कार्बाइड उपकरण सामग्री का बुनियादी ज्ञान

कार्बाइड उच्च गति मशीनिंग (एचएसएम) उपकरण सामग्री का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला वर्ग है, जो पाउडर धातुकर्म प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित होता है और इसमें कठोर कार्बाइड (आमतौर पर टंगस्टन कार्बाइड डब्ल्यूसी) कण और एक नरम धातु बंधन संरचना शामिल होती है। वर्तमान में, विभिन्न रचनाओं वाले सैकड़ों डब्ल्यूसी-आधारित सीमेंटेड कार्बाइड हैं, जिनमें से अधिकांश कोबाल्ट (सीओ) को बाइंडर के रूप में उपयोग करते हैं, निकल (नी) और क्रोमियम (सीआर) भी आमतौर पर बाइंडर तत्वों का उपयोग किया जाता है, और अन्य को भी जोड़ा जा सकता है . कुछ मिश्रधातु तत्व। इतने सारे कार्बाइड ग्रेड क्यों हैं? उपकरण निर्माता किसी विशिष्ट कटिंग ऑपरेशन के लिए सही उपकरण सामग्री का चयन कैसे करते हैं? इन सवालों का जवाब देने के लिए, आइए पहले उन विभिन्न गुणों पर नज़र डालें जो सीमेंटेड कार्बाइड को एक आदर्श उपकरण सामग्री बनाते हैं।

कठोरता और कठोरता

WC-Co सीमेंटेड कार्बाइड में कठोरता और कठोरता दोनों में अद्वितीय फायदे हैं। टंगस्टन कार्बाइड (डब्ल्यूसी) स्वाभाविक रूप से बहुत कठोर है (कोरन्डम या एल्यूमिना से अधिक), और ऑपरेटिंग तापमान बढ़ने पर इसकी कठोरता शायद ही कम हो जाती है। हालाँकि, इसमें पर्याप्त कठोरता का अभाव है, जो काटने के उपकरण के लिए एक आवश्यक गुण है। टंगस्टन कार्बाइड की उच्च कठोरता का लाभ उठाने और इसकी कठोरता में सुधार करने के लिए, लोग टंगस्टन कार्बाइड को एक साथ जोड़ने के लिए धातु के बंधन का उपयोग करते हैं, ताकि इस सामग्री की कठोरता उच्च गति वाले स्टील से कहीं अधिक हो, जबकि यह अधिकांश कटाई का सामना करने में सक्षम हो। परिचालन. काटने का बल. इसके अलावा, यह हाई-स्पीड मशीनिंग के कारण होने वाले उच्च कटिंग तापमान का सामना कर सकता है।

आज, लगभग सभी WC-Co चाकू और आवेषण लेपित हैं, इसलिए आधार सामग्री की भूमिका कम महत्वपूर्ण लगती है। लेकिन वास्तव में, यह WC-Co सामग्री का उच्च लोचदार मापांक (कठोरता का एक माप, जो कमरे के तापमान पर उच्च गति वाले स्टील का लगभग तीन गुना है) है जो कोटिंग के लिए गैर-विकृत सब्सट्रेट प्रदान करता है। WC-Co मैट्रिक्स आवश्यक कठोरता भी प्रदान करता है। ये गुण WC-Co सामग्रियों के मूल गुण हैं, लेकिन सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर का उत्पादन करते समय सामग्री गुणों को सामग्री संरचना और सूक्ष्म संरचना को समायोजित करके भी तैयार किया जा सकता है। इसलिए, किसी विशिष्ट मशीनिंग के लिए उपकरण के प्रदर्शन की उपयुक्तता काफी हद तक प्रारंभिक मिलिंग प्रक्रिया पर निर्भर करती है।

मिलिंग प्रक्रिया

टंगस्टन कार्बाइड पाउडर टंगस्टन (डब्ल्यू) पाउडर कार्बराइजिंग द्वारा प्राप्त किया जाता है। टंगस्टन कार्बाइड पाउडर की विशेषताएं (विशेषकर इसके कण आकार) मुख्य रूप से कच्चे माल टंगस्टन पाउडर के कण आकार और कार्बराइजेशन के तापमान और समय पर निर्भर करती हैं। रासायनिक नियंत्रण भी महत्वपूर्ण है, और कार्बन सामग्री को स्थिर रखा जाना चाहिए (वजन के हिसाब से 6.13% के स्टोइकोमेट्रिक मूल्य के करीब)। बाद की प्रक्रियाओं के माध्यम से पाउडर कण आकार को नियंत्रित करने के लिए कार्बराइजिंग उपचार से पहले थोड़ी मात्रा में वैनेडियम और/या क्रोमियम जोड़ा जा सकता है। विभिन्न डाउनस्ट्रीम प्रक्रिया स्थितियों और विभिन्न अंतिम प्रसंस्करण उपयोगों के लिए टंगस्टन कार्बाइड कण आकार, कार्बन सामग्री, वैनेडियम सामग्री और क्रोमियम सामग्री के एक विशिष्ट संयोजन की आवश्यकता होती है, जिसके माध्यम से विभिन्न प्रकार के टंगस्टन कार्बाइड पाउडर का उत्पादन किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, टंगस्टन कार्बाइड पाउडर निर्माता, एटीआई एल्ल्डाइन, टंगस्टन कार्बाइड पाउडर के 23 मानक ग्रेड का उत्पादन करता है, और उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित टंगस्टन कार्बाइड पाउडर की किस्में टंगस्टन कार्बाइड पाउडर के मानक ग्रेड के 5 गुना से अधिक तक पहुंच सकती हैं।

एक निश्चित ग्रेड के सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर का उत्पादन करने के लिए टंगस्टन कार्बाइड पाउडर और मेटल बॉन्ड को मिलाते और पीसते समय, विभिन्न संयोजनों का उपयोग किया जा सकता है। सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली कोबाल्ट सामग्री 3% - 25% (वजन अनुपात) है, और उपकरण के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने की आवश्यकता के मामले में, निकल और क्रोमियम जोड़ना आवश्यक है। इसके अलावा, अन्य मिश्र धातु घटकों को जोड़कर धातु बंधन को और बेहतर बनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, WC-Co सीमेंटेड कार्बाइड में रूथेनियम मिलाने से इसकी कठोरता को कम किए बिना इसकी कठोरता में काफी सुधार हो सकता है। बाइंडर की सामग्री बढ़ाने से सीमेंटेड कार्बाइड की कठोरता में भी सुधार हो सकता है, लेकिन इससे इसकी कठोरता कम हो जाएगी।

टंगस्टन कार्बाइड कणों के आकार को कम करने से सामग्री की कठोरता बढ़ सकती है, लेकिन सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान टंगस्टन कार्बाइड के कण का आकार समान रहना चाहिए। सिंटरिंग के दौरान, टंगस्टन कार्बाइड कण विघटन और पुनर्अवक्षेपण की प्रक्रिया के माध्यम से संयोजित और बढ़ते हैं। वास्तविक सिंटरिंग प्रक्रिया में, पूरी तरह से सघन सामग्री बनाने के लिए, धातु बंधन तरल हो जाता है (जिसे तरल चरण सिंटरिंग कहा जाता है)। टंगस्टन कार्बाइड कणों की वृद्धि दर को वैनेडियम कार्बाइड (VC), क्रोमियम कार्बाइड (Cr3C2), टाइटेनियम कार्बाइड (TiC), टैंटलम कार्बाइड (TaC), और नाइओबियम कार्बाइड (NbC) सहित अन्य संक्रमण धातु कार्बाइड को जोड़कर नियंत्रित किया जा सकता है। ये धातु कार्बाइड आमतौर पर तब जोड़े जाते हैं जब टंगस्टन कार्बाइड पाउडर को धातु के बंधन के साथ मिश्रित और पीसा जाता है, हालांकि टंगस्टन कार्बाइड पाउडर को कार्बराइज करने पर वैनेडियम कार्बाइड और क्रोमियम कार्बाइड भी बन सकते हैं।

टंगस्टन कार्बाइड पाउडर का उत्पादन पुनर्चक्रित अपशिष्ट सीमेंटेड कार्बाइड सामग्री का उपयोग करके भी किया जा सकता है। स्क्रैप कार्बाइड के पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग का सीमेंटेड कार्बाइड उद्योग में एक लंबा इतिहास है और यह उद्योग की संपूर्ण आर्थिक श्रृंखला का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो सामग्री लागत को कम करने, प्राकृतिक संसाधनों को बचाने और अपशिष्ट पदार्थों से बचने में मदद करता है। हानिकारक निपटान. स्क्रैप सीमेंटेड कार्बाइड को आम तौर पर एपीटी (अमोनियम पैराटुंगस्टेट) प्रक्रिया, जिंक रिकवरी प्रक्रिया या क्रशिंग द्वारा पुन: उपयोग किया जा सकता है। इन "पुनर्नवीनीकरण" टंगस्टन कार्बाइड पाउडर में आम तौर पर बेहतर, पूर्वानुमानित घनत्व होता है क्योंकि टंगस्टन कार्बराइजिंग प्रक्रिया के माध्यम से सीधे बनाए गए टंगस्टन कार्बाइड पाउडर की तुलना में उनका सतह क्षेत्र छोटा होता है।

टंगस्टन कार्बाइड पाउडर और धातु बांड की मिश्रित पीसने की प्रसंस्करण की स्थिति भी महत्वपूर्ण प्रक्रिया पैरामीटर हैं। दो सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली मिलिंग तकनीकें बॉल मिलिंग और माइक्रोमिलिंग हैं। दोनों प्रक्रियाएं मिल्ड पाउडर के समान मिश्रण और कण आकार को कम करने में सक्षम बनाती हैं। बाद में दबाए गए वर्कपीस में पर्याप्त ताकत रखने के लिए, वर्कपीस के आकार को बनाए रखने के लिए, और ऑपरेटर या मैनिपुलेटर को ऑपरेशन के लिए वर्कपीस को लेने में सक्षम बनाने के लिए, आमतौर पर पीसने के दौरान एक कार्बनिक बाइंडर जोड़ना आवश्यक होता है। इस बंधन की रासायनिक संरचना दबाए गए वर्कपीस के घनत्व और ताकत को प्रभावित कर सकती है। हैंडलिंग की सुविधा के लिए, उच्च शक्ति वाले बाइंडरों को जोड़ने की सलाह दी जाती है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप संघनन घनत्व कम हो जाता है और गांठें उत्पन्न हो सकती हैं जो अंतिम उत्पाद में दोष पैदा कर सकती हैं।

मिलिंग के बाद, पाउडर को आमतौर पर कार्बनिक बाइंडर्स द्वारा एक साथ बंधे मुक्त-प्रवाह वाले एग्लोमेरेट्स का उत्पादन करने के लिए स्प्रे-सूखाया जाता है। कार्बनिक बाइंडर की संरचना को समायोजित करके, इन एग्लोमेरेट्स की प्रवाह क्षमता और चार्ज घनत्व को इच्छानुसार तैयार किया जा सकता है। मोटे या महीन कणों की जांच करके, ढेर के कण आकार वितरण को मोल्ड गुहा में लोड होने पर अच्छा प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए और अधिक अनुकूलित किया जा सकता है।

वर्कपीस निर्माण

कार्बाइड वर्कपीस विभिन्न प्रक्रिया विधियों द्वारा बनाए जा सकते हैं। वर्कपीस के आकार, आकार की जटिलता के स्तर और उत्पादन बैच के आधार पर, अधिकांश कटिंग आवेषण शीर्ष और निचले दबाव वाले कठोर डाई का उपयोग करके ढाले जाते हैं। प्रत्येक दबाने के दौरान वर्कपीस के वजन और आकार की स्थिरता बनाए रखने के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि गुहा में बहने वाले पाउडर (द्रव्यमान और मात्रा) की मात्रा बिल्कुल समान हो। पाउडर की तरलता मुख्य रूप से एग्लोमेरेट्स के आकार वितरण और कार्बनिक बाइंडर के गुणों द्वारा नियंत्रित होती है। मोल्डेड वर्कपीस (या "रिक्त") मोल्ड गुहा में लोड किए गए पाउडर पर 10-80 केएसआई (किलो पाउंड प्रति वर्ग फुट) का मोल्डिंग दबाव लागू करके बनाया जाता है।

अत्यधिक उच्च मोल्डिंग दबाव में भी, कठोर टंगस्टन कार्बाइड कण विकृत या टूटेंगे नहीं, लेकिन कार्बनिक बाइंडर को टंगस्टन कार्बाइड कणों के बीच अंतराल में दबाया जाता है, जिससे कणों की स्थिति ठीक हो जाती है। दबाव जितना अधिक होगा, टंगस्टन कार्बाइड कणों का बंधन उतना ही मजबूत होगा और वर्कपीस का संघनन घनत्व उतना ही अधिक होगा। सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड के मोल्डिंग गुण अलग-अलग हो सकते हैं, जो धातु बाइंडर की सामग्री, टंगस्टन कार्बाइड कणों के आकार और आकार, ढेर की डिग्री और कार्बनिक बाइंडर की संरचना और जोड़ पर निर्भर करता है। सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड के संघनन गुणों के बारे में मात्रात्मक जानकारी प्रदान करने के लिए, मोल्डिंग घनत्व और मोल्डिंग दबाव के बीच संबंध आमतौर पर पाउडर निर्माता द्वारा डिजाइन और निर्मित किया जाता है। यह जानकारी सुनिश्चित करती है कि आपूर्ति किया गया पाउडर उपकरण निर्माता की मोल्डिंग प्रक्रिया के अनुकूल है।

बड़े आकार के कार्बाइड वर्कपीस या उच्च पहलू अनुपात वाले कार्बाइड वर्कपीस (जैसे अंत मिलों और ड्रिल के लिए शैंक) आमतौर पर एक लचीले बैग में कार्बाइड पाउडर के समान रूप से दबाए गए ग्रेड से निर्मित होते हैं। यद्यपि संतुलित दबाव विधि का उत्पादन चक्र मोल्डिंग विधि की तुलना में लंबा है, उपकरण की निर्माण लागत कम है, इसलिए यह विधि छोटे बैच उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त है।

यह प्रक्रिया विधि पाउडर को बैग में डालना है, और बैग के मुंह को सील करना है, और फिर पाउडर से भरे बैग को एक कक्ष में रखना है, और दबाने के लिए हाइड्रोलिक डिवाइस के माध्यम से 30-60ksi का दबाव लागू करना है। दबाए गए वर्कपीस को अक्सर सिंटरिंग से पहले विशिष्ट ज्यामिति के लिए मशीनीकृत किया जाता है। संघनन के दौरान वर्कपीस सिकुड़न को समायोजित करने और पीसने के संचालन के लिए पर्याप्त मार्जिन प्रदान करने के लिए बोरी का आकार बढ़ाया गया है। चूंकि वर्कपीस को दबाने के बाद संसाधित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए चार्जिंग की स्थिरता की आवश्यकताएं मोल्डिंग विधि जितनी सख्त नहीं होती हैं, लेकिन फिर भी यह सुनिश्चित करना वांछनीय है कि हर बार बैग में समान मात्रा में पाउडर लोड किया जाए। यदि पाउडर का चार्जिंग घनत्व बहुत छोटा है, तो इससे बैग में अपर्याप्त पाउडर हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप वर्कपीस बहुत छोटा हो जाएगा और उसे स्क्रैप करना पड़ेगा। यदि पाउडर का लोडिंग घनत्व बहुत अधिक है, और बैग में लोड किया गया पाउडर बहुत अधिक है, तो दबाने के बाद अधिक पाउडर निकालने के लिए वर्कपीस को संसाधित करने की आवश्यकता होती है। हालाँकि हटाए गए अतिरिक्त पाउडर और स्क्रैप किए गए वर्कपीस को पुनर्चक्रित किया जा सकता है, लेकिन ऐसा करने से उत्पादकता कम हो जाती है।

कार्बाइड वर्कपीस को एक्सट्रूज़न डाई या इंजेक्शन डाई का उपयोग करके भी बनाया जा सकता है। एक्सट्रूज़न मोल्डिंग प्रक्रिया अक्षीय आकार के वर्कपीस के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त है, जबकि इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग आमतौर पर जटिल आकार के वर्कपीस के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए किया जाता है। दोनों मोल्डिंग प्रक्रियाओं में, सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड को एक कार्बनिक बाइंडर में निलंबित कर दिया जाता है जो सीमेंटेड कार्बाइड मिश्रण को टूथपेस्ट जैसी स्थिरता प्रदान करता है। फिर यौगिक को या तो एक छेद के माध्यम से बाहर निकाला जाता है या एक गुहा में इंजेक्ट किया जाता है। सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड की विशेषताएं मिश्रण में पाउडर और बाइंडर के इष्टतम अनुपात को निर्धारित करती हैं, और एक्सट्रूज़न छेद या गुहा में इंजेक्शन के माध्यम से मिश्रण की प्रवाह क्षमता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती हैं।

मोल्डिंग, आइसोस्टैटिक प्रेसिंग, एक्सट्रूज़न या इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा वर्कपीस बनने के बाद, अंतिम सिंटरिंग चरण से पहले ऑर्गेनिक बाइंडर को वर्कपीस से हटाने की आवश्यकता होती है। सिंटरिंग वर्कपीस से सरंध्रता को हटा देता है, जिससे यह पूरी तरह से (या काफी हद तक) घना हो जाता है। सिंटरिंग के दौरान, प्रेस-निर्मित वर्कपीस में धातु का बंधन तरल हो जाता है, लेकिन वर्कपीस केशिका बलों और कण लिंकेज की संयुक्त कार्रवाई के तहत अपना आकार बरकरार रखता है।

सिंटरिंग के बाद, वर्कपीस की ज्यामिति वही रहती है, लेकिन आयाम कम हो जाते हैं। सिंटरिंग के बाद आवश्यक वर्कपीस आकार प्राप्त करने के लिए, उपकरण को डिजाइन करते समय सिकुड़न दर पर विचार करना आवश्यक है। प्रत्येक उपकरण को बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्बाइड पाउडर के ग्रेड को उचित दबाव में संकुचित होने पर सही संकोचन के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

लगभग सभी मामलों में, सिंटरिंग के बाद सिंटर किए गए वर्कपीस के उपचार की आवश्यकता होती है। काटने के औजारों का सबसे बुनियादी उपचार काटने की धार को तेज़ करना है। कई उपकरणों को सिंटरिंग के बाद उनकी ज्यामिति और आयामों को पीसने की आवश्यकता होती है। कुछ उपकरणों को ऊपर और नीचे पीसने की आवश्यकता होती है; दूसरों को परिधीय पीसने की आवश्यकता होती है (कटिंग एज को तेज करने के साथ या उसके बिना)। पीसने से प्राप्त सभी कार्बाइड चिप्स को पुनर्चक्रित किया जा सकता है।

वर्कपीस कोटिंग

कई मामलों में, तैयार वर्कपीस को लेपित करने की आवश्यकता होती है। कोटिंग चिकनाई और बढ़ी हुई कठोरता प्रदान करती है, साथ ही सब्सट्रेट को एक प्रसार बाधा प्रदान करती है, जो उच्च तापमान के संपर्क में आने पर ऑक्सीकरण को रोकती है। सीमेंटेड कार्बाइड सब्सट्रेट कोटिंग के प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है। मैट्रिक्स पाउडर के मुख्य गुणों को अनुकूलित करने के अलावा, मैट्रिक्स की सतह के गुणों को रासायनिक चयन और सिंटरिंग विधि को बदलकर भी अनुकूलित किया जा सकता है। कोबाल्ट के प्रवास के माध्यम से, वर्कपीस के बाकी हिस्सों के सापेक्ष 20-30 माइक्रोन की मोटाई के भीतर ब्लेड की सतह की सबसे बाहरी परत में अधिक कोबाल्ट को समृद्ध किया जा सकता है, जिससे सब्सट्रेट की सतह को बेहतर ताकत और कठोरता मिलती है, जिससे यह अधिक हो जाता है। विरूपण के प्रति प्रतिरोधी.

अपनी स्वयं की निर्माण प्रक्रिया (जैसे डीवैक्सिंग विधि, हीटिंग दर, सिंटरिंग समय, तापमान और कार्बराइजिंग वोल्टेज) के आधार पर, उपकरण निर्माता के पास इस्तेमाल किए गए सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड के लिए कुछ विशेष आवश्यकताएं हो सकती हैं। कुछ उपकरण निर्माता वर्कपीस को वैक्यूम फर्नेस में सिंटर कर सकते हैं, जबकि अन्य हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (एचआईपी) सिंटरिंग फर्नेस का उपयोग कर सकते हैं (जो किसी भी अवशेष को हटाने के लिए प्रक्रिया चक्र के अंत के पास वर्कपीस पर दबाव डालता है) छिद्र)। वैक्यूम भट्टी में सिंटर किए गए वर्कपीस को वर्कपीस के घनत्व को बढ़ाने के लिए एक अतिरिक्त प्रक्रिया के माध्यम से गर्म आइसोस्टैटिक रूप से दबाने की भी आवश्यकता हो सकती है। कुछ उपकरण निर्माता कम कोबाल्ट सामग्री वाले मिश्रण के सिंटर घनत्व को बढ़ाने के लिए उच्च वैक्यूम सिंटरिंग तापमान का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन यह दृष्टिकोण उनकी सूक्ष्म संरचना को मोटा कर सकता है। महीन दाने के आकार को बनाए रखने के लिए, टंगस्टन कार्बाइड के छोटे कण आकार वाले पाउडर का चयन किया जा सकता है। विशिष्ट उत्पादन उपकरण से मेल खाने के लिए, सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर में कार्बन सामग्री के लिए डीवैक्सिंग स्थितियों और कार्बराइजिंग वोल्टेज की भी अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं।

ग्रेड वर्गीकरण

विभिन्न प्रकार के टंगस्टन कार्बाइड पाउडर, मिश्रण संरचना और धातु बाइंडर सामग्री, अनाज विकास अवरोधक के प्रकार और मात्रा आदि के संयोजन परिवर्तन, विभिन्न प्रकार के सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड का निर्माण करते हैं। ये पैरामीटर सीमेंटेड कार्बाइड की सूक्ष्म संरचना और उसके गुणों को निर्धारित करेंगे। गुणों के कुछ विशिष्ट संयोजन कुछ विशिष्ट प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए प्राथमिकता बन गए हैं, जिससे विभिन्न सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड को वर्गीकृत करना सार्थक हो गया है।

मशीनिंग अनुप्रयोगों के लिए दो सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली कार्बाइड वर्गीकरण प्रणालियाँ सी पदनाम प्रणाली और आईएसओ पदनाम प्रणाली हैं। हालाँकि कोई भी प्रणाली उन भौतिक गुणों को पूरी तरह से प्रतिबिंबित नहीं करती है जो सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड की पसंद को प्रभावित करते हैं, वे चर्चा के लिए एक प्रारंभिक बिंदु प्रदान करते हैं। प्रत्येक वर्गीकरण के लिए, कई निर्माताओं के पास अपने स्वयं के विशेष ग्रेड होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्बाइड ग्रेड की एक विस्तृत विविधता होती है।

कार्बाइड ग्रेड को संरचना के आधार पर भी वर्गीकृत किया जा सकता है। टंगस्टन कार्बाइड (डब्ल्यूसी) ग्रेड को तीन बुनियादी प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: सरल, माइक्रोक्रिस्टलाइन और मिश्र धातु। सिम्प्लेक्स ग्रेड में मुख्य रूप से टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट बाइंडर्स होते हैं, लेकिन इसमें थोड़ी मात्रा में अनाज वृद्धि अवरोधक भी हो सकते हैं। माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट बाइंडर से बना होता है जिसमें कई हज़ारवां वैनेडियम कार्बाइड (वीसी) और (या) क्रोमियम कार्बाइड (Cr3C2) मिलाया जाता है, और इसके दाने का आकार 1 माइक्रोन या उससे कम तक पहुंच सकता है। मिश्र धातु ग्रेड टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट बाइंडर्स से बने होते हैं जिनमें कुछ प्रतिशत टाइटेनियम कार्बाइड (TiC), टैंटलम कार्बाइड (TaC), और नाइओबियम कार्बाइड (NbC) होता है। इन अतिरिक्त पदार्थों को उनके सिंटरिंग गुणों के कारण क्यूबिक कार्बाइड के रूप में भी जाना जाता है। परिणामी माइक्रोस्ट्रक्चर एक अमानवीय तीन-चरण संरचना प्रदर्शित करता है।

1) सरल कार्बाइड ग्रेड

धातु काटने के लिए इन ग्रेडों में आमतौर पर 3% से 12% कोबाल्ट (वजन के अनुसार) होता है। टंगस्टन कार्बाइड अनाज की आकार सीमा आमतौर पर 1-8 माइक्रोन के बीच होती है। अन्य ग्रेडों की तरह, टंगस्टन कार्बाइड के कण आकार को कम करने से इसकी कठोरता और अनुप्रस्थ टूटना शक्ति (टीआरएस) बढ़ जाती है, लेकिन इसकी कठोरता कम हो जाती है। शुद्ध प्रकार की कठोरता आमतौर पर HRA89-93.5 के बीच होती है; अनुप्रस्थ टूटना शक्ति आमतौर पर 175-350ksi के बीच होती है। इन ग्रेडों के पाउडर में बड़ी मात्रा में पुनर्नवीनीकृत सामग्री हो सकती है।

सरल प्रकार के ग्रेड को सी ग्रेड प्रणाली में सी1-सी4 में विभाजित किया जा सकता है, और आईएसओ ग्रेड प्रणाली में के, एन, एस और एच ग्रेड श्रृंखला के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। मध्यवर्ती गुणों वाले सिम्प्लेक्स ग्रेड को सामान्य प्रयोजन ग्रेड (जैसे सी 2 या के 20) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है और इसका उपयोग टर्निंग, मिलिंग, प्लानिंग और बोरिंग के लिए किया जा सकता है; छोटे दाने के आकार या कम कोबाल्ट सामग्री और उच्च कठोरता वाले ग्रेड को फिनिशिंग ग्रेड (जैसे C4 या K01) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है; बड़े दाने के आकार या उच्च कोबाल्ट सामग्री और बेहतर कठोरता वाले ग्रेड को रफिंग ग्रेड (जैसे C1 या K30) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

सिम्प्लेक्स ग्रेड में बने उपकरणों का उपयोग कच्चा लोहा, 200 और 300 श्रृंखला के स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम और अन्य अलौह धातुओं, सुपरअलॉय और कठोर स्टील की मशीनिंग के लिए किया जा सकता है। इन ग्रेडों का उपयोग गैर-धातु काटने के अनुप्रयोगों (जैसे चट्टान और भूवैज्ञानिक ड्रिलिंग उपकरण) में भी किया जा सकता है, और इन ग्रेडों में अनाज का आकार 1.5-10μm (या बड़ा) और 6% -16% की कोबाल्ट सामग्री होती है। साधारण कार्बाइड ग्रेड का एक अन्य गैर-धातु काटने का उपयोग डाई और पंच के निर्माण में होता है। इन ग्रेडों में आम तौर पर 16% -30% की कोबाल्ट सामग्री के साथ मध्यम अनाज का आकार होता है।

(2) माइक्रोक्रिस्टलाइन सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड

ऐसे ग्रेड में आमतौर पर 6%-15% कोबाल्ट होता है। तरल चरण सिंटरिंग के दौरान, वैनेडियम कार्बाइड और/या क्रोमियम कार्बाइड को मिलाने से 1 माइक्रोन से कम के कण आकार के साथ एक महीन अनाज संरचना प्राप्त करने के लिए अनाज की वृद्धि को नियंत्रित किया जा सकता है। इस महीन दाने वाले ग्रेड में बहुत अधिक कठोरता और 500ksi से अधिक की अनुप्रस्थ टूटन क्षमता होती है। उच्च शक्ति और पर्याप्त क्रूरता का संयोजन इन ग्रेडों को एक बड़े सकारात्मक रेक कोण का उपयोग करने की अनुमति देता है, जो काटने की ताकत को कम करता है और धातु सामग्री को धकेलने के बजाय काटकर पतले चिप्स का उत्पादन करता है।

सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड के उत्पादन में विभिन्न कच्चे माल की सख्त गुणवत्ता की पहचान और सामग्री सूक्ष्म संरचना में असामान्य रूप से बड़े अनाज के गठन को रोकने के लिए सिंटरिंग प्रक्रिया की स्थितियों के सख्त नियंत्रण के माध्यम से, उचित सामग्री गुण प्राप्त करना संभव है। अनाज के आकार को छोटा और एक समान बनाए रखने के लिए, पुनर्चक्रित पुनर्चक्रित पाउडर का उपयोग केवल तभी किया जाना चाहिए जब कच्चे माल और पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया पर पूर्ण नियंत्रण हो और व्यापक गुणवत्ता परीक्षण हो।

माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड को आईएसओ ग्रेड प्रणाली में एम ग्रेड श्रृंखला के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। इसके अलावा, सी ग्रेड प्रणाली और आईएसओ ग्रेड प्रणाली में अन्य वर्गीकरण विधियां शुद्ध ग्रेड के समान हैं। माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड का उपयोग ऐसे उपकरण बनाने के लिए किया जा सकता है जो नरम वर्कपीस सामग्री को काटते हैं, क्योंकि उपकरण की सतह को बहुत चिकनी मशीनीकृत किया जा सकता है और यह बेहद तेज धार बनाए रख सकता है।

माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड का उपयोग निकल-आधारित सुपरअलॉय को मशीन बनाने के लिए भी किया जा सकता है, क्योंकि वे 1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान में कटौती का सामना कर सकते हैं। सुपरअलॉय और अन्य विशेष सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए, माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड टूल और रूथेनियम युक्त शुद्ध ग्रेड टूल का उपयोग एक साथ उनके पहनने के प्रतिरोध, विरूपण प्रतिरोध और क्रूरता में सुधार कर सकता है। माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड घूर्णन उपकरण जैसे ड्रिल के निर्माण के लिए भी उपयुक्त हैं जो कतरनी तनाव उत्पन्न करते हैं। सीमेंटेड कार्बाइड के मिश्रित ग्रेड से बनी एक ड्रिल है। एक ही ड्रिल के विशिष्ट भागों में, सामग्री में कोबाल्ट सामग्री भिन्न होती है, ताकि ड्रिल की कठोरता और कठोरता को प्रसंस्करण आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जा सके।

(3) मिश्र धातु प्रकार सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड

इन ग्रेडों का उपयोग मुख्य रूप से स्टील भागों को काटने के लिए किया जाता है, और उनकी कोबाल्ट सामग्री आमतौर पर 5% -10% होती है, और अनाज का आकार 0.8-2μm तक होता है। 4%-25% टाइटेनियम कार्बाइड (TiC) मिलाने से स्टील चिप्स की सतह पर टंगस्टन कार्बाइड (WC) के फैलने की प्रवृत्ति को कम किया जा सकता है। 25% टैंटलम कार्बाइड (TaC) और नाइओबियम कार्बाइड (NbC) को जोड़कर उपकरण की ताकत, क्रेटर घिसाव प्रतिरोध और थर्मल शॉक प्रतिरोध में सुधार किया जा सकता है। ऐसे क्यूबिक कार्बाइड को जोड़ने से उपकरण की लाल कठोरता भी बढ़ जाती है, जिससे भारी कटाई या अन्य परिचालनों में उपकरण के थर्मल विरूपण से बचने में मदद मिलती है जहां काटने का किनारा उच्च तापमान उत्पन्न करेगा। इसके अलावा, टाइटेनियम कार्बाइड सिंटरिंग के दौरान न्यूक्लिएशन साइट प्रदान कर सकता है, जिससे वर्कपीस में क्यूबिक कार्बाइड वितरण की एकरूपता में सुधार होता है।

सामान्यतया, मिश्र धातु-प्रकार के सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड की कठोरता सीमा HRA91-94 है, और अनुप्रस्थ फ्रैक्चर ताकत 150-300ksi है। शुद्ध ग्रेड की तुलना में, मिश्र धातु ग्रेड में खराब पहनने का प्रतिरोध और कम ताकत होती है, लेकिन चिपकने वाला पहनने के लिए बेहतर प्रतिरोध होता है। मिश्र धातु ग्रेड को सी ग्रेड प्रणाली में सी5-सी8 में विभाजित किया जा सकता है, और आईएसओ ग्रेड प्रणाली में पी और एम ग्रेड श्रृंखला के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। मध्यवर्ती गुणों वाले मिश्र धातु ग्रेड को सामान्य प्रयोजन ग्रेड (जैसे सी 6 या पी 30) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है और इसका उपयोग टर्निंग, टैपिंग, प्लानिंग और मिलिंग के लिए किया जा सकता है। फिनिशिंग टर्निंग और बोरिंग ऑपरेशन के लिए सबसे कठिन ग्रेड को फिनिशिंग ग्रेड (जैसे C8 और P01) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। आवश्यक कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को प्राप्त करने के लिए इन ग्रेडों में आम तौर पर छोटे अनाज के आकार और कम कोबाल्ट सामग्री होती है। हालाँकि, अधिक घन कार्बाइड जोड़कर समान सामग्री गुण प्राप्त किए जा सकते हैं। उच्चतम कठोरता वाले ग्रेड को रफिंग ग्रेड (जैसे C5 या P50) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इन ग्रेडों में आमतौर पर मध्यम अनाज का आकार और उच्च कोबाल्ट सामग्री होती है, जिसमें दरार वृद्धि को रोककर वांछित कठोरता प्राप्त करने के लिए क्यूबिक कार्बाइड की कम मात्रा होती है। बाधित मोड़ संचालन में, उपकरण की सतह पर उच्च कोबाल्ट सामग्री के साथ उपर्युक्त कोबाल्ट-समृद्ध ग्रेड का उपयोग करके काटने के प्रदर्शन को और बेहतर बनाया जा सकता है।

कम टाइटेनियम कार्बाइड सामग्री वाले मिश्र धातु ग्रेड का उपयोग स्टेनलेस स्टील और लचीले लोहे की मशीनिंग के लिए किया जाता है, लेकिन इसका उपयोग निकल-आधारित सुपरअलॉय जैसी अलौह धातुओं की मशीनिंग के लिए भी किया जा सकता है। इन ग्रेडों के दाने का आकार आमतौर पर 1 माइक्रोन से कम होता है, और कोबाल्ट सामग्री 8%-12% होती है। कठोर ग्रेड, जैसे एम10, का उपयोग लचीले लोहे को मोड़ने के लिए किया जा सकता है; M40 जैसे कठिन ग्रेड का उपयोग स्टील की मिलिंग और प्लानिंग के लिए, या स्टेनलेस स्टील या सुपरअलॉय को मोड़ने के लिए किया जा सकता है।

मिश्र धातु-प्रकार के सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड का उपयोग गैर-धातु काटने के उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है, मुख्य रूप से पहनने के लिए प्रतिरोधी भागों के निर्माण के लिए। इन ग्रेडों का कण आकार आमतौर पर 1.2-2 माइक्रोमीटर होता है, और कोबाल्ट सामग्री 7%-10% होती है। इन ग्रेडों का उत्पादन करते समय, आमतौर पर पुनर्नवीनीकरण कच्चे माल का एक उच्च प्रतिशत जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पहनने वाले भागों के अनुप्रयोगों में उच्च लागत-प्रभावशीलता होती है। घिसे हुए हिस्सों के लिए अच्छे संक्षारण प्रतिरोध और उच्च कठोरता की आवश्यकता होती है, जिसे इन ग्रेडों का उत्पादन करते समय निकल और क्रोमियम कार्बाइड जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है।

उपकरण निर्माताओं की तकनीकी और आर्थिक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कार्बाइड पाउडर प्रमुख तत्व है। उपकरण निर्माताओं के मशीनिंग उपकरण और प्रक्रिया मापदंडों के लिए डिज़ाइन किए गए पाउडर तैयार वर्कपीस के प्रदर्शन को सुनिश्चित करते हैं और इसके परिणामस्वरूप सैकड़ों कार्बाइड ग्रेड प्राप्त होते हैं। कार्बाइड सामग्री की पुनर्नवीनीकरण योग्य प्रकृति और पाउडर आपूर्तिकर्ताओं के साथ सीधे काम करने की क्षमता उपकरण निर्माताओं को अपने उत्पाद की गुणवत्ता और सामग्री लागत को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने की अनुमति देती है।