Hướng dẫn đầy đủ về cách chế tạo máy nghiền cacbua cuối

1. Lựa chọn nguyên liệu thô

“cacbua” trong nhà máy cuối cacbua thực chất là cacbua xi măng, được làm từ các hạt cacbua vonfram (WC) được liên kết với nhau bằng chất kết dính kim loại, thường là coban (Co).

Cacbua vonfram: Cực kỳ cứng (9 trên thang Mohs, độ cứng ~2600 HV Vickers). Cung cấp khả năng chống mài mòn.

Cobalt: Chất kết dính dai, dẻo giúp hấp thụ sốc và ngăn ngừa độ giòn.

Tại sao thành phần lại quan trọng:

Nhiều coban hơn → dụng cụ cứng hơn nhưng mềm hơn một chút (tốt cho những vết cắt bị gián đoạn).

Ít coban hơn → cứng hơn nhưng giòn hơn (tốt cho việc cắt liên tục trong các thiết lập cứng nhắc).

Kích thước hạt của WC ảnh hưởng đến độ sắc nét của cạnh và khả năng chống mài mòn:

Siêu mịn (0,2–0,5 μm) cho độ cứng cao, cạnh sắc nét.

Các hạt thô hơn (>1 μm) cho khả năng chống va đập.

2. Trộn và điều hòa bột

Bột cacbua vonfram, bột coban và một lượng nhỏ cacbua khác (tantalum, titan, cacbua niobi) được đo theo trọng lượng.

Máy nghiền bi hoặc máy nghiền attritor trộn chúng trong etanol hoặc nước với chất kết dính sáp/parafin để tạo thành hỗn hợp sệt đồng nhất.

Mục đích: Đảm bảo phân phối coban đồng đều, ngăn chặn sự kết tụ và phủ lên từng hạt WC bằng chất kết dính để tạo liên kết thiêu kết mạnh.

3. Sấy phun

Bùn được đưa vào máy sấy phun, tạo ra các khối bột hình cầu.

Những chất kết tụ này chảy như cát mịn - cần thiết cho quá trình ép đồng đều.

Độ ẩm được kiểm soát chặt chẽ; quá khô → nứt nẻ; quá ướt → ép kém.

4. Nhấn vào ô trống màu xanh

Hai phương pháp chính:

Ép khuôn một trục → tốt cho phôi có thân thẳng.

Ép đùn → cho phép tạo ra các thanh dài hoặc các thanh có rãnh làm mát bên trong.

Phần tạo thành được gọi là khối màu xanh lá cây - yếu và giòn, nhưng có kích thước thô của thanh cuối cùng.

Hướng ép và độ đồng đều của áp suất ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bố mật độ, ảnh hưởng đến độ bền của dụng cụ sau này.

5. Thiêu kết trước (Gỡ lỗi)

Chất nén màu xanh lá cây được nung trong lò nhiệt độ thấp (~600–800 °C) để loại bỏ chất kết dính sáp/parafin mà không gây ra quá trình oxy hóa hoặc biến dạng.

Điều này chỉ để lại bột kim loại, được giữ lỏng lẻo với nhau.

6. Thiêu kết (Thiêu kết pha lỏng)

Bước cô đặc chính: làm nóng đến 1400–1500 °C trong chân không hoặc khí quyển hydro.

Coban tan chảy (pha lỏng) và chảy giữa các hạt WC, kéo chúng lại với nhau thông qua hoạt động mao dẫn.

Bộ phận này co lại khoảng ~18–22% tuyến tính, đạt mật độ lý thuyết là 99%.

Kết quả:
Một thanh hoàn toàn dày đặc, cực kỳ cứng, không có độ xốp, sẵn sàng để mài.

7. Chuẩn bị que

Thanh cacbua được cắt theo chiều dài bằng cưa kim cương hoặc dây EDM.

Các đầu có thể được vát cạnh để tránh bị sứt mẻ trong quá trình xử lý.

Đối với các dụng cụ kết hợp (đầu cắt cacbua thân thép), việc hàn đồng được thực hiện ở giai đoạn này.

8. Mài hình học bằng CNC

mài sáo

Thực hiện trên máy mài công cụ CNC 5 trục sử dụng đá mài kim cương.

Máy có dung sai trong phạm vi vài micron.

Các thông số bao gồm:

Số lượng sáo (2, 3, 4 hoặc nhiều hơn)

Góc xoắn (đường xoắn thấp để tăng độ bền, đường xoắn cao để thoát phoi nhanh hơn)

Độ dày lõi (ảnh hưởng đến độ cứng và không gian chip)

Mài hình học cuối

Đầu dụng cụ có hình dạng - phẳng, mũi tròn, bán kính góc hoặc dạng đặc biệt.

Các góc phụ và góc nghiêng được mài để tối ưu hóa hiệu suất cắt.

Đối với các công cụ có độ chính xác cao, việc chuẩn bị cạnh (làm sắc nét) được áp dụng để kiểm soát độ sắc nét và khả năng chống sứt mẻ.

9. Tùy chọn: Khoan lỗ xuyên qua nước làm mát

Nếu máy nghiền ngón được thiết kế với các kênh làm mát bên trong, chúng được tạo ra trong quá trình ép đùn thanh hoặc bằng cách khoan EDM sau khi thiêu kết.

EDM (Gia công phóng điện) có thể tạo ra các lỗ nhỏ, chính xác mà không làm hỏng cacbua.

10. Lớp phủ (PVD/CVD)

Mục đích: Kéo dài tuổi thọ dụng cụ, giảm ma sát, chống nóng.

Lớp phủ thông thường:

TiAlN/AlTiN: Khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao.

DLC (Carbon giống kim cương): Ma sát thấp, tuyệt vời cho gia công kim loại màu.

Lớp phủ nano composite: Cấu trúc cực kỳ tinh tế cho khả năng chống mài mòn cực cao.

Quy trình:

PVD (Lắng đọng hơi vật lý): Nhiệt độ thấp hơn (~450–600 °C), bảo toàn các cạnh sắc nét.

CVD (Lắng đọng hơi hóa học): Nhiệt độ cao hơn (~900–1050 °C), lớp phủ dày hơn, có thể cần mài sau.

11. Kiểm tra lần cuối

Micromet laser đo đường kính, độ đồng tâm và độ đảo.

Bộ so sánh quang kiểm tra dạng sáo.

Độ bám dính của lớp phủ và độ nhám bề mặt được kiểm tra.

Các máy phay hiệu suất cao được cân bằng động cho trục chính tốc độ cao.

12. Bao bì

Mỗi dụng cụ đều được làm sạch bằng siêu âm để loại bỏ cặn mài và lớp phủ.

Được đóng gói trong từng ống nhựa riêng biệt để tránh sứt mẻ trong quá trình vận chuyển.

Bảng tóm tắt: