Большинство пластин сегодня изготавливаются из цементированного карбида, основными компонентами которого являются карбид вольфрама (WC) и кобальт (Co). WC представляет собой твердую частицу в лезвии, а Co действует как связующее вещество, придающее форму лезвию.
Простой способ изменить свойства цементированного карбида — изменить размер зерна используемых частиц WC. Твердосплавные материалы, приготовленные с частицами WC большего размера (3-5 мкм), имеют меньшую твердость и легче изнашиваются; использование частиц WC с меньшим размером частиц (<1 мкм) может обеспечить более высокую твердость и лучшую износостойкость. , но хрупкий карбидный материал также больше. При обработке очень твердых металлов хорошо подходят мелкозернистые твердосплавные пластины. С другой стороны, крупнозернистые твердосплавные пластины лучше работают при прерывистом резании или других операциях, требующих более высокой прочности пластины.
Еще один способ контролировать свойства твердосплавных вставок — изменить соотношение содержания WC и Co. По сравнению с WC, Co имеет гораздо меньшую твердость, но лучшую ударную вязкость, поэтому уменьшение содержания Co приведет к более твердому лезвию. Конечно, это снова поднимает вопрос об общем балансе – более твердые вставки имеют лучшую износостойкость, но и более хрупкие. В соответствии с конкретным типом обработки выбор соответствующего размера зерна WC и соотношения содержания Co требует соответствующих научных знаний и богатого опыта обработки.
Применяя технологию градиентного материала, можно в определенной степени избежать компромисса между прочностью и ударной вязкостью лезвия. Эта технология, которая обычно используется крупными мировыми производителями инструментов, включает использование более высокого содержания Co во внешнем слое пластины, чем во внутреннем слое. А именно, увеличить содержание Со во внешнем слое лезвия (толщиной 15-25 мкм) для обеспечения аналогичного эффекта «буферной зоны», чтобы лезвие могло выдержать определенный удар, не сломавшись. Это позволяет корпусу пластины достигать ряда отличных свойств, которые могут быть достигнуты только при использовании более прочной композиции из цементированного карбида.
После определения технических параметров сырья, таких как размер частиц, состав и т. д., можно начинать фактический процесс производства режущей пластины. Сначала поместите порошок вольфрама, порошок углерода и порошок кобальта в соответствии с пропорцией в мельницу размером со стиральную машину, измельчите порошок до требуемого размера частиц и равномерно перемешайте различные материалы. В процессе измельчения добавляют спирт и воду, чтобы получить густую черную суспензию. Затем эту суспензию помещают в циклонную сушилку, где жидкость испаряется, и получаются агломераты порошка, которые хранятся.
В следующем процессе подготовки можно получить прототип клинка. Сначала подготовленный порошок смешивают с полиэтиленгликолем (ПЭГ), который действует как пластификатор, который временно связывает порошок вместе, как тесто. Затем материал прессуется в форме лезвия в матрице. В соответствии с различными методами прессования лезвий для прессования можно использовать одноосный пресс или многоосевой пресс для прессования формы лезвия под разными углами.
После того, как штампованная заготовка получена, ее помещают в большую печь для спекания и спекают при высокой температуре. В процессе спекания ПЭГ выплавляется из смеси заготовок, оставляя полуфабрикатную карбидную вставку. После того, как ПЭГ был расплавлен, лезвие было уменьшено до его окончательного размера. Этот технологический этап требует точных математических расчетов, так как степень усадки лезвия варьируется в зависимости от состава и соотношения материалов, а размерный допуск готового изделия должен контролироваться в пределах нескольких микрон.