कार्बाइड उपकरण सामग्री का बुनियादी ज्ञान

कार्बाइड हाई-स्पीड मशीनिंग (एचएसएम) टूल सामग्री का सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला वर्ग है, जो पाउडर धातुकर्म प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित होते हैं और हार्ड कार्बाइड (आमतौर पर टंगस्टन कार्बाइड डब्ल्यूसी) कणों और एक नरम धातु बॉन्ड रचना से मिलकर बनते हैं। वर्तमान में, विभिन्न रचनाओं के साथ सैकड़ों डब्ल्यूसी-आधारित सीमेंटेड कार्बाइड हैं, जिनमें से अधिकांश कोबाल्ट (सीओ) का उपयोग एक बाइंडर, निकल (एनआई) और क्रोमियम (सीआर) के रूप में भी आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले बाइंडर तत्वों के रूप में हैं, और अन्य भी जोड़े जा सकते हैं। कुछ मिश्र धातु तत्व। इतने सारे कार्बाइड ग्रेड क्यों हैं? टूल निर्माता एक विशिष्ट कटिंग ऑपरेशन के लिए सही उपकरण सामग्री कैसे चुनते हैं? इन सवालों के जवाब देने के लिए, आइए पहले विभिन्न गुणों को देखें जो सीमेंटेड कार्बाइड को एक आदर्श उपकरण सामग्री बनाते हैं।

कठोरता और क्रूरता

डब्ल्यूसी-सीओ सीमेंटेड कार्बाइड में कठोरता और क्रूरता दोनों में अद्वितीय लाभ हैं। टंगस्टन कार्बाइड (डब्ल्यूसी) स्वाभाविक रूप से बहुत कठिन है (कोरंडम या एल्यूमिना से अधिक), और ऑपरेटिंग तापमान में वृद्धि के साथ इसकी कठोरता शायद ही कभी घट जाती है। हालांकि, इसमें पर्याप्त क्रूरता का अभाव है, उपकरण काटने के लिए एक आवश्यक संपत्ति। टंगस्टन कार्बाइड की उच्च कठोरता का लाभ उठाने और इसकी क्रूरता में सुधार करने के लिए, लोग टंगस्टन कार्बाइड को एक साथ बॉन्ड करने के लिए धातु बॉन्ड का उपयोग करते हैं, ताकि इस सामग्री में उच्च गति वाले स्टील से अधिक कठोरता हो, जबकि अधिकांश कटिंग ऑपरेशन का सामना करने में सक्षम हो। कटिंग फोर्स। इसके अलावा, यह उच्च गति वाली 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 (कठोरता का एक उपाय, जो कमरे के तापमान पर उच्च गति वाले स्टील की तुलना में लगभग तीन गुना है) का उच्च लोचदार मापांक है जो कोटिंग के लिए गैर-विकृत सब्सट्रेट प्रदान करता है। WC-CO मैट्रिक्स भी आवश्यक क्रूरता प्रदान करता है। ये गुण WC-CO सामग्री के मूल गुण हैं, लेकिन सामग्री के गुणों को सामग्री संरचना और माइक्रोस्ट्रक्चर को समायोजित करके भी सिलवाया जा सकता है, जब सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर का उत्पादन किया जाता है। इसलिए, एक विशिष्ट मशीनिंग के लिए उपकरण प्रदर्शन की उपयुक्तता प्रारंभिक मिलिंग प्रक्रिया पर काफी हद तक निर्भर करती है।

मिलिंग प्रक्रिया

टंगस्टन कार्बाइड पाउडर टंगस्टन (डब्ल्यू) पाउडर को कार्बरिंग द्वारा प्राप्त किया जाता है। टंगस्टन कार्बाइड पाउडर (विशेष रूप से इसके कण आकार) की विशेषताएं मुख्य रूप से कच्चे माल टंगस्टन पाउडर के कण आकार और तापमान और कार्बोराइजेशन के समय पर निर्भर करती हैं। रासायनिक नियंत्रण भी महत्वपूर्ण है, और कार्बन सामग्री को स्थिर रखा जाना चाहिए (वजन से 6.13% के स्टोइकोमेट्रिक मूल्य के करीब)। बाद की प्रक्रियाओं के माध्यम से पाउडर कण आकार को नियंत्रित करने के लिए कार्बोबेरिंग उपचार से पहले वैनेडियम और/या क्रोमियम की एक छोटी मात्रा को जोड़ा जा सकता है। विभिन्न डाउनस्ट्रीम प्रक्रिया की स्थिति और विभिन्न अंत 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 टंगस्टन कार्बाइड पाउडर की एक किस्म का उत्पादन किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, टंगस्टन कार्बाइड पाउडर निर्माता, एटीआई ऑलडेन, टंगस्टन कार्बाइड पाउडर के 23 मानक ग्रेड का उत्पादन करता है, और टंगस्टन कार्बाइड पाउडर की किस्में उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित टंगस्टन कार्बाइड पाउडर के मानक ग्रेड के 5 गुना से अधिक तक पहुंच सकती हैं।

जब टंगस्टन कार्बाइड पाउडर और मेटल बॉन्ड को मिलाकर सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के एक निश्चित ग्रेड का उत्पादन किया जाता है, तो विभिन्न संयोजनों का उपयोग किया जा सकता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला कोबाल्ट सामग्री 3% - 25% (वजन अनुपात) है, और उपकरण के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए आवश्यकता के मामले में, निकल और क्रोमियम को जोड़ना आवश्यक है। इसके अलावा, अन्य मिश्र धातु घटकों को जोड़कर धातु बंधन को और बेहतर बनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, रूथेनियम को डब्ल्यूसी-सीओ सीमेंटेड कार्बाइड में जोड़ने से इसकी कठोरता को कम किए बिना इसकी क्रूरता में काफी सुधार हो सकता है। बाइंडर की सामग्री को बढ़ाने से सीमेंटेड कार्बाइड की क्रूरता में भी सुधार हो सकता है, लेकिन यह इसकी कठोरता को कम कर देगा।

टंगस्टन कार्बाइड कणों के आकार को कम करने से सामग्री की कठोरता बढ़ सकती है, लेकिन टंगस्टन कार्बाइड के कण आकार को सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान समान रहना चाहिए। सिंटरिंग के दौरान, टंगस्टन कार्बाइड कण विघटन और पुनरावृत्ति की एक प्रक्रिया के माध्यम से गठबंधन करते हैं और बढ़ते हैं। वास्तविक सिंटरिंग प्रक्रिया में, पूरी तरह से घनी सामग्री बनाने के लिए, धातु बंधन तरल हो जाता है (जिसे तरल चरण सिंटरिंग कहा जाता है)। टंगस्टन कार्बाइड कणों की वृद्धि दर को अन्य संक्रमण धातु कार्बाइड को जोड़कर नियंत्रित किया जा सकता है, जिसमें वैनेडियम कार्बाइड (वीसी), क्रोमियम कार्बाइड (सीआर 3 सी 2), टाइटेनियम कार्बाइड (टीआईसी), टैंटालम कार्बाइड (टीएसी), और नायोबियम कार्बाइड (एनबीसी) शामिल हैं। इन धातु कार्बाइड्स को आमतौर पर तब जोड़ा जाता है जब टंगस्टन कार्बाइड पाउडर को मिलाया जाता है और एक धातु के बंधन के साथ मिलाया जाता है, हालांकि टंगस्टन कार्बाइड पाउडर को कार्बोराइज्ड होने पर वैनेडियम कार्बाइड और क्रोमियम कार्बाइड भी बनाया जा सकता है।

टंगस्टन कार्बाइड पाउडर को पुनर्नवीनीकरण अपशिष्ट सीमेंटेड कार्बाइड सामग्री का उपयोग करके भी उत्पादित किया जा सकता है। स्क्रैप कार्बाइड के रीसाइक्लिंग और पुन: उपयोग का सीमेंटेड कार्बाइड उद्योग में एक लंबा इतिहास है और यह उद्योग की पूरी आर्थिक श्रृंखला का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो भौतिक 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, जस्ता वसूली प्रक्रिया या कुचलने से पुन: उपयोग किया जा सकता है। इन "पुनर्नवीनीकरण" टंगस्टन कार्बाइड पाउडर में आम तौर पर बेहतर, पूर्वानुमानित घनत्व होता है क्योंकि उनके पास टंगस्टन कार्बाइड पाउडर की तुलना में एक छोटा सतह क्षेत्र होता है जो सीधे टंगस्टन कार्बरिंग प्रक्रिया के माध्यम से बनाया जाता है।

टंगस्टन कार्बाइड पाउडर और धातु बॉन्ड के मिश्रित पीस की प्रसंस्करण की स्थिति भी महत्वपूर्ण प्रक्रिया पैरामीटर हैं। दो सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली मिलिंग तकनीक 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 को पर्याप्त ताकत बनाने के लिए, वर्कपीस के आकार को बनाए रखें, और ऑपरेटर या मैनिपुलेटर को ऑपरेशन के लिए वर्कपीस को लेने में सक्षम करें, आमतौर पर पीसने के दौरान एक कार्बनिक बांधने की मशीन जोड़ना आवश्यक है। इस बंधन की रासायनिक संरचना दबाए गए वर्कपीस के घनत्व और ताकत को प्रभावित कर सकती है। हैंडलिंग को सुविधाजनक बनाने के लिए, उच्च शक्ति वाले बाइंडरों को जोड़ना सलाह दी जाती है, लेकिन इससे कम संघनन घनत्व होता है और यह गांठ का उत्पादन कर सकता है जो अंतिम उत्पाद में दोष का कारण बन सकता है।

मिलिंग के बाद, पाउडर आमतौर पर कार्बनिक बाइंडरों द्वारा एक साथ आयोजित मुक्त-प्रवाह एग्लोमेरेट्स का उत्पादन करने के लिए स्प्रे-सूखा होता है। कार्बनिक बांधने की मशीन की संरचना को समायोजित करके, इन एग्लोमेरेट्स के प्रवाह क्षमता और चार्ज घनत्व को वांछित के रूप में अनुरूप बनाया जा सकता है। मोटे या महीन कणों की स्क्रीनिंग करके, एग्लोमरेट के कण आकार के वितरण को मोल्ड गुहा में लोड होने पर अच्छे प्रवाह को सुनिश्चित करने के लिए आगे तैयार किया जा सकता है।

वर्कपीस मैन्युफैक्चरिंग

कार्बाइड वर्कपीस को विभिन्न प्रकार की प्रक्रिया विधियों द्वारा बनाया जा सकता है। वर्कपीस के आकार के आधार पर, आकार की जटिलता का स्तर, और उत्पादन बैच, अधिकांश काटने वाले आवेषण को शीर्ष और नीचे-दबाव कठोर मरने का उपयोग करके ढाला जाता है। प्रत्येक दबाव के दौरान वर्कपीस वेट 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 है। पाउडर की तरलता मुख्य रूप से एग्लोमेरेट्स के आकार वितरण और कार्बनिक बांधने की मशीन के गुणों द्वारा नियंत्रित की जाती है। ढाले वर्कपीस (या "ब्लैंक") का गठन मोल्ड गुहा में लोड किए गए पाउडर में 10-80 ksi (किलो पाउंड प्रति वर्ग फुट) के मोल्डिंग दबाव को लागू करके किया जाता है।

यहां तक ​​कि अत्यधिक उच्च मोल्डिंग दबाव के तहत, कठोर टंगस्टन कार्बाइड कणों को विकृत या टूट नहीं जाएगा, लेकिन कार्बनिक बांधने की मशीन टंगस्टन कार्बाइड कणों के बीच अंतराल में दबाया जाता है, जिससे कणों की स्थिति को ठीक किया जाता है। दबाव जितना अधिक होगा, टंगस्टन कार्बाइड कणों के संबंध को तंग करना और वर्कपीस के संघनन घनत्व से अधिक होगा। सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड के मोल्डिंग गुण अलग -अलग हो सकते हैं, जो कि धातु बाइंडर की सामग्री, टंगस्टन कार्बाइड कणों के आकार और आकार, एग्लोमरेशन की डिग्री और कार्बनिक बांधने की मशीन की रचना 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 डिज़ाइन और निर्माण किया जाता है। यह जानकारी यह सुनिश्चित करती है कि आपूर्ति की गई पाउडर टूल निर्माता की मोल्डिंग प्रक्रिया के साथ संगत है।

उच्च पहलू अनुपात (जैसे अंत मिल्स और ड्रिल के लिए शैंक) के साथ बड़े आकार के कार्बाइड वर्कपीस या कार्बाइड वर्कपीस 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 विनिर्माण लागत कम है, इसलिए यह विधि छोटे बैच उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त है।

यह प्रक्रिया विधि पाउडर को बैग में रखना है, और बैग के मुंह को सील करना है, और फिर एक चैम्बर में पाउडर से भरा बैग डालें, और प्रेस करने के लिए एक हाइड्रोलिक डिवाइस के माध्यम से 30-60KSI का दबाव लागू करें। दबाए गए वर्कपीस को अक्सर सिंटरिंग से पहले विशिष्ट ज्यामितीयों के लिए तैयार किया जाता है। बोरी के आकार को संघनन के दौरान वर्कपीस संकोचन को समायोजित करने और पीसने के लिए पर्याप्त मार्जिन प्रदान करने के लिए बढ़ाया जाता है। चूंकि वर्कपीस को दबाने के बाद संसाधित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए चार्जिंग की स्थिरता के लिए आवश्यकताएं मोल्डिंग विधि के समान सख्त नहीं हैं, लेकिन यह सुनिश्चित करना अभी भी वांछनीय है कि पाउडर की समान मात्रा को हर बार बैग में लोड किया जाता है। यदि पाउडर का चार्जिंग घनत्व बहुत छोटा है, तो इससे बैग में अपर्याप्त पाउडर हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप वर्कपीस बहुत छोटा हो जाता है और इसे स्क्रैप किया जाता है। यदि पाउडर का लोडिंग घनत्व बहुत अधिक है, और बैग में लोड किया गया पाउडर बहुत अधिक है, तो वर्कपीस को दबाने के बाद अधिक पाउडर को हटाने के लिए संसाधित करने की आवश्यकता होती है। यद्यपि अतिरिक्त पाउडर हटाए गए और स्क्रैप किए गए वर्कपीस को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, लेकिन ऐसा करने से उत्पादकता कम हो जाती है।

एक्सट्रूज़न मरने या इंजेक्शन की मृत्यु का उपयोग करके कार्बाइड वर्कपीस भी बनाई जा सकती है। एक्सट्रूज़न मोल्डिंग प्रक्रिया अक्षीय आकार वर्कपीस के द्रव्यमान उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त है, जबकि इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग आमतौर पर जटिल आकार वर्कपीस के द्रव्यमान उत्पादन के लिए किया जाता है। दोनों मोल्डिंग प्रक्रियाओं में, सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड को एक कार्बनिक बांधने की मशीन में निलंबित कर दिया जाता है जो सीमेंटेड कार्बाइड मिश्रण के लिए टूथपेस्ट जैसी स्थिरता प्रदान करता है। यौगिक तब 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 बांधने के लिए पाउडर के इष्टतम अनुपात को निर्धारित करती हैं, और गुहा में एक्सट्रूज़न होल या इंजेक्शन के माध्यम से मिश्रण की प्रवाह क्षमता पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव डालती हैं।

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

सिंटरिंग के बाद, वर्कपीस ज्यामिति समान रहती है, लेकिन आयाम कम हो जाते हैं। सिंटरिंग के बाद आवश्यक वर्कपीस आकार प्राप्त करने के लिए, टूल को डिजाइन करते समय संकोचन दर पर विचार करने की आवश्यकता होती है। प्रत्येक उपकरण को बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्बाइड पाउडर का ग्रेड उचित दबाव के तहत कॉम्पैक्ट होने पर सही संकोचन के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

लगभग सभी मामलों में, पापी वर्कपीस के पोस्ट-सिंटरिंग उपचार की आवश्यकता होती है। काटने के उपकरणों का सबसे बुनियादी उपचार कटिंग एज को तेज करना है। कई उपकरणों को अपने ज्यामिति और आयामों को सिन्टरिंग के बाद 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 बिना)। पीसने से सभी कार्बाइड चिप्स को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है।

वर्कपीस कोटिंग

कई मामलों में, तैयार वर्कपीस को लेपित करने की आवश्यकता है। कोटिंग चिकनाई और बढ़ी हुई कठोरता प्रदान करती है, साथ ही सब्सट्रेट के लिए एक प्रसार बाधा, 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 सिलाई करने के अलावा, मैट्रिक्स की सतह के गुणों को रासायनिक चयन और सिंटरिंग विधि को बदलने से भी सिलवाया जा सकता है। कोबाल्ट के प्रवास के माध्यम से, अधिक कोबाल्ट को वर्कपीस के बाकी हिस्सों के सापेक्ष 20-30 माइक्रोन की मोटाई के भीतर ब्लेड की सतह की सबसे बाहरी परत में समृद्ध किया जा सकता है, जिससे सब्सट्रेट की सतह को बेहतर शक्ति और क्रूरता मिलती है, जिससे यह विकृति के लिए अधिक प्रतिरोधी हो जाता है।

अपनी स्वयं की विनिर्माण प्रक्रिया (जैसे कि डेवैक्सिंग विधि, हीटिंग दर, सिंटरिंग समय, तापमान और कार्बोबेरिंग वोल्टेज) के आधार पर, उपकरण निर्माता को सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड के लिए कुछ विशेष आवश्यकताएं हो सकती हैं। कुछ टूलमेकर एक वैक्यूम भट्ठी में वर्कपीस को पापी कर सकते हैं, जबकि अन्य एक गर्म आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (हिप) सिंटरिंग भट्टी 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)। एक वैक्यूम भट्ठी में पापी वर्कपीस भी वर्कपीस के घनत्व को बढ़ाने के लिए एक अतिरिक्त प्रक्रिया के माध्यम से हॉट आइसोस्टिक रूप से दबाने की आवश्यकता हो सकती है। कुछ उपकरण निर्माता कम कोबाल्ट सामग्री के साथ मिश्रण के पापी घनत्व को बढ़ाने के लिए उच्च वैक्यूम सिंटरिंग तापमान का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन यह दृष्टिकोण उनके माइक्रोस्ट्रक्चर को मोटा कर सकता है। एक ठीक अनाज के आकार को बनाए रखने के लिए, टंगस्टन कार्बाइड के छोटे कण आकार वाले पाउडर को चुना जा सकता है। विशिष्ट उत्पादन उपकरणों से मिलान करने के लिए, डेवैक्सिंग की स्थिति और कार्बरिंग वोल्टेज को भी सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर में कार्बन सामग्री के लिए अलग -अलग आवश्यकताएं होती हैं।

ग्रेड वर्गीकरण

विभिन्न प्रकार के टंगस्टन कार्बाइड पाउडर, मिश्रण रचना और धातु बाइंडर सामग्री, प्रकार और अनाज विकास अवरोधक की मात्रा, आदि के संयोजन परिवर्तन, विभिन्न प्रकार के सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड का गठन करते हैं। ये पैरामीटर सीमेंटेड कार्बाइड और इसके गुणों के माइक्रोस्ट्रक्चर 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 जाता है।

मशीनिंग अनुप्रयोगों के लिए दो सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कार्बाइड वर्गीकरण प्रणाली सी पदनाम प्रणाली और आईएसओ पदनाम प्रणाली हैं। यद्यपि न तो प्रणाली पूरी तरह से उन भौतिक गुणों को दर्शाती 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 अपने विशेष ग्रेड होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्बाइड ग्रेड की एक विस्तृत विविधता होती है।

कार्बाइड ग्रेड को रचना द्वारा भी वर्गीकृत किया जा सकता है। टंगस्टन कार्बाइड (WC) ग्रेड को तीन बुनियादी प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: सरल, माइक्रोक्रिस्टलाइन और मिश्र धातु। सिंप्लेक्स ग्रेड में मुख्य रूप से टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट बाइंडर्स शामिल हैं, लेकिन इसमें कम मात्रा में अनाज विकास अवरोधक भी हो सकते हैं। माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट बाइंडर से बना है, जो कई हजारवें हिस्से वैनेडियम कार्बाइड (वीसी) और (या) क्रोमियम कार्बाइड (CR3C2) के साथ जोड़ा जाता है, और इसके अनाज का आकार 1 μm या उससे कम तक पहुंच सकता है। मिश्र धातु ग्रेड टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट बाइंडरों से बने होते हैं, जिनमें कुछ प्रतिशत टाइटेनियम कार्बाइड (टीआईसी), टैंटलम कार्बाइड (टीएसी), और नाइओबियम कार्बाइड (एनबीसी) होते हैं। इन परिवर्धन को उनके सिंटरिंग गुणों के कारण क्यूबिक कार्बाइड के रूप में भी जाना जाता है। परिणामी माइक्रोस्ट्रक्चर एक अमानवीय तीन-चरण संरचना को प्रदर्शित करता है।

1) सरल कार्बाइड ग्रेड

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

सरल प्रकार के ग्रेड को C ग्रेड सिस्टम में C1-C4 में विभाजित किया जा सकता है, और इसे ISO ग्रेड सिस्टम में K, N, S और H ग्रेड सीरीज़ के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। मध्यवर्ती गुणों के साथ सिम्प्लेक्स ग्रेड को सामान्य-उद्देश्य ग्रेड (जैसे कि C2 या K20) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है और इसका उपयोग मोड़, मिलिंग, प्लानिंग और बोरिंग के लिए किया जा सकता है; छोटे अनाज आकार या कम कोबाल्ट सामग्री और उच्च कठोरता के साथ ग्रेड को परिष्करण ग्रेड (जैसे C4 या K01) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है; बड़े अनाज के आकार या उच्च कोबाल्ट सामग्री और बेहतर क्रूरता के साथ ग्रेड को रफिंग ग्रेड (जैसे कि C1 या K30) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

सिम्प्लेक्स ग्रेड में बनाए गए उपकरणों का उपयोग मशीनिंग कास्ट आयरन, 200 और 300 सीरीज़ स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम और अन्य गैर-फादरस धातुओं, सुपरलॉय और कठोर स्टील्स के लिए किया जा सकता है। इन ग्रेडों का उपयोग गैर-धातु काटने के अनुप्रयोगों (जैसे रॉक और जियोलॉजिकल ड्रिलिंग टूल्स के रूप में) में भी किया जा सकता है, और इन ग्रेड में 1.5-10μm (या बड़ा) का अनाज आकार की सीमा और 6%-16%की कोबाल्ट सामग्री होती है। सरल कार्बाइड ग्रेड का एक और गैर-धातु काटने का उपयोग मरने और घूंसे के निर्माण में है। इन ग्रेडों में आम तौर पर 16%-30%की कोबाल्ट सामग्री के साथ एक मध्यम अनाज का आकार होता है।

(2) माइक्रोक्रिस्टलाइन सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड

इस तरह के ग्रेड में आमतौर पर 6% -15% कोबाल्ट होता है। तरल चरण सिंटरिंग के दौरान, वैनेडियम कार्बाइड और/या क्रोमियम कार्बाइड के अलावा 1 माइक्रोन से कम के कण आकार के साथ एक ठीक अनाज संरचना प्राप्त करने के लिए अनाज की वृद्धि को नियंत्रित कर सकता है। इस महीन-दाने वाले ग्रेड में 500ksi से ऊपर बहुत अधिक कठोरता और अनुप्रस्थ टूटना ताकत 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 वाले बलों को कम करता है और धातु सामग्री को धक्का देने के बजाय काटने से पतले चिप्स का उत्पादन करता है।

सीमेंटेड कार्बाइड पाउडर के ग्रेड के उत्पादन में विभिन्न कच्चे माल की सख्त गुणवत्ता पहचान के माध्यम से, और सामग्री माइक्रोस्ट्रक्चर में असामान्य रूप से बड़े अनाज के गठन को रोकने के लिए सिंटरिंग प्रक्रिया की स्थिति का सख्त नियंत्रण, उपयुक्त सामग्री गुणों को प्राप्त करना संभव है। अनाज के आकार को छोटा और समान रखने के लिए, पुनर्नवीनीकरण पुनर्नवीनीकरण पाउडर का उपयोग केवल तभी किया जाना चाहिए जब कच्चे माल और वसूली प्रक्रिया का पूर्ण नियंत्रण हो, और व्यापक गुणवत्ता परीक्षण हो।

माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड को आईएसओ ग्रेड सिस्टम में एम ग्रेड श्रृंखला के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। इसके अलावा, सी ग्रेड सिस्टम और आईएसओ ग्रेड सिस्टम में अन्य वर्गीकरण विधियाँ शुद्ध ग्रेड के समान हैं। माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड का उपयोग उन उपकरणों को बनाने के लिए किया जा सकता है जो नरम वर्कपीस सामग्री को काटते हैं, क्योंकि टूल की सतह को बहुत चिकना किया जा सकता है और एक बेहद तेज कटिंग एज बनाए रख सकता है।

माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्रेड का उपयोग निकल-आधारित सुपरलॉय को मशीन करने के लिए भी किया जा सकता है, क्योंकि वे 1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान का कटिंग का सामना कर सकते हैं। सुपरलॉय 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 उपकरणों के निर्माण के लिए भी उपयुक्त हैं जैसे कि ड्रिल जो कतरनी तनाव उत्पन्न करते हैं। सीमेंटेड कार्बाइड के समग्र ग्रेड से बना एक ड्रिल है। एक ही ड्रिल के विशिष्ट भागों में, सामग्री में कोबाल्ट सामग्री भिन्न होती है, ताकि ड्रिल की कठोरता और क्रूरता प्रसंस्करण आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित हो।

(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 से होता है। 4% -25% टाइटेनियम कार्बाइड (TIC) को जोड़कर, टंगस्टन कार्बाइड (WC) की प्रवृत्ति को स्टील चिप्स की सतह तक फैलने की प्रवृत्ति को कम किया जा सकता है। टूल स्ट्रेंथ, क्रेटर वियर रेजिस्टेंस और थर्मल शॉक रेजिस्टेंस को 25% टैंटलम कार्बाइड (टीएसी) और नाइओबियम कार्बाइड (एनबीसी) से जोड़कर सुधार किया जा सकता है। इस तरह के क्यूबिक कार्बाइड्स के अलावा उपकरण की लाल कठोरता को भी बढ़ाता है, जिससे भारी कटिंग या अन्य कार्यों में उपकरण के थर्मल विरूपण से बचने में मदद मिलती है जहां अत्याधुनिक धार उच्च तापमान उत्पन्न करेगा। इसके अलावा, टाइटेनियम कार्बाइड वर्कपीस में क्यूबिक कार्बाइड वितरण की एकरूपता में सुधार करते हुए, सिंटरिंग के दौरान न्यूक्लिएशन साइट प्रदान कर सकता है।

सामान्यतया, मिश्र धातु-प्रकार के सीमेंटेड कार्बाइड ग्रेड की कठोरता रेंज HRA91-94 है, और अनुप्रस्थ फ्रैक्चर की ताकत 150-300ksi है। शुद्ध ग्रेड की तुलना में, मिश्र धातु ग्रेड में खराब पहनने के प्रतिरोध और कम ताकत होती है, लेकिन चिपकने वाले पहनने के लिए बेहतर प्रतिरोध होता है। मिश्र धातु ग्रेड को C ग्रेड सिस्टम में C5-C8 में विभाजित किया जा सकता है, और इसे ISO ग्रेड सिस्टम में P और M ग्रेड श्रृंखला के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। मध्यवर्ती गुणों के साथ मिश्र धातु ग्रेड को सामान्य उद्देश्य ग्रेड (जैसे कि C6 या P30) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है और इसका उपयोग मोड़, दोहन, योजना और मिलिंग के लिए किया जा सकता है। टर्निंग और बोरिंग ऑपरेशंस के लिए सबसे कठिन ग्रेड को फिनिशिंग ग्रेड (जैसे C8 और P01) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इन ग्रेड में आमतौर पर छोटे अनाज के आकार और कम कोबाल्ट सामग्री होती है ताकि आवश्यक कठोरता प्राप्त हो सके और प्रतिरोध पहनें। हालांकि, इसी तरह के भौतिक गुणों को अधिक क्यूबिक कार्बाइड जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है। उच्चतम क्रूरता के साथ ग्रेड को रफिंग ग्रेड (जैसे C5 या P50) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इन ग्रेडों में आम तौर पर एक मध्यम अनाज का आकार और उच्च कोबाल्ट सामग्री होती है, जिसमें दरार वृद्धि को रोककर वांछित क्रूरता को प्राप्त करने के लिए क्यूबिक कार्बाइड के कम जोड़ के साथ। बाधित टर्निंग ऑपरेशंस में, टूल की सतह पर उच्च कोबाल्ट सामग्री के साथ उपर्युक्त कोबाल्ट-समृद्ध ग्रेड का उपयोग करके कटिंग प्रदर्शन को और बेहतर बनाया जा सकता है।

एक कम टाइटेनियम कार्बाइड सामग्री के साथ मिश्र धातु ग्रेड का उपयोग मशीनिंग स्टेनलेस स्टील और निंदनीय लोहा के लिए किया जाता है, लेकिन इसका उपयोग मशीनिंग गैर-फेरस धातुओं जैसे निकल-आधारित सुपरलॉय के लिए भी किया जा सकता है। इन ग्रेडों का अनाज का आकार आमतौर पर 1 माइक्रोन से कम होता है, और कोबाल्ट सामग्री 8%-12%होती है। कठिन ग्रेड, जैसे कि M10, का उपयोग निंदनीय लोहा को बदलने के लिए किया जा सकता है; कठिन ग्रेड, जैसे कि M40, का उपयोग मिलिंग और प्लानिंग स्टील के लिए, या स्टेनलेस स्टील या सुपरलॉय को बदलने 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 प्रतिरोधी भागों के निर्माण के लिए। इन ग्रेडों का कण आकार आमतौर पर 1.2-2 माइक्रोन है, और कोबाल्ट सामग्री 7%-10%है। इन ग्रेडों का उत्पादन करते समय, पुनर्नवीनीकरण कच्चे माल का एक उच्च प्रतिशत आमतौर पर जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पहनने वाले भागों के अनुप्रयोगों में उच्च लागत-प्रभावशीलता होती है। पहनने वाले भागों को अच्छे संक्षारण प्रतिरोध और उच्च कठोरता की आवश्यकता होती है, जो इन ग्रेडों का उत्पादन करते समय निकल और क्रोमियम कार्बाइड को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है।

उपकरण निर्माताओं की तकनीकी और किफायती 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 सैकड़ों कार्बाइड ग्रेड के परिणामस्वरूप हुए हैं। कार्बाइड सामग्री की पुनर्नवीनीकरण प्रकृति और पाउडर आपूर्तिकर्ताओं के साथ सीधे काम करने की क्षमता टूलमेकर को अपने उत्पाद की गुणवत्ता और सामग्री लागत को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने की अनुमति देती है।