ניתוח פרמטרים של כדורי טונגסטן קרביד לעטים

השגיאה המותרת של קוטר הכדור בתקן התעשייה מחולקת לאותה אצווה ואצוות שונות. הטווח המותר לאותה אצווה הוא {{0}}.5~0μm, והטווח המותר עבור אצווה שונות הוא -2~0μm. בייצור בפועל, אנו מעבדים את הכדורים הגסים לכדורים מוגמרים בגודל מסוים ומשטח חלק באמצעות השחזה והברקה. בתהליך זה נעשה שימוש במטחנה אנכית, וציוד עם דיסקי טחינה גדולים יותר יכול לעבד חרוזים נוספים בו-זמנית. אם ניקח לדוגמא את החרוזים הנייטרליים של 0.5mm DS-5 של Dingshen, כאשר משתמשים בדיסק שחיקה בקוטר 600 מ"מ, ניתן לטחון 2 מיליון עד 3 מיליון חרוזים בבת אחת (ראה איור 1). דיסק השחזה הרגיל בקוטר 400 מ"מ יכול לטחון עד 800,000 גרגירים. שגיאת הקוטר של חרוזים אלה היא בעצם ±0.1μm, שהיא מה שנקרא אותה אצווה. לכן, שימוש בציוד שחיקה גדול יותר הוא בחירה של היצרן. בחר מגמה. שגיאת הקוטר של קבוצות שונות של חרוזים היא גדולה יחסית, אך לא קשה לשלוט בה בין -0.5 מיקרומטר ל-0 מיקרומטר אם אתה מקפיד על הוראות ההפעלה.

עגולות הכדור היא נושא שמשתמשים רבים מייחסים לו חשיבות רבה. למעשה, מכיוון שתהליך הטחינה כרוך בחיכוך גלגול לא מסודר של הכדורים, העגלגלות של הכדורים המוגמרים גבוהה מאוד יחסית. תקן התעשייה אינו מספק הנחיות מפורטות על מדידת עגול הכדור. זה רק מזכיר את הצורך להשתמש במד עגול ברזולוציה של לא פחות מ-{{0}}.01μm או ציוד ניסיוני עם ביצועים מקבילים, ומספק דרישת עגול של פחות או שווה עד 0.4 מיקרומטר. הקושי במדידת עגולות כדור בפועל הוא שגודל המדגם הנדרש על ידי מדי העגולות המסורתיים הוא גדול, וקוטר כדורי העט הוא לרוב בין 0.2 מ"מ ל-1.4 מ"מ, שאינם יכולים לעמוד בדרישות מדי העגולות הכלליים. עם זאת, במהלך תהליך הייצור ניתן להמיר את בעיית העגלגלות לבעיית קוטר הכדור. אם סטיית העגלגלות גדולה, ניתן לזהות אותה לחלוטין במכונת סינון כדורים בעלת דיוק גבוה. זה מוסבר בניתוח הבא של שיעור פגמי השטח. סגן גנרל ייתן תיאור מפתח.

כדורי טונגסטן קרביד מעובדים באמצעות טכנולוגיית ייצור מטלורגית אבקה ובעלי קשיות גבוהה, בדרך כלל מעל 1400 ויקרים. לגודל החלקיקים של חומרי הגלם ותהליך הסינטר תהיה השפעה רבה על קשיות הכדורים. לסגסוגות טיטניום יש קשיות גבוהה יותר מסגסוגות טונגסטן, וכדורים המשתמשים בתהליכי סינטר בלחץ גבוה הם גם קשים יותר מכדורים מסוננים בוואקום מסורתיים. בדרך כלל מאמינים שיש קשר ישיר בין קשיות הכדור ועמידות בפני שחיקה, אבל זה לא לגמרי נכון. לקשיות הכדור אין קשר ברור עם ביצועי הכתיבה, וקצה עט כדורי בעל קשיות גבוהה לא בהכרח בעל עמידות טובה יותר לבלאי.

קשיות מתייחסת ליכולת של חומר להתנגד לעיוות מקומי. הקשיות קשורה להרכב ולמבנה החומר. הקשיות של קרביד צמנט נמדדת בדרך כלל בשיטת קשיות ויקרס. מכנס יהלום פירמידלי מרובע נלחץ אל פני השטח של המדגם עם כוח בדיקה, וכוח הבדיקה מוסר לאחר שמירה עליו למשך זמן מוגדר. על פי האורך האלכסוני של השקע על פני הדגימה מדדו את קשיות החומר. ללבוש הכדור על קצה העט במהלך הכתיבה אין למעשה שום קשר לקשיות, אלא תלוי בשלושה היבטים:

1. ביצועי נשיאת הדיו של הכדור: הדיו ממלא תפקיד סיכה בחיכוך בין הכדור לקצה העט. אם יכולת ההרטבה של הכדור והדיו ירודה ואפקט הסיכה אינו ברור, השחיקה של הכדור על קצה העט תואץ. . להיפך, זיקה טובה לדיו תגביר את אפקט הסיכה ותפחית את השחיקה של קצה העט במידה מסוימת. יש להדגיש שאת אפקט ההרטבה לא ניתן לראות רק בכמות הדיו, אלא מתייחס ליכולת ההיצמדות של הדיו למשטח הכדור.

2. גודל החלקיקים של חומר הגלם של אבקת הכדור: ככל שחלקיקי חומר הגלם גדולים יותר, כך השחיקה בקצה העט תהיה ברורה יותר. לדוגמה, כדורים שמנוניים מסגסוגת טיטניום Dingshen DS-8 משתמשים באבקת טיטניום קרביד בגודל בינוני, וקשיות הכדור היא מעל 1800 Vickers; כדורי DS-5 טונגסטן קרביד ניטרליים משתמשים באבקת טונגסטן קרביד עדינה במיוחד כחומר הגלם, וקשיות הכדור היא בין In Victorinox 1600-1800. למרות שהקשיות של כדורי סגסוגת טיטניום גבוהה יותר, היא תגרום לבלאי גדול יותר בקצה העט, ולכן אנו ממליצים בדרך כלל להשתמש בו עם דיו על בסיס שמן עם אפקט סיכה טוב יותר.

3. גימור כדור: גימור פני השטח של הכדור הוא תופעה סותרת בשחיקת קצה העט. למרות שמשטח הכדור החלק יקטין את הבלאי בקצה העט, הוא גם יגרום לכמות קטנה של דיו, מה שיגביר את הבלאי בקצה העט. לכן, אפילו דיו ניטרלי/על בסיס מים חייב להיות מותאם לחרוזים בעלי חלקות Ra גדולה או שווה ל-0.012. ככל שהחרוזים חלקים יותר, כך ייטב. למעשה, יצרנים רבים ישלטו בכמות הדיו המופקת על ידי החספוס של פני הכדור. בשלב זה, יש לקחת בחשבון את בעיית השחיקה של קצה העט.

מטאלוגרפיה מתייחסת לרכיבים בתוך הסגסוגת בעלי אותו הרכב כימי ותכונות פיזיקליות, מופרדים זה מזה על ידי ממשקים ומפוזרים באופן שווה. המבנה הפנימי שנצפה תחת מיקרוסקופ מטאלוגרפי (ראה איור 2) נקרא מבנה מטאלוגרפי. בדיקה מטאלוגרפית היא אמצעי חשוב לשפוט את הביצועים של כדורים. כל אצווה של כדורים עוברת ניתוח מטאלוגרפי לפני השחזה והליטוש, מה שיכול לחזות מראש את עמידות הבלאי, עמידות הכדורים בפני קורוזיה ואת ההשפעה הצפויה של גימור פני השטח במהלך הליטוש.

תקן התעשייה מציג שלוש דרישות לתוצאות בדיקות מטאלוגרפיות, כלומר עמידה בסטנדרטים של A04, B04 ו-C04 [2]. ביניהם, A04 פירושו ששיעור הנקבוביות בטווח של 0~10μm אינו עולה על 0.06%, B04 פירושו ששיעור הנקבוביות בטווח של 10μm~25μm אינו עולה על 0.06%, וכן פירושו של C04 הוא ששיעור הפחמן החופשי אינו עולה על 0.06%. תקן זה למעשה רופף יחסית, מכיוון שנוכחות של נקבוביות ופחמן חופשי יובילו לליטוש חרוז לקוי ותפחית את עמידות הסגסוגת בפני קורוזיה. בפרט, חרוזים ניטרליים/על בסיס מים דורשים גימור משטח גבוה יותר. נקבוביות ופחמן חופשי יגרמו להיווצרות חרוזים על פני החרוזים, מה שישפיע על עקביות כמות הדיו.

Dingshen Ball שדרגה את תקני הבדיקה המטאלוגרפית שלה מאז שאימצה את תהליך הסינטר בלחץ גבוה בשנת 2012. כל פריטי הבדיקה חייבים לעמוד בסטנדרטים של A00, B00 ו-C00 ( ראה איור 3), כלומר, אין חללים ופחמן חופשי. , כדי להבטיח שלכדורים עם דרישות חלקות גבוהות יותר יש תקני משטח אחידים.

מיקרו-מבנה הוא גם דרך חשובה לנתח את המאפיינים של קרביד צמנט: ככל שגודל החלקיקים של הפאזה והפאזה עדין יותר, כך הפיזור של המבנה אחיד יותר, מה שמעיד על כך שהחרוזים צפופים יותר (ראה איור 4) ויהיו בעלי שחיקה טובה יותר. הִתנַגְדוּת; קיומם של פאזה אטה ובריכת קובלט קשור ישירות לעמידות הכדור בפני קורוזיה.

לכן, יש לבדוק ולנתח בקפדנות את המיקרו-מבנה הנ"ל במהלך תהליך הייצור של כדורי טונגסטן קרביד כדי למנוע בעיות איכות באצווה מסוימת עקב בקרת תהליכים לא מספקת. טבלה 2 היא תיאור של המשמעות של כל שלב בקרביד מוצק

חברות לייצור עטים שופטות בדרך כלל את העמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה של כדורים באמצעות אפקט השימוש בפועל של עטים מוגמרים, בעוד שיצרני כדורים חייבים לקבוע את הביצועים של כדורים לפני שהם עוזבים את המפעל באמצעות ניתוח עקרוני. זו הדרך היחידה רק כך ניתן לצמצם תאונות איכותיות ככל האפשר.

לגימור פני השטח של הכדור יש השפעה משמעותית על כמות תפוקת הדיו. בנסיבות מסוימות, זה משפיע גם על מידת הבלאי של קצה העט. ההגדרה של גימור פני השטח בתקן התעשייה מחולקת לארבע רמות. לפרטים, ראה 5.4 חספוס פני השטח 1 בעמודה בטבלה 1. בנסיבות רגילות, נעשה שימוש בדיו עם צמיגות נמוכה עם משטח כדור חלק, ודיו עם צמיגות גבוהה משמש עם משטח כדור מחוספס. לכן, כדורים ניטרליים ועל בסיס מים משתמשים בדרך כלל במשטח Ra0.012, ושמן שמן ובינוני משתמשים ב-Ra0.025 או Ra0.050. s משטח.

בייצור בפועל, ערכים מספריים ספציפיים אינם יכולים להצביע באמת על החלקות של משטח הכדור. הסיבה לכך היא שעד כה אין מכשיר למדידת חלקות מתאים שיכול לזהות במדויק את פני השטח של כדור בקוטר כה קטן. לכן, שיטות הגילוי הניתנות בתקן התעשייה הן בדיקה ויזואלית ובדיקה השוואתית, כלומר בדיקה ויזואלית במיקרוסקופ והשוואה למשטח הכדור הסטנדרטי. יש לציין כי פני השטח של חרוזים ניטרליים ועל בסיס מים הם חלקים יחסית, מה שיגרום להחזרה חזקה במיקרוסקופ בעל הספק גבוה, מה שלא מאפשר לצפות בשטח הכדור. לכן, בדרך כלל נעשה שימוש במיקרוסקופ סטריאו עם הגדלה של פי 100. עם זאת, כדורי Dingshen פרצו כעת את המגבלות הטכניות וניתן לצפות בהם על פני השטח באמצעות מיקרוסקופ אופטי פי 500, מה שבמידה מסוימת מקל על הקושי התפעולי לעובדים. אך חיפוש אחר ציוד לבדיקת גימור משטח כדור מתקדם ואינטואיטיבי הוא עדיין הדרך קדימה עבור יצרני הכדורים שלנו.

קשה להימנע לחלוטין מהחללים והחורים בתוך קרביד צמנט. לאחר השחזה והליטוש, החורים הפנימיים יהפכו לחורים או סדקים על פני השטח. מוצרים פגומים אלו ישפיעו במידה מסוימת על איכות הכתיבה, אז איך לצמצם אותם ככל האפשר גם שיעור פגמי השטח מהווה קריטריון חשוב לבדיקה עבור כדורי עט. ישנן מגבלות כמות הן עבור חרוזי קראק והן עבור חרוזי חורים בתקן התעשייה. אסור להתקיים חרוזי קראק ב-1,500 חרוזים, וחרוזים של חורים נדרשים להיות פחות או שווה ל-2 גרגירים ב-1,500 חרוזים. עם זאת, על פי תקני הבדיקה הפנימית של דינגשן, הגבלת כמות זו שופרה מאוד (ראה טבלה 3), ותכולת המוצרים הפגומים על פני הכדורים הועשרת.

השליטה בשיעור הכדורים הפגומים על פני השטח במהלך הייצור מסתמכת בעיקר על שני היבטים. האחת היא למזער את התרחשותן של נקבוביות פנימיות בכדורים הגסים, והשניה היא להסתמך על ציוד רלוונטי כדי לסנן בקפדנות כדורים מוגמרים או חצי מוגמרים. יצירת הנקבוביות בכדור הריק נגרמת על ידי גורמים רבים. במהלך תהליך ההכנה והכבישה של התערובת, קל לגרום לכמות קטנה של אוויר להתרכז בגוף המחובר ליצירת חורים [4]. אם בקרת התהליך אינה מושלמת מספיק, שיעור החורים יגדל באופן משמעותי. זה יגרום לבעיות גדולות בתהליך המיון הבא.

שיטת ההקרנה הקונבנציונלית היא להשתמש במכונת סינון כדור דו-צירית בעלת דיוק גבוה (ראה איור 5) כדי להמיר בעיות משטח לבעיות קוטר. ללא קשר לסדקים, חורים או סוגים אחרים של מוצרים פגומים, הקוטר במיקום קבוע יהיה קטן מהגודל הרגיל, ולכן הכדורים ייפסלו בשל גודלם הקטן כאשר הם מסתובבים ברולר. מאמר זה הזכיר כי העגלגלות של כדורים נקבעת גם על פי הקוטר שלהם, וגם כדורים אליפטיים פגומים על פני השטח. עם זאת, לעקרון מיון זה יש דרישות גבוהות על דיוק העיבוד של הגלילים, ויש לשלוט בקפדנות על הטמפרטורה והלחות של הסדנה, אחרת אפקט הסינון יקטן משמעותית.

הבנת הביצועים של כדורי טונגסטן קרביד היא בעלת משמעות רבה ליצרני העטים. פרופורציות שונות של טונגסטן קרביד או אם הכדורים מגנטיים או לא וכו', ישפיעו עמוקות על השימוש בעט המוגמר. אם ניקח לדוגמא את העטים הכדוריים הפופולריים כיום על בסיס מים, הכדורים הלא מגנטיים החדשים בעלי עמידות בפני קורוזיה משופרת והם מתאימים יותר לעטים על בסיס מים. עם זאת, ביצועי נשיאת הדיו של כדורים שאינם מגנטיים הם גרועים יחסית, מה שעלול בקלות להוביל לכמות קטנה של דיו ולהוביל לשבירה או להגביר את השחיקה של הכדור על קצה העט. לכן, כאשר בוחרים כדור, כדאי לא להסתכל רק על היבט אחד של ביצועים, אלא גם להסתכל על היבטים רבים. רמות ניתוח כדי לעשות בחירות סבירות.

https://www.ehisenanode.com/metal-processing-products/tungsten-processed-products/tungsten-carbide-ball.html