Производитель деталей из цементированного карбида MIM|Прецизионные компоненты WC-CoЧто такое цементированный карбид?Цементированный карбид — это композитный материал, в котором частицы карбида вольфрама (WC) микронного размера связаны между собой металлическим связующим — обычно кобальтом (Co).,хотя никель (Ni) используется в критически важных для коррозии приложениях.. В результате получается материал, сочетающий в себе чрезвычайную твердость карбида вольфрама (сравнимую с сапфиром) с прочностью металлической матрицы. Подумайте об этом как"сталь на стероидах"- а потом еще немного. Где инструментальная сталь имеет максимальную твердость около 65 HRC,твердосплавный сплав начинается с HRA 85 (приблизительно эквивалентно HRC 70) и увеличивается оттуда.. Именно по этой причине современные инструменты с ЧПУ могут резать закаленную сталь, как масло.,почему буровые долота выдерживают тысячи метров сквозь твердую породу,и почему промышленные сопла не смываются после нескольких недель абразивоструйной обработки. В Precision-mim,мы производим компоненты из цементированного карбида методом литья под давлением порошка (PIM/CIM), добиваясь сложной геометрии, которую невозможно получить с помощью традиционного прессования и спекания.,обеспечивая при этом твердость и износостойкость, которые может обеспечить только карбид вольфрама. |
|
| Оценка | связующее | Твердость (HRA) | Плотность (г/см³) | ТРС (МПа) | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|---|
| YG6 | 6% Ко | 89,5 | 14,9 | 1,800 | Режущие инструменты,чертежные штампы |
| YG8 | 8% Ко | 89,0 | 14,7 | 2,000 | Ударопрочные изнашиваемые детали,добыча полезных ископаемых |
| YG10 | 10% Ко | 88,5 | 14,5 | 2,200 | Ударные инструменты,холодная головка умирает |
| YG15 | 15% Ко | 87,0 | 14,0 | 2,500 | Штамповочные штампы,ударопрочные износостойкие пластины |
| YN6 | 6% никеля | 89,5 | 14,9 | 1,800 | Устойчивые к коррозии применения |
TRS = прочность на поперечный разрыв. Больше кобальта = жестче, но мягче;меньше кобальта = тверже, но более хрупкий. Мы поможем вам выбрать марку, подходящую для ваших конкретных условий износа и ударов.
Традиционное производство цементированного карбида использует одноосное прессование.:Порошок WC-Co загружается в полость стальной матрицы и уплотняется под давлением 1-2 тонны/см².. Это прекрасно работает для простых призматических форм — квадратных вставок.,круглые стержни,плоские полоски. Но у него есть фундаментальное ограничение:прессованное зеленое тело должно быть выталкиваемым из матрицы.
Это значит, что никаких подрезов,нет поперечных отверстий,нет сложных внутренних каналов,нет тем. Любой элемент, который невозможно надавить в двух осевых направлениях, необходимо добавить позже — путем шлифования.,электроэрозионная обработка,или алмазная обработка. На материале с обрабатываемостью стекла.
Порошковое литье под давлением (PIM) решает эту проблему, заменяя механическое уплотнение формовкой на основе потока.. Порошок WC-Co смешивается с термопластической связующей системой для получения текучего сырья, как пластик, впрыскиваемого в полость формы под воздействием тепла и давления.,затем отделяют и спекают до полной плотности.
Результат:Детали из цементированного карбида почти идеальной формы со сложной трехмерной геометрией,формируется за один цикл формования. Для критических поверхностей по-прежнему необходима шлифовка.,но съем припуска измеряется в микронах, а не в миллиметрах — а геометрия детали ограничена конструкцией пресс-формы,а не физикой уплотнения порошка.
Поперечные отверстия,спиральные флейты,внутренние резьбы,ступенчатые диаметры,и асимметричные профили — все отформовано в форме. Традиционное прессование требует механической обработки на станке с ЧПУ для любых непризматических элементов.,добавление стоимости,Время выполнения,и риск лома.
Для формованных изделий требуется припуск на шлифовку всего 0,1-0,3 мм против 1-3 мм для прессованных заготовок.. Это напрямую приводит к снижению расхода алмазного круга.,сокращение времени цикла шлифования,и меньше деталей, бракованных в результате шлифования.
Прессование в штампе по своей сути приводит к градиентам плотности — порошок уплотняется ближе к поверхностям пуансона, чем в средней плоскости.. Твердый сплав, полученный литьем под давлением, обеспечивает практически равномерную плотность неспеченного материала по всей детали.,что приводит к более стабильным свойствам спекания и меньшим искажениям.
Порошок WC-Co стоит дорого (вольфрам продается по цене 300-350 долларов за MTU).. Маршруты прессования и шлифования часто удаляют 40-60% исходной заготовки.. Литье под давлением снижает этот показатель до 5-10%.,что приводит к значительной экономии затрат при крупносерийном производстве.
Сменные пластины,концевые фрезы,сверла,и развертки. Там, где традиционное прессование требует шлифовки каждой поверхности,Режущие инструменты MIM-формы поступают на станцию шлифования с канавками.,стружколомы,и задние углы уже сформированы — болгарка только дорабатывает режущую кромку.
Насадки,втулки,уплотнительные кольца,седла клапанов,и компоненты насоса, подвергающиеся воздействию абразивных суспензий,высокоскоростные потоки частиц,или скользящий контакт металл-металл. Цементированный карбид выдерживает воздействие окружающей среды, разрушающей закаленную сталь за считанные часы.
Вставки для сверл,износные пластины дробилки,и компоненты скважинного инструмента. Сочетание чрезвычайной твердости и достаточной ударной вязкости (за счет регулировки содержания кобальта) делает цементированный карбид материалом по умолчанию для работ по резке горных пород.
Штампы для волочения проволоки,заголовок умирает,и экструзионная оснастка. Полированная твердосплавная поверхность обеспечивает низкое трение и нулевое истирание.,в то время как объемная твердость противостоит сжимающим нагрузкам при формовке металла.
| Фактор | Нажимать&усилитель;Агломерат | МИМ/ПИМ | Преимущество |
|---|---|---|---|
| Сложность геометрии | Только призматический 2D | Полная 3D сложность | МИМ |
| Стоимость оснастки | Низкая (1–5 тысяч долларов за набор кубиков) | Умеренный (5–20 тысяч долларов за форму) | Нажимать |
| Стоимость единицы (простые формы) | Очень низкий | Умеренный | Нажимать |
| Стоимость единицы продукции (сложные формы) | Очень высокая (преобладает измельчение) | Низкий | МИМ |
| Равномерность плотности | Склонен к градиенту | Униформа | МИМ |
| Минимальная толщина стенки | ~2,0 мм | ~0,5 мм | МИМ |
| Чистота поверхности (как сформировано) | Ra 0,8-1,2 мкм | Ra 0,8-1,5 мкм | Сопоставимый |
| Использование материала | 40-60% | 90-95% | МИМ |
вопрос:Может ли цементированный карбид MIM достичь той же плотности, что и прессованный карбид??
А:Да. С оптимизированным составом сырья (обычная загрузка порошка 55-60 об.%) и контролируемыми циклами спекания.,Твёрдый сплав MIM достигает плотности 98–99,5 % от теоретической, что эквивалентно плотности прессованных и спеченных марок.. Последующая обработка HIP (горячее изостатическое прессование) может закрыть остаточную пористость и при необходимости достичь полной плотности.
вопрос:А как насчет контроля размера зерна??
А:Мы работаем с порошками WC от субмикронных до среднезернистых (0,5-3,0 мкм) в зависимости от применения.. Более мелкое зерно = более высокая твердость при том же содержании кобальта.. Процесс литья под давлением влияет на рост зерна не больше, чем обычное прессование — конечный размер зерна определяется температурой спекания.,время,и ингибиторы роста зерна (VC,Cr₃C₂).
вопрос:Есть ли минимальный объем заказа?
А:Амортизация оснастки является доминирующим фактором затрат.. Для простой геометрии с использованием существующего пресс-инструмента,обычное прессование позволяет достигать очень больших объемов. Для сложных геометрий, где MIM исключает несколько этапов шлифования.,MIM становится конкурентоспособным по стоимости в 5,000-10,000 штук в год и все более выгодные цены выше этого.
вопрос:Можно ли делать оценки без кобальта??
А:Да. Мы предлагаем марки с никелевой связкой (например,,YN6,YN8) для применений, требующих коррозионной стойкости — оборудование для пищевой промышленности,клапаны для работы с химикатами,морские компоненты. Никель обеспечивает сравнимые с кобальтом механические свойства, устраняя при этом чувствительность кобальта к кислой среде.
Имейте в виду компонент из цементированного карбида? Пришлите нам свой чертеж или спецификацию — мы оценим технологичность и сравним стоимость.