4 melhores métodos de como cortar a haste de carboneto de tungstênio corretamente?

Existem idéias úteis sobre como cortar haste de carboneto de tungstênio. Como todos sabemos, o carboneto de tungstênio é geralmente referido como uma espécie de Duro devido à sua dureza extremamente alta em relação a outros materiais. Normalmente um Carboneto de tungstênio pode ter um valor de dureza de 1600 HV, enquanto o aço macio estaria apenas na região de 160 HV. Você quer tentar marcar ou cortar hastes de carboneto de tungstênio de forma eficaz. As 4 maneiras a seguir podem funcionar, que são retificação de roda de abrasão, usinagem por material superduro, usinagem eletrolítica (ECM) e usinagem por descarga elétrica (EDM).

Sabemos que a dureza do próprio material da ferramenta deve ser maior que a dureza da peça a ser usinada. A dureza Rockwell do metal duro é geralmente em torno de HRA78 a HRA90. Assim, por enquanto, os materiais que podem processar blanks de metal duro referem-se principalmente a nitreto de boro cúbico policristalino (PCBN) e diamante policristalino (PCD).

Os principais materiais para rebolos são carboneto de silício verde e diamante. Como a retificação do carboneto de silício irá gerar tensões térmicas que excedem o limite de resistência do carboneto cimentado, ocorrem muitas trincas superficiais, o que torna o carboneto de silício não uma opção ideal para fazer superfícies que possam ser garantidas.

Enquanto os grânulos abrasivos de diamante em tamanho variando de 60/70 mesh a 325/400 mesh trabalham efetivamente na retificação de peças de metal duro. Quanto maior o valor do tamanho de partícula, maior a precisão de usinagem. Em geral, 80/180 são adequados para acabamento fino de vários moldes de metal duro.

Embora o rebolo PCD seja qualificado para completar todas as tarefas desde o desbaste até o acabamento em blanks de metal duro, a fim de reduzir a perda do rebolo, os blanks de metal duro serão pré-processados pelo método de usinagem elétrica, depois fazer o semi-acabamento e acabamento fino. acabamento por rebolo por último.

Há um gráfico que mostra os parâmetros de processamento comuns quando o rebolo PCD retifica em material de metal duro.

Fig.1 parâmetros de processamento do rebolo de diamante ao cortar

Ao fazer a retificação de rebolos PCD, a baixa velocidade de alimentação é crítica. Isso porque maior velocidade é necessária, maior temperatura de retificação, que é uma causa de desgaste severo do rebolo. Também não é quanto mais alto melhor. Pelo contrário, se a velocidade de avanço for muito baixa, resultando em uma grande espessura de corte, a rugosidade da superfície usinada é definitivamente afetada e o desgaste do rebolo também aumenta.

Outro elemento a ser observado é que o refrigerante utilizado deve ser isento de enxofre e ter um pH de 7 a 9. Caso contrário, o refrigerante irá corroer o ligante de cobalto do metal duro, e a redução do cobalto resultará em uma falha na microestrutura do metal duro. o metal duro, como mostrado na figura 2.

Pic.2 microestrutura da superfície de carboneto sem cobalto

Materiais de CBN e PCBN, destinados como método de corte de metais pretos com dureza, como aço temperado e aço fundido (ferro). O nitrito de boro é capaz de suportar a influência de altas temperaturas (acima de 1000 graus) e manter a dureza em 8000HV. Esta propriedade o torna igual ao processamento de blanks de metal duro, especialmente para aquelas peças estruturais compostas por núcleo de metal duro e carcaça de aço sob ajuste de interferência.

No entanto, quando a dureza das peças de metal duro é superior a HRA90, totalmente fora da liga do nitrito de boro para corte, não há mais necessidade de insistir em ferramentas de PCBN e CBN. Só podemos recorrer a cortadores de PCD diamantados como substitutos nesta condição. Existem certas vantagens do PCD na usinagem de blanks de metal duro à base de TC, como sua dureza que pode atingir mais de 10.000 HV (100 a 120 vezes a do metal duro). As ferramentas de PCD também têm uma condutividade térmica de 700 W/mK, que é 1,5 a 9 vezes maior do que o metal duro. Ajuda a alcançar a rugosidade da superfície em blanks de metal duro de até Ra0,2μm.

Ainda não podemos perder de vista a desvantagem das pastilhas de PCD, sua incapacidade de obter arestas extremamente vivas e a inconveniência de serem fabricadas com quebra-cavacos. Portanto, o PCD só pode ser usado para corte fino de metais não ferrosos e não metais, mas não pode obter cortes espelhados de ultraprecisão de peças de metal duro, pelo menos ainda não.

Corte de metal duro por eletrousinagem

O processamento eletrolítico é o processamento de peças pelo princípio de que o carboneto pode ser dissolvido no eletrólito (NaOH). Isso garante que a superfície da peça de metal duro não aqueça. E o ponto é que a velocidade de processamento do ECM e a qualidade do processamento são independentes das propriedades físicas do material a ser processado.

Pic.3 Princípio dos blanks de metal duro ECM

Conforme mostrado na figura 3, a peça de metal duro é conectada ao eletrodo positivo de corrente contínua funcionando como ânodo, e o eletrodo negativo da ferramenta e a fonte de alimentação de corrente contínua são conectados como cátodo. Sob a ação da corrente, à medida que o cátodo é alimentado, o carboneto cimentado no ânodo é continuamente dissolvido no eletrólito até ser processado no tamanho da forma desejada. Todo o processo é realizado à temperatura ambiente.

A equação da reação química no ânodo:

W+O2=WO2

WO2+2NaOH=Na2WO4+H2O

Co+M2A=CoA+2M–2e

Em geral, seus parâmetros de processamento são:

Tensão DC 10~15V. Densidade de corrente 10~3010~30(A/cm²), pressão do eletrólito 1~3 (kgf/cm²)

Fig.3 Comparação dos parâmetros de processamento eletrolítico

Em comparação com outros materiais, durante o corte de metal duro, a pressão do eletrólito é um fator importante que afeta a qualidade da superfície do produto acabado. Quando é muito alto, a taxa de fluxo do eletrólito será muito rápida, o que faz com que as partículas de WC sejam lavadas pelo eletrólito antes de serem completamente dissolvidas.

O que acontece se as partículas de WC e as partículas de Co forem removidas a uma taxa inconsistente? Sim, muitos pontos na superfície da peça aparecerão. Outro fator digno de nota é que o material de metal duro da peça de trabalho é mais uniforme na microestrutura e com tamanho de partícula mais fino, mais precisa será a precisão da superfície.

Após a usinagem em desbaste, a rugosidade da superfície do metal duro pode chegar a Ra0,8~0,4μm, e a precisão média de usinagem pode chegar a ±0,1mm. A produtividade do ECM é várias vezes a do EDM, e como o ECM não consome eletrodos da ferramenta, o custo também é baixo.

O princípio da EDM é baseado no fenômeno de corrosão elétrica entre a ferramenta e a peça de trabalho (eletrodos positivos e negativos) durante a descarga de faísca de pulso para remover o excesso de peças de metal duro para atingir os requisitos de processamento predeterminados para o tamanho, forma e qualidade da superfície da peça de trabalho . Somente eletrodos de cobre-tungstênio e eletrodos de cobre-prata podem processar blanks de metal duro.

Em suma, a EDM não utiliza energia mecânica, não depende de forças de corte para remover o metal, mas usa diretamente energia elétrica e calor para remover a peça de metal duro. Em comparação com o corte mecânico,

A EDM tem as seguintes características:

1. A remoção do material é conseguida pela erosão térmica da descarga. A processabilidade do material depende principalmente das propriedades térmicas do material, como ponto de fusão, capacidade calorífica específica, condutividade térmica (condutividade térmica), etc., quase independente de suas propriedades mecânicas, como dureza e tenacidade.

2. Pode processar formas especiais e complexas de peças.

3. Todo o processo pode ser automatizado.

4. Como o EDM não é afetado pela dureza do material, ele pode ser processado após a têmpera.

A EDM tem suas vantagens únicas, mas ao mesmo tempo tem certas limitações, que se manifestam nos seguintes aspectos:

1. A eficiência de processamento é relativamente baixa. Em geral, a velocidade de processamento por unidade de corrente de usinagem não excede 20 mm3 / (A · min). A taxa de remoção de material da EDM é relativamente baixa em comparação com a usinagem. Portanto, o corte de usinagem é frequentemente usado para remover a maior parte da tolerância e, em seguida, o EDM. Além disso, há uma contradição proeminente entre a velocidade de processamento e a qualidade da superfície, ou seja, a velocidade de processamento durante o acabamento é muito baixa e o processamento bruto é frequentemente limitado pela qualidade da superfície.

2. A superfície após a eletroerosão terá uma camada metamórfica ou até mesmo microfissuras. Devido ao alto calor instantâneo gerado na superfície usinada durante a EDM, ocorre deformação por tensão térmica, resultando em uma camada deteriorada na superfície da peça usinada.

3. Em circunstâncias normais, o raio de canto mínimo obtido por EDM é ligeiramente maior que um por ECM, que é geralmente 0,02~0,03mm. Se o eletrodo estiver desgastado, o raio do canto será maior que esse valor. Não há possibilidade de EDM obter ângulo completamente reto e desvio angular máximo.

4. A parte de descarga deve estar no fluido de trabalho durante o EDM, caso contrário, uma descarga anormal ocorrerá e também causará problemas para observar o estado de processamento.

A parte de descarga da Pic.4 deve estar no fluido de trabalho durante a EDM

5. Na verdade, o “brilho” mostrado na superfície usinada consiste em vários poços de descarga pulsados. Assim, a superfície acabada nunca terá o “brilho”, que é consequência de ser polida por outros métodos de processamento.