141d2f 4fb30763ef8c4f7fa8c3bef42fb57140mv2
Gia công là một trong những quy trình cơ bản nhất, rộng nhất và quan trọng nhất trong ngành gỗ, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất, chi phí xử lý và tiêu thụ năng lượng. Với sự tiến bộ của công nghệ công nghiệp gỗ, các vật liệu composite gỗ khác nhau, gỗ dán, gỗ, tre glulam, đặc biệt là gỗ dán giấy tẩm melamine, gỗ dán PVC, ván ép gia cố Al 2 O 3 và các vật liệu khác ngày càng được sử dụng. Đối với đồ nội thất, sàn, tấm lợp và các miếng gỗ kỹ thuật. Những vật liệu này rất khó cắt, thao tác cắt đơn giản, xây dựng công cụ thông thường và vật liệu dụng cụ thông thường rất khó hoặc không thể đạt được. Ngoài ra, với sự phát triển của công nghệ gỗ, thiết bị sản xuất ván nhân tạo, thiết bị sản xuất, thiết bị sản xuất đồ nội thất, ... đang đi theo hướng tự động hóa cao, đầy đủ chức năng, thức ăn nhanh và hiệu quả sản xuất cao. Cả hai tiến bộ trong công nghệ đã thúc đẩy sự phát triển của vật liệu dụng cụ cắt và công nghệ sản xuất. Cho dù máy cắt có thể thực hiện cắt bình thường, chất lượng cắt là tốt hay xấu và mức độ bền có liên quan chặt chẽ với vật liệu của bộ phận cắt. Các hiện tượng vật lý khác nhau trong quá trình cắt, đặc biệt là sự hao mòn của dụng cụ và bản chất của vật liệu dụng cụ, có liên quan rất lớn. Với công cụ máy móc được phép, năng suất của công cụ chủ yếu phụ thuộc vào hiệu suất cắt mà vật liệu có thể thực hiện. Yêu cầu đối với các công cụ chế biến gỗ là duy trì độ sắc nét của dụng cụ cắt trong một thời gian dài trong điều kiện tốc độ và tác động cao. Vì lý do này, vật liệu của công cụ chế biến gỗ phải có độ cứng và chống mài mòn cần thiết, đủ độ bền và độ dẻo dai và một mức độ tay nghề nhất định (như hàn, xử lý nhiệt, cắt và mài).

Ứng dụng của công cụ cắt cacbua vonfram chế biến gỗ 1

1. Vật liệu công cụ cacbua

Cacbua xi măng là một sản phẩm luyện kim bột làm từ cacbua kim loại chịu nhiệt rất cứng, chịu nhiệt (WC, TiC) thiêu kết với Co, Ni, vv như một chất kết dính. Hiệu suất của nó chủ yếu phụ thuộc vào loại, hiệu suất, số lượng, kích thước hạt và lượng chất kết dính của cacbua kim loại. Độ cứng của hợp kim cứng là HRC74 ~ 81,5 và độ cứng của nó giảm khi chất kết dính

Ứng dụng của công cụ cắt cacbua vonfram chế biến gỗ 2

nội dung tăng. Hàm lượng cacbua nhiệt độ cao trong cacbua xi măng vượt quá thép tốc độ cao, do đó nó có tính dẻo nhiệt tốt và có thể chịu được nhiệt độ cắt lên tới 800-1000 ° C. Độ cứng nhiệt độ phòng của thép tốc độ cao vượt quá 600 ° C và vượt quá độ cứng nhiệt độ phòng của thép carbon ở 1000 ° C. Các công cụ cắt cho vật liệu tổng hợp gỗ và gỗ chủ yếu sử dụng cacbua xi măng của YG với coban kim loại (Co) làm chất kết dính và cacbua vonfram (WC) làm pha cứng. Mặc dù nhiều loại vật liệu dụng cụ cắt mới đã xuất hiện trong những năm gần đây, với sự phát triển tự động hóa trong ngành sản xuất gỗ và công nghiệp chế biến gỗ, hợp kim nhôm cứng, là vật liệu chịu mài mòn cao, đã trở thành ngành chế biến gỗ chính. vật liệu công cụ, và sẽ còn lâu nữa. Bên trong vẫn sẽ chiếm một vị trí quan trọng trong vật liệu dụng cụ cắt gỗ. Vì cacbua xi măng là một vật liệu giòn, cường độ uốn của nó bằng khoảng 1/4 đến 1/2 so với thép tốc độ cao thông thường, độ bền va đập là khoảng 1/30 đến 1/4 của thép tốc độ cao thông thường và cạnh cắt không thể được đánh bóng như thép tốc độ cao. Sắc nét như vậy, cần phải nghiên cứu và phát triển các kỹ thuật chuẩn bị vật liệu mới để cải thiện hơn nữa và cải thiện hiệu suất cắt của vật liệu dụng cụ cắt cacbua.

2 Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cắt cacbua

Vì khả năng chống mài mòn và độ bền của vật liệu dụng cụ cắt cacbua không dễ dàng được tính đến, người dùng chỉ có thể chọn vật liệu dụng cụ phù hợp trong số nhiều loại cacbua dựa trên các đối tượng gia công cụ thể và điều kiện gia công. Điều này mang lại sự bất tiện cho việc lựa chọn và quản lý các công cụ cacbua xi măng. Để cải thiện hơn nữa hiệu suất cắt toàn diện của vật liệu dụng cụ cắt cacbua, các điểm nóng nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào các khía cạnh sau đây.

2.1 Tinh chế hạt

Bằng cách tinh chỉnh kích thước hạt của pha cứng, tăng diện tích bề mặt giữa các hạt và tăng cường lực liên kết giữa các hạt, độ bền và khả năng chống mài mòn của vật liệu dụng cụ cắt cacbua có thể được cải thiện. Khi kích thước hạt của WC giảm xuống dưới thang Subicron, độ cứng, độ bền, độ bền và khả năng chống mài mòn của vật liệu có thể được tăng lên, và nhiệt độ cần thiết cho quá trình cô đặc cũng có thể giảm. Kích thước hạt của cacbua xi măng thông thường là khoảng 3 ~ 5μm, kích thước hạt của cacbua xi măng hạt mịn là 1 ~ 1,5μm, và kích thước hạt của cacbua xi măng hạt siêu mịn có thể đạt 0,5μm hoặc ít hơn. So với các hợp kim cứng thông thường có cùng thành phần, cacbua hạt siêu mịn có thể tăng độ cứng hơn 2HRA và cường độ uốn có thể tăng thêm 600 ~ 800MPa. Cacbua hạt siêu mịn ngày càng được sử dụng.

2.2 Bề mặt, xử lý nhiệt tổng thể và xử lý nhiệt theo chu kỳ

Việc xử lý thấm nitơ, boron hóa, vv trên bề mặt hợp kim cứng với độ bền tốt có thể cải thiện hiệu quả khả năng chống mài mòn bề mặt. Việc xử lý nhiệt tổng thể của hợp kim cứng có khả năng chống mài mòn tốt nhưng độ bền kém có thể thay đổi thành phần và cấu trúc của pha chất kết dính trong vật liệu và làm giảm tính phụ thuộc của pha cứng WC, do đó cải thiện độ bền và độ bền của hợp kim cứng. Việc sử dụng quy trình xử lý nhiệt theo chu kỳ để làm giảm hoặc loại bỏ ứng suất giữa các ranh giới hạt có thể cải thiện toàn diện hiệu suất tổng thể của vật liệu hợp kim cứng.

2.3 Thêm kim loại hiếm

Việc bổ sung TaC, NbC và các cacbua kim loại hiếm khác vào vật liệu cacbua xi măng cho phép các chất phụ gia kết hợp với WC pha cứng hiện có để tạo thành cấu trúc dung dịch rắn phức tạp, giúp củng cố thêm cấu trúc pha cứng và cũng triệt tiêu pha cứng. Tăng trưởng hạt, tăng cường tính đồng nhất của tổ chức và các hiệu ứng khác, sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất tổng thể của cacbua xi măng. Loại cacbua xi măng có Ta (Nb) C này được thêm vào các loại cacbua P, K và M tiêu chuẩn ISO.

2.4 Thêm các nguyên tố đất hiếm

Thêm một lượng nhỏ các nguyên tố đất hiếm như tantalum trong vật liệu cacbua xi măng có thể cải thiện hiệu quả độ bền và độ uốn của vật liệu, và khả năng chống mài mòn cũng được cải thiện. Điều này là do nguyên tố đất hiếm có thể tăng cường pha cứng và pha kết dính, làm sạch ranh giới hạt và cải thiện độ thấm ướt của dung dịch rắn cacbua thành pha kết dính. Hợp kim cacbua chứa các nguyên tố đất hiếm thích hợp nhất cho gia công thô, và đặc biệt thích hợp để cắt và chế biến gỗ và vật liệu composite gỗ. Tài nguyên đất hiếm của Trung Quốc rất phong phú và các công cụ cắt cacbua như vậy sẽ có triển vọng ứng dụng rộng rãi. Hiện nay, vật liệu công cụ cắt cacbua đang phát triển theo hai hướng. Một mặt, bề mặt áp dụng của các thương hiệu đa năng ngày càng rộng hơn và tính linh hoạt ngày càng mạnh mẽ; mặt khác, các thương hiệu chuyên dùng ngày càng được nhắm mục tiêu và dễ thích nghi hơn. Bản chất của vật liệu được xử lý và các điều kiện cắt, để đạt được mục đích nâng cao hiệu quả cắt.

3. cacbua tráng

Trên chất nền cacbua cứng, dẻo dai, một lớp có thể được áp dụng bởi CVD (lắng đọng hơi hóa học), PVD (lắng đọng hơi vật lý), PVCD (lắng đọng hơi hóa chất tăng cường Plasma), HVOF (Lớp phủ nhiệt tốc độ cao), v.v. các hợp chất kim loại chống thấm như TiN, TiC và các vật liệu khác. Độ cứng TiC cao (HV3200), chống mài mòn tốt, do đó độ dày lớp phủ thường là 5 ~ 7μm. Độ cứng TiN thấp (HV1800 ~ 2100) có lực liên kết thấp với chất nền, nhưng nó có tính dẫn nhiệt tốt và độ bền cao. Độ dày lớp phủ có thể đạt 8 ~ 12μm, và độ bền của lớp nền có thể được kết hợp với khả năng chống mài mòn của lớp phủ. Để cải thiện hiệu suất tổng thể của các công cụ cắt cacbua. Dụng cụ cắt cacbua tráng có khả năng chịu mài mòn và chịu nhiệt tốt, và đặc biệt thích hợp để cắt tốc độ cao. Do độ bền và tính linh hoạt cao, nó có thể được sử dụng để giảm số lượng thay đổi công cụ khi nó được sử dụng trong các lô nhỏ và các loại xử lý tự động linh hoạt. Lần, nâng cao hiệu quả xử lý.
Các công cụ cacbua tráng xi măng có khả năng chống mài mòn mạnh, hình dạng lưỡi ổn định và hình dạng rãnh, hiệu ứng phá phoi và hiệu suất cắt khác, có lợi cho việc điều khiển tự động quá trình xử lý. Sau khi thụ động và hoàn thiện bề mặt của dụng cụ cắt cacbua tráng xi măng, độ chính xác kích thước cao, có thể đáp ứng các yêu cầu gia công tự động đến độ chính xác định vị của thay đổi công cụ. Các đặc điểm trên xác định rằng các công cụ cacbua tráng phủ đặc biệt phù hợp cho các thiết bị xử lý tự động như FMS (Hệ thống sản xuất linh hoạt), CIMS (Hệ thống sản xuất tích hợp máy tính). Tuy nhiên, việc sử dụng các phương pháp phủ vẫn không giải quyết được một cách cơ bản vấn đề độ bền kém và khả năng chống va đập của vật liệu ma trận cacbua xi măng. Người ta nhận thấy rằng khi lưỡi cưa cacbua được phủ TiN được sử dụng để cưa răng, hiệu suất mài mòn của mặt cào của răng cưa đã được cải thiện.
Thử nghiệm cưa cưa gỗ phủ PVD chứng minh rằng khi lưỡi cưa hợp kim cứng WC phủ TiN (bề mặt răng phủ trước) cưa tấm ván cứng, lượng răng cưa giảm đi. Tuy nhiên, nhiệt độ cao hơn của lớp phủ CVD dẫn đến sự hình thành pha chất kết dính giòn giữa lớp nền và lớp phủ.
Lớp phủ trên lưỡi cắt nhanh chóng bong ra dưới tác động của ứng suất dư của lớp phủ, cắt nhiệt và lực cắt. So với phương pháp CVD, nhiệt độ lớp phủ PVD thấp, do đó, công cụ phủ PVD có thể có được cấu trúc lớp phủ tốt hơn và độ cứng lớp phủ cao, độ sắc cạnh của công cụ cũng được cải thiện. Ngoài ra, các công cụ phủ PVD có khả năng chống nứt tốt hơn. Sau giữa những năm 1990, các nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu về kích thước cacbua, hàm lượng chất kết dính và vật liệu phủ cho các công cụ chế biến gỗ cacbua phủ PVD.
Kích thước hạt cacbua lần lượt là 0,8, 1,2, 1,5 và 1,7 μm. Hàm lượng coban tương ứng lần lượt là 3%, 4%, 6% và 10%; vật liệu phủ lần lượt là TiN, TiN-Ti (C, N) -TiN. Độ dày của lớp phủ tương ứng với TiAlN 2 lần lượt là 3,5 ,m, 5,5 μm và 3 μm, được áp dụng cho mặt cào của dụng cụ. Kết quả cho thấy lớp phủ bị bong ra trong cả ba vật liệu phủ, nhưng TiN và Ti (N, C, N) nhẹ hơn nhiều so với TiAlN 2, và khả năng chống mài mòn của công cụ với các hạt mịn và hàm lượng coban thấp tăng 10%. ~ 30%, nhưng hàm lượng coban cao của lớp phủ công cụ làm giảm khả năng chống mài mòn. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng độ bám dính của lớp phủ thấp là lý do chính cho sự nứt vỡ lớp phủ. Tuổi thọ công cụ dài hơn 2 lần trong điều kiện cắt. Trong lớp phủ, bề mặt của lớp phủ được cải thiện nhờ công nghệ tinh chế hạt, do đó bề mặt lớp phủ mịn, để cải thiện khả năng của công cụ phủ chống ma sát và chống bám dính cũng là hướng phát triển của lớp phủ Công nghệ. Độ bền và chống mài mòn, bề mặt bên ngoài của một lớp hợp chất titan, bề mặt phủ mịn, bề mặt sườn là lớp phủ siêu mịn để đảm bảo độ ổn định của dụng cụ. Kim cương có độ cứng cực cao và ổn định hóa học tuyệt vời. Khả năng chống mòn của nó là 100 đến 250 lần so với cacbua xi măng. Nó cũng có khả năng chống lại axit mạnh và kiềm, nhưng độ dẻo dai của nó rất kém. Nếu vật liệu dụng cụ cứng hơn được sử dụng làm chất nền, hãy sơn một lớp có độ cứng cao, chống mài mòn và trơ hóa học, để dụng cụ không chỉ có độ bền và độ bền nhất định mà còn có khả năng chống mài mòn và cắt tốt. Hiệu suất, để đáp ứng các đặc tính của mài mòn công cụ chế biến gỗ, lớp phủ kim cương là một phương tiện chống mài mòn lý tưởng.
Vào những năm 1950, trong khi kim cương tổng hợp nhiệt độ cao và áp suất cao đang được phát triển, kim cương tổng hợp pha khí áp suất thấp cũng đã được khám phá, nhưng tốc độ lắng đọng rất chậm. Kim cương tổng hợp pha khí áp suất thấp được sản xuất trong vùng kim cương siêu bền và pha ổn định của pha graphit. Than chì và carbon vô định hình dễ dàng kết tủa. Do đó, ức chế sự hình thành và loại bỏ than chì và carbon vô định hình là chìa khóa cho màng kim cương lắng đọng hơi. Vào cuối những năm 1980, để giảm chi phí và đạt được sản xuất công nghiệp, các phương pháp lắng đọng tốc độ cao như máy bay phản lực plasma DC đã trở thành phương pháp phát triển nhanh nhất để lắng đọng màng kim cương. Việc cắt các thí nghiệm trên ván dăm bằng cách sử dụng vật liệu phủ cacbua phủ kim cương CVD với mặt cào (độ dày lớp phủ 20 μm) cho thấy sự nứt vỡ của lớp phủ là một nhược điểm nghiêm trọng. Miễn là lớp phủ không bị bong ra, độ mòn của dụng cụ hầu như không thay đổi và được duy trì ở mức 40 đến 50 μm. Các thử nghiệm phay trên gỗ MDF với chèn chỉ số cacbua được phủ kim cương cho thấy màng kim cương có độ bong tróc khác nhau, nhưng màng không tráng phủ có lớp bảo vệ ngân hàng và giảm độ mòn của vật liệu ma trận, do đó công cụ Độ bền mòn đã tăng gần 1 lần. Với sự cải tiến của quy trình và thiết bị phủ, lực liên kết giữa màng kim cương và chất nền được tăng thêm và độ bong tróc màng sẽ được kiểm soát. Hiện nay, vật liệu cacbua tráng kim cương đã được sử dụng để sản xuất các công cụ để tăng cường sàn, được sử dụng để cắt lớp chống mài mòn Al 2 O 3 trên bề mặt của sàn được gia cố. Tuy nhiên, độ tinh khiết của màng đa tinh thể kim cương CVD rất cao, độ cứng (HV9000 ~ 10000) gần bằng kim cương tự nhiên, và khả năng gia công của nó rất kém, và rất khó xử lý bằng cách gia công thông thường hoặc ăn mòn điện. Do đó, vật liệu hợp kim cứng được phủ kim cương phù hợp để sản xuất các lưỡi dao lập chỉ mục không phải là regrind.
Sau năm 2000, hiệu suất của các công cụ phủ kim cương CVD đã được cải thiện hơn nữa. Các sản phẩm bao gồm các công cụ có thể lập chỉ mục và các công cụ cacbua rắn.

4. Kết luận

Vật liệu dụng cụ cắt cacbua đã trở thành vật liệu dụng cụ cắt chính trong ngành chế biến gỗ hiện tại và sẽ chiếm một vị trí quan trọng trong việc cắt và chế biến gỗ trong một thời gian dài trong tương lai. Với sự cải tiến liên tục của các công nghệ cải tiến hiệu suất hợp kim cứng và công nghệ phủ khác nhau, hiệu suất cắt của vật liệu công cụ cắt cacbua sẽ tiếp tục tăng và ngành công nghiệp chế biến gỗ sẽ áp dụng các sửa đổi khác nhau cho các đặc tính cắt của gỗ và vật liệu composite gỗ. Công nghệ sơn thu được các vật liệu mới, và các công cụ hợp kim cứng và hợp kim cứng được lựa chọn hợp lý để tối đa hóa hiệu suất cắt, chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất của các công cụ cắt cacbua.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

viTiếng Việt
en_USEnglish zh_CN简体中文 es_ESEspañol hi_INहिन्दी arالعربية pt_BRPortuguês do Brasil ru_RUРусский ja日本語 jv_IDBasa Jawa de_DEDeutsch ko_KR한국어 fr_FRFrançais tr_TRTürkçe pl_PLPolski viTiếng Việt