Mis on volframkarbiidist võlli hülss?
Volframkarbiidist võlli hülss on kulumiskindel, rõngakujuline-komponent, mis on paigaldatud terasvõllile, et kaitsta võlli pinda hõõrdumise, erosiooni ja hõõrumise eest pumpades, segistites, kruvikonveierites, kaevandusseadmetes ja paberimasinates. Materjal on tsementeeritud karbiid: kõvad volframkarbiidi terad, mis on ühendatud metallilise koobaltmaatriksiga. Kombinatsioon tagab lõikeriista kõvaduse lähedase, säilitades samal ajal piisavalt kõvadust, et taluda töö ajal löökkoormust.
Kuna tsementeeritud karbiidi ei saa vormida sulatamise ja valamise teel, valmistatakse hülss pulbermetallurgias. Iga samm - pulbri valik, freesimine, vormimine, paagutamine ja teemantviimistlus - muudab lõplikku mikrostruktuuri, nii et protsessi juhtimine on see, mis eraldab aastaid kestva ümbrise ja nädalate jooksul puruneva ümbrise.
Tooraine ja pulbri valik
Volframkarbiidi pulber: kõva faas, tarnitakse kindlaksmääratud osakeste suuruse ja süsinikusisaldusega
Koobaltipulber: sideaine, mis annab sitkuse; tüüpilised lisandid on vahemikus 6 kuni 15 massiprotsenti
Teravilja -kasvu inhibiitorid, nagu vanaadium või kroomkarbiid submikronilistes klassides
Täiendavad karbiidid, nagu titaankarbiid või tantaalnioobiumkarbiid kuuma kõvaduse tagamiseks teatud klassides
Peenem WC-pulber annab kõvema,{0}}kulumiskindlama hülsi, millel on suurem põiksuunaline rebenemistugevus. Jämedam pulber on tugevate põrutuste korral ökonoomsem ja andestavam. Süsinikusisaldust tuleb hoolikalt tasakaalustada: väike süsinikupuudus tekitab rabeda eta faasi, samas kui liigne süsinik moodustab vaba grafiidi ja mõlemad vähendavad tugevust.
Jahvatamine, segamine ja pihustuskuivatamine
Toorpulbrid kaalutakse partii valemini ja seejärel jahvatatakse, tavaliselt tsementeeritud karbiidkeskkonnaga hõõrumis- või kuulveskis vedelas keskkonnas, nagu etanool või atsetoon. Freesimine teeb korraga kaks tööd: vähendab ja homogeniseerib osakeste suurust ning jaotab koobalti sideaine õhukese kilena üle karbiiditerade.
Pärast jahvatamist pihustuskuivatatakse suspensioon sideainega, näiteks parafiinvaha või polüetüleenglükooliga, vabalt voolavateks{0}}graanuliteks. Sfäärilised tihedad graanulid voolavad ühtlaselt stantsi, mis on ühtlase seinapaksusega hülsi jaoks hädavajalik. Graanulite suuruse jaotust kontrollitakse enne pressimist, sest aglomeraadid või peenosakesed muutuvad nii tiheduse gradiendiks kui ka hiljem paagutamise ajal moonutusteks.
Vormimine: survepressimine ja külm-isostaatpressimine
Roheline vormimine määrab tiheduse jaotuse ja varruka jaoks on see kõige kriitilisem otsustusotsus.
Stantsi pressimine: kiire ja ökonoomne sirgete silindriliste varrukate jaoks, kuid tihedus on piki pressimistelge veidi ebaühtlane-
Külm isostaatiline pressimine: pulber tihendatakse painduvas vormis ühtlase rõhu all, mis tagab pikkade või õhukeseseinaliste varrukate jaoks palju parema tiheduse ühtluse
Roheline töötlemine: astmete, soonte või äärikutega varrukad vormistatakse sageli eelnevalt-ja seejärel keeratakse need roheliseks, enne kui materjal muutub kõvaks
Roheline tihedus ulatub tavaliselt 55–65% teoreetilisest ja see peab olema kogu pikkuses ühtlane; madala-tihedusega tsoon kahaneb erinevalt ja tõmbab ava ringist välja.
Paagutamine
Pressitud hülss paagutatakse vaakum- või vesinikuatmosfääris ahjus, millele järgneb sageli kuumisostaatiline pressimine. Ligikaudu 1380–1500 kraadi juures sulab ja niisutab koobalti sideaine volframkarbiidi terad ning kompaktne tiheneb vedelfaasis paagutamisel peaaegu täistiheduseni.
Kuumutamiskiirus ja hoidmisaeg kontrollivad teravilja kasvu; liigne püsivus muudab karbiidi terakesed jämedaks ja vähendab kõvadust
Vaakumpaagutamine eemaldab parafiini sideaine kontrollitud vahaeemalduse etapis ja hoiab ära oksüdeerumise
Kuum isostaatiline pressimine rõhul umbes 1000 baari sulgeb jääkpoorsuse ja tõstab põiksuunalist rebenemistugevust
18% kuni 25% lineaarne kokkutõmbumine tuleb kompenseerida roheliste mõõtmetega, mistõttu stantsi konstruktsioon on kalibreeritud iga klassi mõõdetud kokkutõmbumise järgi.
Viimistlus ja kvaliteedikontroll
Paagutatud hülsid on kõvad, nii et kogu lõplik vormimine toimub teemanttööriistadega: välimine ja sisemine silindriline lihvimine, pealispinna lihvimine, ava lihvimine või lihvimine ning poleerimine, kui on vaja vähe hõõrdumist{0}}. Puuraugu ümarus, sirgus ja pinna karedus on omadused, mis määravad, kas hülss tihendub ja jookseb võllil õigesti.
Tüüpilised vastuvõtutestid ühendavad destruktiivsed ja mittepurustavad{0}}meetodid:
| Kinnisvara | Tüüpiline väärtus | meetod |
|---|---|---|
| Tihedus | 13,9–15,0 g/cm3 | ASTM B311 |
| Kõvadus | 86.5–91,0 HRA | Rockwell A |
| Põiksuunalise rebenemise tugevus | 1900–3000 MPa | ISO 3327 |
| Survetugevus | kuni umbes 5000 MPa | ISO 4506 |
| Poorsus | Klass A00–A02 | ASTM B276 |
| Mikrostruktuur | Tera suurus ja koobalti jaotus | ISO 4499-2 |
Koobaltisisaldus seab tasakaalu. 6% koobalti klass annab kõrgeima kõvaduse ja kulumiskindluse, mis sobib varrukatele, mis jooksevad püsiva koormuse korral vastu abrasiivseid pude. 10% kuni 15% koobalti klass ohverdab teatud kõvadust sitkuse tõttu ja on eelistatud, kui esineb löök või nihe. Lõikematerjalide klassifikatsioon järgib ISO 513 ja karbiidi klasside puhul GB/T 18376.1.
Märkused võlli varrukate kasutamise kohta
Puur tolerants ja ümarus on olulisemad kui välisviimistlus: mittekontsentriline hülss vibreerib ja kulutab võlli
Häirete sobitused tuleb arvutada karbiidi soojuspaisumisega, mis on väiksem kui terasel
Karbiidist varrukad on pinges rabedad, seetõttu tuleks survejõudu rakendada pehmete patjade kaudu
Säilitage lihvimisel tekkivat jääksurvepinget, vältides ülekuumenenud ja raskeid materjali{0}}eemalduskäike
Korduma kippuvad küsimused
K: Miks ei ole volframkarbiidist võlli ümbrist valatud ega sepistatud?
Tsementkarbiid on komposiit volframkarbiidi teradest, mis on ühendatud koobaltiga. See ei moodusta tavalist sulamit, mida saaks valada, ja seda on liiga raske sepistada. Pulbermetallurgia vedelfaasilise paagutamisega on ainus praktiline tootmisviis.
K: Mis vahe on stantsipressimisel ja külmisostaatilisel pressimisel?
Survepressimine tihendab pulbri jäigas vormis ja on kiire, kuid tihedus on pressimise suunas ebaühtlane. Külm isostaatiline pressimine kasutab ühtlast hüdraulilist survet painduvale vormile, mis annab ühtlasema rohelise tiheduse ja vähem moonutusi pärast paagutamist.
K: Milline koobaltisisaldus on kulumishülsi jaoks parim?
Püsiva abrasiivse kulumise tagamiseks annab 6% koobalti klass pikima eluea, kuna kõvadus on kõrgeim. Löögi-, kõrvalekalde või termilise tsükliga rakenduste puhul tagab 10–15% koobalti tugevuse, mis on vajalik purustamise vältimiseks.
K: Miks vajab puuraua teemantlihvimist ja lihvimist?
Paagutamine jätab ainult -võrgukuju lähedale ja paagutatud pind ei suuda säilitada nõutavat ümarust ega pinnaviimistlust. Teemantlihvimine ja lihvimine loovad lõpliku ava geomeetria, mis kontrollib sobivust, kontsentrilisust ja tihendusvõimet.
K: Mis põhjustab paagutatud hülsi poorsust?
Ebapiisav roheline tihedus, mittetäielik vaha eemaldamine, halb vaakumi tase või ebapiisav paagutamistemperatuur ja -hoid. Poorsus klassifitseeritakse ASTM B276 järgi ja kulumiskomponentide puhul on see tavaliselt reguleeritud peenematesse klassidesse.
K: Kui palju see osa paagutamise ajal kahaneb?
Lineaarne kokkutõmbumine on tavaliselt vahemikus 18–25%, olenevalt peamiselt koobaltisisaldusest ja rohelise tihedusest. Matriitsid kalibreeritakse mõõdetud kokkutõmbumisandmete põhjal iga konkreetse klassi ja pressimisviisi kohta.
