1. تنگستن کارباید چیست؟
تنگستن کارباید [به انگلیسی: Tungsten Carbide] با فرمول شیمیایی WC یک ترکیب شیمیایی (به طور خاص، یک کاربید) است که از بخشهای مساوی از اتمهای تنگستن و کربن تشکیل شدهاست. در حالت اولیه، تنگستن کارباید یک پودر خاکستری ریز است، اما میتوان آن را فشرده کرد و از طریق تف جوشی برای استفاده در ماشینآلات صنعتی، ابزارهای برش، اسکنهها، سایندهها و جواهرات به شکلهای مختلف درآورد.
تنگستن کارباید تقریباً دو برابر فولاد سختتر است، با مدول یانگ تقریباً 530-700 گیگا پاسکال؛ و چگالی آن دو برابر فولاد است. کاربید تنگستن از نظر سختی فقط از موادی با سختی برتر پودر الماس، CBN و PCD ضعیفتر است.
2. نامگذاری تنگستن کارباید
سنگ معدن ولفرامیت از نظر تاریخی به عنوان Wolfram شناخته میشود، بعدها با کربوریزه شده و با چسب سیمان میشود و ترکیبی را ایجاد میکند که امروزه “تنگستن کارباید” نامیده میشود. تنگستن در زبان سوئدی به معنای “سنگ سنگین” است. در زبان محاورهای در میان تکنسینها در صنایع مختلف (مانند ماشینکاری)، تنگستن کارباید اغلب به اختصار کارباید نامیده میشود.
3. ویژگی ابزارهای برشی کاربیدی تنگستن
ابزارهای برش تنگستن کارباید در برابر سایش بسیار مقاوم هستند و همچنین میتوانند دماهای بالاتری را نسبت به ابزارهای استاندارد فولادی تندبر (HSS) تحمل کنند. سطوح برش کارباید اغلب برای ماشینکاری مواد سخت مانند فولادهای کربنی یا فولاد ضد زنگ (استیل) و در کاربردهایی که ابزارهای فولادی به سرعت فرسوده میشوند، مانند تولید انبوه و با دقت بالا استفاده میشود. از آنجایی که ابزارهای کارباید بهتر از ابزارهای فولادی لبه برش تیز را حفظ میکنند، معمولاً روکش بهتری روی قطعات ایجاد میکنند و مقاومت دمایی آنها امکان ماشینکاری سریعتر را فراهم میکند. این ماده معمولاً کاربید سیمانی، کارباید جامد، الماس یا تنگستن کاربید نامیده میشود.
تنگستن کارباید یک کامپوزیت فلزی است که در آن ذرات کاربید تنگستن سنگدانه هستند و کبالت فلزی به عنوان ماتریس عمل میکند. مشخص شدهاست که خواص سایش و اکسیداسیون کاربید سیمانی را میتوان با جایگزینی کبالت با آلومینید آهن بهبود بخشید. ابزارهای برش تنگستن کارباید را میتوان با پوشش هایی مانند نیترید آلومینیوم تیتانیوم (TiAlN) یا نیترید کروم تیتانیوم (TiCrN) تقویت کرد تا پایداری حرارتی آنها بهبود یابد و عمر ابزار افزایش پیدا کند.
4. انواع ابزارهای برش تنگستن کارباید
ابزارهای برش کاربید، همچنین به عنوان ابزارهای برش کاربید سیمانی یا ابزارهای برش تنگستن کارباید شناخته میشوند، محصولات پیشرو در ابزارهای ماشینکاری CNC هستند. در برخی کشورها بیش از 90 درصد ابزارهای تراشکاری و 55 درصد ابزارهای فرزکاری را تشکیل میدهند. ابزارهای برش تنگستن کارباید دارای ویژگی های سختی بالا، استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش بالا و مدول الاستیسیته بالا و همچنین چقرمگی ضربه خوب و مقاومت در برابر خوردگی هستند. با توجه به سختی قطعه کار، متهها، اینسرتها، فرزهای انگشتی و تیغههای صنعتی تنگستن کارباید را میتوان به دستههای مختلف طبقهبندی کرد.
1.4. اینسرت کارباید
اینسرت کارباید که به آن تیغچه CNC یا اینسرت کاربید قابل نمایهسازی نیز میگویند، محصول اصلی در زمینه مدرن ماشینکاری است. این ابزار عمدتا در تراشکاری فلزات، فرزکاری، شیار و برش، ایجاد رزوه و زمینههای دیگر استفاده میشود. بر این اساس، اینسرتهای کارباید را مطابق با عملکردشان به اینسرت تراش، اینسرت فرزکاری، اینسرت برش و اینسرت گامزنی طبقه بندی میشوند.
2.4. فرز انگشتی کارباید
سختی قطعه کار مهمترین عامل برای انتخاب فرزهای انگشتی است. فرزهای انگشتی کارباید بر اساس عوامل مختلفی طبقهبندی میشوند. آنها بر اساس تعداد لبه برش در انواع دو، سه، چهار و شش پر موجود هستند. به علاوه فرزهای انگشتی بر اساس شکل ظاهری و نوع کاربرد به انواع سرتخت، بال نوز و تیپ ردیوس تقسیم میشوند. برای مطالعه بیشتر در مورد فرزهای انگشتی کارباید اینجا کلیک کنید.
3.4. مته کارباید
با توجه به نوع سوراخکاری، متههای کارباید را میتوان به أنواع مته راهنما، مته مرغک و مته پیچشی طبقهبندی کرد. بر اساس روش خنککاری، متههای پیچشی میتوانند از نوع خنککننده داخلی (آب صابون خور) یا بدون آب صابون باشند. هنگامی که عمق سوراخکاری از 5 برابر قطر مته بیشتر میشود، خنک کننده داخلی میتواند به طور قابل توجهی کارایی و عمر مفید مته را بهبود بخشد.
4.4. تیغه صنعتی
کاربیدهای سیمانی را میتوان به طور گسترده برای ساخت تیغههای صنعتی که به لبههای بسیار تیز و مقاوم در برابر سایش نیاز دارند، به دلیل ویژگی فوق العاده سخت آنها استفاده کرد. تیغههای فرز اره، تیغههای چوبکاری، تیغههای برش فلز و تیغههای آب صابونی از نمونههای کاربردی هستند.
