglika spiekanego. W wielu zastosowaniach materiał ten stanowi jedynie część roboczą połączoną z korpusem stalowym. Pozwala to wykorzystać wysoką odporność na zużycie dokładnie w miejscu pracy, przy jednoczesnym ograniczeniu kosztu całego elementu.
W zależności od konstrukcji stosuje się między innymi lutowanie twarde, pasowanie wciskowe, mocowanie śrubowe, połączenia zaciskowe oraz klejenie techniczne. Metoda powinna zostać dobrana do kierunku obciążenia, temperatury pracy, różnic rozszerzalności cieplnej, możliwości występowania udarów i ewentualnej potrzeby wymiany elementu węglikowego. Zęby pił, noże i inne elementy robocze często wykorzystują właśnie węglik jako strefę tnącą lub zużywającą się, podczas gdy korpus pełni funkcję nośną.
Jak dobrać półfabrykat z węglika spiekanego?
Przy przygotowywaniu zapytania warto przekazać rysunek techniczny, wymagane wymiary i tolerancje, planowane zastosowanie, oczekiwany stan dostawy oraz informacje o dalszej obróbce. W przypadku narzędzia skrawającego istotne są również rodzaj narzędzia, obrabiany materiał, sposób chłodzenia, przewidywane obciążenie oraz oczekiwana trwałość.
Dla części odpornych na zużycie należy dodatkowo określić warunki pracy, rodzaj materiału ściernego, możliwość występowania uderzeń, temperaturę oraz sposób zamocowania elementu. Pozwala to dobrać nie tylko geometrię półfabrykatu, ale także gatunek węglika i odpowiedni poziom przygotowania powierzchni.
Tradensa dostarcza standardowe i specjalne pręty, blanki, półfabrykaty oraz części z węglika spiekanego. Pomagamy dobrać gatunek materiału, geometrię, tolerancje i stan dostawy do produkcji narzędzia skrawającego albo warunków pracy gotowej części.
Dobór prętów, blanków i części z węglika spiekanego
Prześlij rysunek, wymagane wymiary, planowane zastosowanie i oczekiwany stan dostawy. Pomożemy dobrać odpowiedni gatunek, geometrię oraz poziom przygotowania półfabrykatu.