কার্বাইড টুল উপকরণ সম্পর্কে প্রাথমিক জ্ঞান

কার্বাইড হল হাই-স্পিড মেশিনিং (HSM) টুল ম্যাটেরিয়ালের সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত শ্রেণী, যা পাউডার ধাতুবিদ্যা প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয় এবং এতে শক্ত কার্বাইড (সাধারণত টাংস্টেন কার্বাইড WC) কণা এবং একটি নরম ধাতব বন্ধন রচনা থাকে। বর্তমানে, বিভিন্ন রচনা সহ শত শত WC-ভিত্তিক সিমেন্টেড কার্বাইড রয়েছে, যার বেশিরভাগই বাইন্ডার হিসাবে কোবাল্ট (Co) ব্যবহার করে, নিকেল (Ni) এবং ক্রোমিয়াম (Cr)ও সাধারণত ব্যবহৃত বাইন্ডার উপাদান, এবং অন্যান্যগুলিও যোগ করা যেতে পারে। কিছু অ্যালয়িং উপাদান। কার্বাইডের এত গ্রেড কেন? টুল নির্মাতারা কীভাবে একটি নির্দিষ্ট কাটিং অপারেশনের জন্য সঠিক টুল ম্যাটেরিয়াল বেছে নেয়? এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য, প্রথমে সিমেন্টেড কার্বাইডকে একটি আদর্শ টুল ম্যাটেরিয়াল করে এমন বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যগুলি দেখে নেওয়া যাক।

কঠোরতা এবং দৃঢ়তা

WC-Co সিমেন্টেড কার্বাইডের কঠোরতা এবং দৃঢ়তা উভয় ক্ষেত্রেই অনন্য সুবিধা রয়েছে। টাংস্টেন কার্বাইড (WC) স্বভাবতই খুব শক্ত (করুন্ডাম বা অ্যালুমিনার চেয়ে বেশি), এবং অপারেটিং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে এর কঠোরতা খুব কমই হ্রাস পায়। তবে, এতে পর্যাপ্ত শক্ততার অভাব রয়েছে, যা কাটিয়া সরঞ্জামগুলির জন্য একটি অপরিহার্য বৈশিষ্ট্য। টাংস্টেন কার্বাইডের উচ্চ কঠোরতার সুবিধা নিতে এবং এর শক্ততা উন্নত করার জন্য, লোকেরা টাংস্টেন কার্বাইডকে একসাথে আবদ্ধ করার জন্য ধাতব বন্ধন ব্যবহার করে, যার ফলে এই উপাদানটির কঠোরতা উচ্চ-গতির ইস্পাতের চেয়ে অনেক বেশি, এবং বেশিরভাগ কাটিয়া অপারেশন সহ্য করতে সক্ষম। কাটা শক্তি। এছাড়াও, এটি উচ্চ-গতির যন্ত্রের কারণে সৃষ্ট উচ্চ কাটিয়া তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে।

আজকাল, প্রায় সব WC-Co ছুরি এবং সন্নিবেশগুলি আবরণযুক্ত, তাই বেস উপাদানের ভূমিকা কম গুরুত্বপূর্ণ বলে মনে হয়। কিন্তু প্রকৃতপক্ষে, WC-Co উপাদানের উচ্চ স্থিতিস্থাপক মডুলাস (কঠিনতার একটি পরিমাপ, যা ঘরের তাপমাত্রায় উচ্চ-গতির ইস্পাতের প্রায় তিনগুণ) আবরণের জন্য অ-বিকৃত সাবস্ট্রেট সরবরাহ করে। WC-Co ম্যাট্রিক্স প্রয়োজনীয় শক্ততাও প্রদান করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি WC-Co উপকরণগুলির মৌলিক বৈশিষ্ট্য, তবে সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডার তৈরি করার সময় উপাদানের গঠন এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার সামঞ্জস্য করেও উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি তৈরি করা যেতে পারে। অতএব, একটি নির্দিষ্ট মেশিনিংয়ের জন্য সরঞ্জামের কার্যকারিতার উপযুক্ততা প্রাথমিক মিলিং প্রক্রিয়ার উপর অনেকাংশে নির্ভর করে।

মিলিং প্রক্রিয়া

টাংস্টেন কার্বাইড পাউডার কার্বারাইজিং টাংস্টেন (W) পাউডার ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। টাংস্টেন কার্বাইড পাউডারের বৈশিষ্ট্য (বিশেষ করে এর কণার আকার) মূলত কাঁচামাল টাংস্টেন পাউডারের কণার আকার এবং কার্বারাইজেশনের তাপমাত্রা এবং সময়ের উপর নির্ভর করে। রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, এবং কার্বনের পরিমাণ স্থির রাখতে হবে (ওজন অনুসারে 6.13% এর স্টোইচিওমেট্রিক মানের কাছাকাছি)। পরবর্তী প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে পাউডার কণার আকার নিয়ন্ত্রণ করার জন্য কার্বারাইজিং ট্রিটমেন্টের আগে অল্প পরিমাণে ভ্যানাডিয়াম এবং/অথবা ক্রোমিয়াম যোগ করা যেতে পারে। বিভিন্ন ডাউনস্ট্রিম প্রক্রিয়ার অবস্থা এবং বিভিন্ন শেষ প্রক্রিয়াকরণ ব্যবহারের জন্য টাংস্টেন কার্বাইড কণার আকার, কার্বনের পরিমাণ, ভ্যানাডিয়াম পরিমাণ এবং ক্রোমিয়ামের পরিমাণের একটি নির্দিষ্ট সংমিশ্রণ প্রয়োজন, যার মাধ্যমে বিভিন্ন ধরণের টাংস্টেন কার্বাইড পাউডার তৈরি করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, টাংস্টেন কার্বাইড পাউডার প্রস্তুতকারক ATI Alldyne, 23টি স্ট্যান্ডার্ড গ্রেডের টাংস্টেন কার্বাইড পাউডারের উৎপাদন করে এবং ব্যবহারকারীর প্রয়োজনীয়তা অনুসারে কাস্টমাইজ করা টাংস্টেন কার্বাইড পাউডারের বিভিন্ন ধরণের টাংস্টেন কার্বাইড পাউডারের স্ট্যান্ডার্ড গ্রেডের 5 গুণেরও বেশি পৌঁছাতে পারে।

নির্দিষ্ট গ্রেডের সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডার তৈরির জন্য টাংস্টেন কার্বাইড পাউডার এবং ধাতব বন্ধন মিশ্রিত এবং পিষে নেওয়ার সময়, বিভিন্ন সংমিশ্রণ ব্যবহার করা যেতে পারে। সর্বাধিক ব্যবহৃত কোবাল্টের পরিমাণ 3% - 25% (ওজন অনুপাত) এবং সরঞ্জামের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানোর প্রয়োজন হলে, নিকেল এবং ক্রোমিয়াম যোগ করা প্রয়োজন। এছাড়াও, অন্যান্য খাদ উপাদান যোগ করে ধাতব বন্ধন আরও উন্নত করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, WC-Co সিমেন্টেড কার্বাইডে রুথেনিয়াম যোগ করলে এর কঠোরতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেতে পারে, তবে এর কঠোরতা হ্রাস পাবে। বাইন্ডারের পরিমাণ বৃদ্ধি করলে সিমেন্টেড কার্বাইডের শক্ততাও উন্নত হতে পারে, তবে এটি এর কঠোরতা হ্রাস করবে।

টাংস্টেন কার্বাইড কণার আকার কমানোর ফলে উপাদানের কঠোরতা বৃদ্ধি পেতে পারে, তবে সিন্টারিং প্রক্রিয়া চলাকালীন টাংস্টেন কার্বাইডের কণার আকার একই থাকতে হবে। সিন্টারিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, টাংস্টেন কার্বাইড কণাগুলি দ্রবীভূতকরণ এবং পুনঃপ্রকাশের প্রক্রিয়ার মাধ্যমে একত্রিত হয় এবং বৃদ্ধি পায়। প্রকৃত সিন্টারিং প্রক্রিয়ায়, সম্পূর্ণ ঘন উপাদান তৈরি করার জন্য, ধাতব বন্ধন তরল হয়ে যায় (যাকে তরল ফেজ সিন্টারিং বলা হয়)। ভ্যানডিয়াম কার্বাইড (VC), ক্রোমিয়াম কার্বাইড (Cr3C2), টাইটানিয়াম কার্বাইড (TiC), ট্যানটালাম কার্বাইড (TaC), এবং নিওবিয়াম কার্বাইড (NbC) সহ অন্যান্য ট্রানজিশন ধাতব কার্বাইড যোগ করে টাংস্টেন কার্বাইড কণার বৃদ্ধির হার নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। এই ধাতব কার্বাইডগুলি সাধারণত যোগ করা হয় যখন টাংস্টেন কার্বাইড পাউডার মিশ্রিত করা হয় এবং একটি ধাতব বন্ধনের সাথে মিশ্রিত করা হয়, যদিও টাংস্টেন কার্বাইড পাউডার কার্বুরাইজ করা হলে ভ্যানডিয়াম কার্বাইড এবং ক্রোমিয়াম কার্বাইডও তৈরি হতে পারে।

পুনর্ব্যবহৃত বর্জ্য সিমেন্টেড কার্বাইড উপকরণ ব্যবহার করেও টাংস্টেন কার্বাইড পাউডার তৈরি করা যেতে পারে। সিমেন্টেড কার্বাইড শিল্পে স্ক্র্যাপ কার্বাইডের পুনর্ব্যবহার এবং পুনঃব্যবহারের দীর্ঘ ইতিহাস রয়েছে এবং এটি শিল্পের সমগ্র অর্থনৈতিক শৃঙ্খলের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যা উপাদানের খরচ কমাতে, প্রাকৃতিক সম্পদ সংরক্ষণ করতে এবং বর্জ্য পদার্থ এড়াতে সাহায্য করে। ক্ষতিকারক নিষ্কাশন। স্ক্র্যাপ সিমেন্টেড কার্বাইড সাধারণত APT (অ্যামোনিয়াম প্যারাটাংস্টেট) প্রক্রিয়া, দস্তা পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়া বা ক্রাশিং দ্বারা পুনঃব্যবহার করা যেতে পারে। এই "পুনঃব্যবহৃত" টাংস্টেন কার্বাইড পাউডারগুলির সাধারণত আরও ভাল, অনুমানযোগ্য ঘনত্ব থাকে কারণ তাদের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সরাসরি টাংস্টেন কার্বাইড পাউডারের তুলনায় কম থাকে যা টাংস্টেন কার্বাইড পাউডারের মাধ্যমে সরাসরি তৈরি করা হয়।

টাংস্টেন কার্বাইড পাউডার এবং ধাতব বন্ধনের মিশ্র গ্রাইন্ডিংয়ের প্রক্রিয়াকরণের অবস্থাও গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া পরামিতি। দুটি সর্বাধিক ব্যবহৃত মিলিং কৌশল হল বল মিলিং এবং মাইক্রোমিলিং। উভয় প্রক্রিয়াই মিল করা পাউডারের অভিন্ন মিশ্রণ এবং কণার আকার হ্রাস করতে সক্ষম করে। পরবর্তীতে চাপা ওয়ার্কপিসকে পর্যাপ্ত শক্তি দিতে, ওয়ার্কপিসের আকৃতি বজায় রাখতে এবং অপারেটর বা ম্যানিপুলেটরকে অপারেশনের জন্য ওয়ার্কপিসটি তুলতে সক্ষম করার জন্য, গ্রাইন্ডিংয়ের সময় সাধারণত একটি জৈব বাইন্ডার যুক্ত করা প্রয়োজন। এই বন্ধনের রাসায়নিক গঠন চাপা ওয়ার্কপিসের ঘনত্ব এবং শক্তিকে প্রভাবিত করতে পারে। পরিচালনা সহজতর করার জন্য, উচ্চ শক্তির বাইন্ডার যুক্ত করার পরামর্শ দেওয়া হয়, তবে এর ফলে কম কম্প্যাকশন ঘনত্ব হয় এবং পিণ্ড তৈরি হতে পারে যা চূড়ান্ত পণ্যে ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে।

মিলিংয়ের পর, পাউডারটি সাধারণত স্প্রে-শুকানো হয় যাতে জৈব বাইন্ডার দ্বারা একসাথে আটকে থাকা মুক্ত-প্রবাহিত অ্যাগ্লোমেরেট তৈরি হয়। জৈব বাইন্ডারের গঠন সামঞ্জস্য করে, এই অ্যাগ্লোমেরেটগুলির প্রবাহযোগ্যতা এবং চার্জ ঘনত্ব পছন্দসইভাবে তৈরি করা যেতে পারে। মোটা বা সূক্ষ্ম কণাগুলি স্ক্রিন করে, অ্যাগ্লোমেরেটের কণার আকার বন্টন আরও তৈরি করা যেতে পারে যাতে ছাঁচের গহ্বরে লোড করার সময় ভাল প্রবাহ নিশ্চিত করা যায়।

ওয়ার্কপিস তৈরি

কার্বাইড ওয়ার্কপিস বিভিন্ন প্রক্রিয়া পদ্ধতিতে তৈরি করা যেতে পারে। ওয়ার্কপিসের আকার, আকৃতির জটিলতার স্তর এবং উৎপাদন ব্যাচের উপর নির্ভর করে, বেশিরভাগ কাটিং ইনসার্টগুলি উপরে এবং নীচের চাপের রিজিড ডাই ব্যবহার করে ছাঁচে তৈরি করা হয়। প্রতিটি চাপের সময় ওয়ার্কপিসের ওজন এবং আকারের সামঞ্জস্য বজায় রাখার জন্য, গহ্বরে প্রবাহিত পাউডারের পরিমাণ (ভর এবং আয়তন) ঠিক একই রকম তা নিশ্চিত করা প্রয়োজন। পাউডারের তরলতা মূলত অ্যাগ্লোমেরেটের আকার বন্টন এবং জৈব বাইন্ডারের বৈশিষ্ট্য দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ছাঁচের গহ্বরে লোড করা পাউডারের উপর 10-80 ksi (প্রতি বর্গফুট কিলো পাউন্ড) ছাঁচনির্মাণ চাপ প্রয়োগ করে ছাঁচনির্মাণ ওয়ার্কপিস (বা "ফাঁকা") তৈরি করা হয়।

অত্যন্ত উচ্চ ছাঁচনির্মাণ চাপের মধ্যেও, শক্ত টাংস্টেন কার্বাইড কণাগুলি বিকৃত বা ভেঙে যাবে না, তবে জৈব বাইন্ডারটি টাংস্টেন কার্বাইড কণাগুলির মধ্যে ফাঁকে চাপ দেওয়া হয়, যার ফলে কণাগুলির অবস্থান স্থির হয়। চাপ যত বেশি হবে, টাংস্টেন কার্বাইড কণাগুলির বন্ধন তত শক্ত হবে এবং ওয়ার্কপিসের কম্প্যাকশন ঘনত্ব তত বেশি হবে। ধাতব বাইন্ডারের সামগ্রী, টাংস্টেন কার্বাইড কণার আকার এবং আকৃতি, জমাটবদ্ধতার ডিগ্রি এবং জৈব বাইন্ডারের গঠন এবং সংযোজনের উপর নির্ভর করে সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডারের গ্রেডের মোল্ডিং বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হতে পারে। সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডারের গ্রেডের কম্প্যাকশন বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে পরিমাণগত তথ্য প্রদানের জন্য, মোল্ডিং ঘনত্ব এবং মোল্ডিং চাপের মধ্যে সম্পর্ক সাধারণত পাউডার প্রস্তুতকারক দ্বারা ডিজাইন এবং তৈরি করা হয়। এই তথ্য নিশ্চিত করে যে সরবরাহ করা পাউডারটি টুল প্রস্তুতকারকের মোল্ডিং প্রক্রিয়ার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

বড় আকারের কার্বাইড ওয়ার্কপিস বা উচ্চ আকৃতির অনুপাত সহ কার্বাইড ওয়ার্কপিস (যেমন এন্ড মিল এবং ড্রিলের জন্য শ্যাঙ্ক) সাধারণত একটি নমনীয় ব্যাগে কার্বাইড পাউডারের সমানভাবে চাপা গ্রেড থেকে তৈরি করা হয়। যদিও সুষম চাপ পদ্ধতির উৎপাদন চক্র ছাঁচনির্মাণ পদ্ধতির তুলনায় দীর্ঘ, তবে টুলের উৎপাদন খরচ কম, তাই এই পদ্ধতিটি ছোট ব্যাচ উৎপাদনের জন্য বেশি উপযুক্ত।

এই প্রক্রিয়া পদ্ধতি হল পাউডারটি ব্যাগের মধ্যে রাখা, এবং ব্যাগের মুখটি সিল করা, এবং তারপর পাউডার ভর্তি ব্যাগটি একটি চেম্বারে রাখা, এবং একটি হাইড্রোলিক ডিভাইসের মাধ্যমে 30-60ksi চাপ প্রয়োগ করে চাপ দেওয়া। সিন্টারিংয়ের আগে চাপা ওয়ার্কপিসগুলি প্রায়শই নির্দিষ্ট জ্যামিতিতে মেশিন করা হয়। কম্প্যাকশনের সময় ওয়ার্কপিস সংকোচনকে সামঞ্জস্য করার জন্য এবং গ্রাইন্ডিং অপারেশনের জন্য পর্যাপ্ত মার্জিন প্রদানের জন্য বস্তার আকার বড় করা হয়। যেহেতু ওয়ার্কপিসটি চাপ দেওয়ার পরে প্রক্রিয়াজাতকরণ করা প্রয়োজন, তাই চার্জিংয়ের ধারাবাহিকতার জন্য প্রয়োজনীয়তাগুলি ছাঁচনির্মাণ পদ্ধতির মতো কঠোর নয়, তবে প্রতিবার একই পরিমাণ পাউডার ব্যাগে লোড করা নিশ্চিত করা বাঞ্ছনীয়। যদি পাউডারের চার্জিং ঘনত্ব খুব কম হয়, তবে এটি ব্যাগে অপর্যাপ্ত পাউডার তৈরি করতে পারে, যার ফলে ওয়ার্কপিসটি খুব ছোট হয়ে যায় এবং স্ক্র্যাপ করতে হয়। যদি পাউডারের লোডিং ঘনত্ব খুব বেশি হয় এবং ব্যাগে লোড করা পাউডার খুব বেশি হয়, তবে চাপ দেওয়ার পরে আরও পাউডার অপসারণের জন্য ওয়ার্কপিসটি প্রক্রিয়াজাতকরণ করতে হবে। যদিও অতিরিক্ত পাউডার সরানো এবং স্ক্র্যাপ করা ওয়ার্কপিসগুলি পুনর্ব্যবহারযোগ্য করা যেতে পারে, তবে এটি করার ফলে উৎপাদনশীলতা হ্রাস পায়।

এক্সট্রুশন ডাই বা ইনজেকশন ডাই ব্যবহার করেও কার্বাইড ওয়ার্কপিস তৈরি করা যেতে পারে। এক্সট্রুশন মোল্ডিং প্রক্রিয়াটি অক্ষীয় আকৃতির ওয়ার্কপিসের ব্যাপক উৎপাদনের জন্য বেশি উপযুক্ত, অন্যদিকে ইনজেকশন মোল্ডিং প্রক্রিয়াটি সাধারণত জটিল আকৃতির ওয়ার্কপিসের ব্যাপক উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়। উভয় ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়াতেই, সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডারের গ্রেডগুলিকে একটি জৈব বাইন্ডারে ঝুলিয়ে রাখা হয় যা সিমেন্টেড কার্বাইড মিশ্রণে টুথপেস্টের মতো সামঞ্জস্য প্রদান করে। এরপর যৌগটি হয় একটি গর্তের মধ্য দিয়ে বের করে দেওয়া হয় অথবা গঠনের জন্য একটি গহ্বরে ইনজেকশন করা হয়। সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডারের গ্রেডের বৈশিষ্ট্যগুলি মিশ্রণে পাউডারের বাইন্ডারের সর্বোত্তম অনুপাত নির্ধারণ করে এবং এক্সট্রুশন গর্তের মাধ্যমে মিশ্রণের প্রবাহযোগ্যতা বা গহ্বরে ইনজেকশনের উপর গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে।

মোল্ডিং, আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং, এক্সট্রুশন বা ইনজেকশন মোল্ডিং দ্বারা ওয়ার্কপিস তৈরি হওয়ার পর, চূড়ান্ত সিন্টারিং পর্যায়ের আগে জৈব বাইন্ডারটি ওয়ার্কপিস থেকে সরিয়ে ফেলতে হবে। সিন্টারিং ওয়ার্কপিস থেকে ছিদ্র দূর করে, এটিকে সম্পূর্ণরূপে (অথবা উল্লেখযোগ্যভাবে) ঘন করে তোলে। সিন্টারিংয়ের সময়, প্রেস-গঠিত ওয়ার্কপিসে ধাতব বন্ধন তরল হয়ে যায়, তবে কৈশিক বল এবং কণা সংযোগের সম্মিলিত ক্রিয়ায় ওয়ার্কপিসটি তার আকৃতি ধরে রাখে।

সিন্টারিংয়ের পরে, ওয়ার্কপিসের জ্যামিতি একই থাকে, তবে মাত্রা হ্রাস পায়। সিন্টারিংয়ের পরে প্রয়োজনীয় ওয়ার্কপিসের আকার পেতে, সরঞ্জামটি ডিজাইন করার সময় সংকোচনের হার বিবেচনা করা প্রয়োজন। প্রতিটি সরঞ্জাম তৈরিতে ব্যবহৃত কার্বাইড পাউডারের গ্রেডটি উপযুক্ত চাপে সংকোচনের সময় সঠিক সংকোচনের জন্য ডিজাইন করা উচিত।

প্রায় সব ক্ষেত্রেই, সিন্টার করা ওয়ার্কপিসের সিন্টারিং-পরবর্তী চিকিৎসা প্রয়োজন হয়। কাটিং টুলের সবচেয়ে মৌলিক চিকিৎসা হলো কাটিং এজ ধারালো করা। অনেক টুলের সিন্টারিং করার পর তাদের জ্যামিতি এবং মাত্রা গ্রাইন্ডিং করতে হয়। কিছু টুলের উপরে এবং নীচে গ্রাইন্ডিং করতে হয়; অন্যগুলোর পেরিফেরাল গ্রাইন্ডিং করতে হয় (কাটিং এজ ধারালো করে বা না দিয়ে)। গ্রাইন্ডিং থেকে পাওয়া সমস্ত কার্বাইড চিপ পুনর্ব্যবহারযোগ্য হতে পারে।

ওয়ার্কপিস লেপ

অনেক ক্ষেত্রে, সমাপ্ত ওয়ার্কপিসটি আবরণ করা প্রয়োজন। আবরণটি তৈলাক্ততা এবং বর্ধিত কঠোরতা প্রদান করে, পাশাপাশি সাবস্ট্রেটে একটি বিস্তার বাধা প্রদান করে, উচ্চ তাপমাত্রার সংস্পর্শে এলে জারণ প্রতিরোধ করে। সিমেন্টেড কার্বাইড সাবস্ট্রেট আবরণের কার্যকারিতার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ম্যাট্রিক্স পাউডারের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি তৈরি করার পাশাপাশি, রাসায়নিক নির্বাচন এবং সিন্টারিং পদ্ধতি পরিবর্তন করে ম্যাট্রিক্সের পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলিও তৈরি করা যেতে পারে। কোবাল্টের স্থানান্তরের মাধ্যমে, ব্লেড পৃষ্ঠের বাইরেরতম স্তরে ওয়ার্কপিসের বাকি অংশের তুলনায় 20-30 μm পুরুত্বের মধ্যে আরও কোবাল্ট সমৃদ্ধ করা যেতে পারে, যার ফলে সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠকে আরও ভাল শক্তি এবং দৃঢ়তা দেওয়া হয়, যা এটিকে বিকৃতির বিরুদ্ধে আরও প্রতিরোধী করে তোলে।

তাদের নিজস্ব উৎপাদন প্রক্রিয়ার (যেমন ডিওঅ্যাক্সিং পদ্ধতি, গরম করার হার, সিন্টারিং সময়, তাপমাত্রা এবং কার্বারাইজিং ভোল্টেজ) উপর ভিত্তি করে, টুল প্রস্তুতকারকের ব্যবহৃত সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডারের গ্রেডের জন্য কিছু বিশেষ প্রয়োজনীয়তা থাকতে পারে। কিছু টুল প্রস্তুতকারক ভ্যাকুয়াম ফার্নেসে ওয়ার্কপিস সিন্টার করতে পারেন, অন্যরা একটি হট আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং (HIP) সিন্টারিং ফার্নেস (যা প্রক্রিয়া চক্রের শেষের দিকে ওয়ার্কপিসকে চাপ দেয় যাতে কোনও অবশিষ্টাংশ অপসারণ করা যায়) ছিদ্র ব্যবহার করতে পারেন। ভ্যাকুয়াম ফার্নেসে সিন্টার করা ওয়ার্কপিসগুলিকে ওয়ার্কপিসের ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য অতিরিক্ত প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আইসোস্ট্যাটিকভাবে গরম চাপ দেওয়ার প্রয়োজন হতে পারে। কিছু টুল প্রস্তুতকারক কম কোবাল্ট সামগ্রী সহ মিশ্রণের সিন্টারযুক্ত ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য উচ্চ ভ্যাকুয়াম সিন্টারিং তাপমাত্রা ব্যবহার করতে পারেন, তবে এই পদ্ধতিটি তাদের মাইক্রোস্ট্রাকচারকে মোটা করতে পারে। সূক্ষ্ম শস্যের আকার বজায় রাখার জন্য, টাংস্টেন কার্বাইডের ছোট কণা আকারের পাউডার নির্বাচন করা যেতে পারে। নির্দিষ্ট উৎপাদন সরঞ্জামের সাথে মেলে, সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডারের কার্বন সামগ্রীর জন্য ডিওঅ্যাক্সিং অবস্থা এবং কার্বারাইজিং ভোল্টেজেরও বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।

গ্রেড শ্রেণীবিভাগ

বিভিন্ন ধরণের টাংস্টেন কার্বাইড পাউডারের সংমিশ্রণ পরিবর্তন, মিশ্রণের গঠন এবং ধাতব বাইন্ডারের পরিমাণ, শস্য বৃদ্ধি প্রতিরোধকের ধরণ এবং পরিমাণ ইত্যাদি বিভিন্ন ধরণের সিমেন্টেড কার্বাইড গ্রেড গঠন করে। এই পরামিতিগুলি সিমেন্টেড কার্বাইডের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং এর বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করবে। কিছু নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াকরণ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বৈশিষ্ট্যের কিছু নির্দিষ্ট সংমিশ্রণ অগ্রাধিকার হয়ে উঠেছে, যা বিভিন্ন সিমেন্টেড কার্বাইড গ্রেডকে শ্রেণীবদ্ধ করা অর্থপূর্ণ করে তোলে।

মেশিনিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য দুটি সর্বাধিক ব্যবহৃত কার্বাইড শ্রেণীবিভাগ ব্যবস্থা হল C উপাধি ব্যবস্থা এবং ISO উপাধি ব্যবস্থা। যদিও উভয় ব্যবস্থাই সিমেন্টেড কার্বাইড গ্রেডের পছন্দকে প্রভাবিত করে এমন উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলিকে সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত করে না, তবুও তারা আলোচনার জন্য একটি সূচনা বিন্দু প্রদান করে। প্রতিটি শ্রেণীবিভাগের জন্য, অনেক নির্মাতার নিজস্ব বিশেষ গ্রেড থাকে, যার ফলে বিভিন্ন ধরণের কার্বাইড গ্রেড তৈরি হয়।

কার্বাইড গ্রেডগুলিকে রচনা অনুসারেও শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। টাংস্টেন কার্বাইড (WC) গ্রেডগুলিকে তিনটি মৌলিক প্রকারে ভাগ করা যেতে পারে: সরল, মাইক্রোক্রিস্টালাইন এবং অ্যালয়যুক্ত। সিমপ্লেক্স গ্রেডগুলিতে মূলত টাংস্টেন কার্বাইড এবং কোবাল্ট বাইন্ডার থাকে, তবে এতে অল্প পরিমাণে শস্য বৃদ্ধির বাধাও থাকতে পারে। মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রেডটি টাংস্টেন কার্বাইড এবং কোবাল্ট বাইন্ডার দিয়ে তৈরি যা কয়েক হাজার ভাগ ভ্যানাডিয়াম কার্বাইড (VC) এবং (অথবা) ক্রোমিয়াম কার্বাইড (Cr3C2) এর সাথে যুক্ত হয় এবং এর শস্যের আকার 1 μm বা তার কম হতে পারে। অ্যালয় গ্রেডগুলি টাংস্টেন কার্বাইড এবং কোবাল্ট বাইন্ডার দিয়ে তৈরি যার মধ্যে কয়েক শতাংশ টাইটানিয়াম কার্বাইড (TiC), ট্যানটালাম কার্বাইড (TaC) এবং নিওবিয়াম কার্বাইড (NbC) থাকে। এই সংযোজনগুলিকে তাদের সিন্টারিং বৈশিষ্ট্যের কারণে কিউবিক কার্বাইডও বলা হয়। ফলস্বরূপ মাইক্রোস্ট্রাকচার একটি অ-সমজাতীয় তিন-পর্যায়ের কাঠামো প্রদর্শন করে।

১) সরল কার্বাইড গ্রেড

ধাতু কাটার জন্য এই গ্রেডগুলিতে সাধারণত 3% থেকে 12% কোবাল্ট থাকে (ওজন অনুসারে)। টাংস্টেন কার্বাইড দানার আকার পরিসীমা সাধারণত 1-8 μm এর মধ্যে থাকে। অন্যান্য গ্রেডের মতো, টাংস্টেন কার্বাইডের কণার আকার হ্রাস করলে এর কঠোরতা এবং ট্রান্সভার্স ফাটল শক্তি (TRS) বৃদ্ধি পায়, তবে এর শক্ততা হ্রাস পায়। বিশুদ্ধ ধরণের কঠোরতা সাধারণত HRA89-93.5 এর মধ্যে থাকে; ট্রান্সভার্স ফাটল শক্তি সাধারণত 175-350ksi এর মধ্যে থাকে। এই গ্রেডের পাউডারগুলিতে প্রচুর পরিমাণে পুনর্ব্যবহৃত উপকরণ থাকতে পারে।

সি গ্রেড সিস্টেমে সিম্পল টাইপ গ্রেডগুলিকে C1-C4 এ ভাগ করা যায় এবং ISO গ্রেড সিস্টেমে K, N, S এবং H গ্রেড সিরিজ অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়। মধ্যবর্তী বৈশিষ্ট্যযুক্ত সিম্পলক্স গ্রেডগুলিকে সাধারণ-উদ্দেশ্য গ্রেড (যেমন C2 বা K20) হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে এবং বাঁক, মিলিং, প্ল্যানিং এবং বোরিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে; ছোট শস্যের আকার বা কম কোবাল্ট সামগ্রী এবং উচ্চ কঠোরতা সহ গ্রেডগুলিকে ফিনিশিং গ্রেড (যেমন C4 বা K01) হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে; বড় শস্যের আকার বা উচ্চ কোবাল্ট সামগ্রী এবং উন্নত শক্ততা সহ গ্রেডগুলিকে রুফিং গ্রেড (যেমন C1 বা K30) হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে।

সিমপ্লেক্স গ্রেডে তৈরি সরঞ্জামগুলি ঢালাই লোহা, ২০০ এবং ৩০০ সিরিজের স্টেইনলেস স্টিল, অ্যালুমিনিয়াম এবং অন্যান্য অ লৌহঘটিত ধাতু, সুপারঅ্যালয় এবং শক্তকৃত ইস্পাত তৈরিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই গ্রেডগুলি অ-ধাতু কাটার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতেও ব্যবহার করা যেতে পারে (যেমন শিলা এবং ভূতাত্ত্বিক ড্রিলিং সরঞ্জাম হিসাবে), এবং এই গ্রেডগুলির শস্যের আকার 1.5-10μm (বা তার চেয়ে বড়) এবং কোবাল্টের পরিমাণ 6%-16%। সিম্পল কার্বাইড গ্রেডের আরেকটি অ-ধাতু কাটার ব্যবহার হল ডাই এবং পাঞ্চ তৈরিতে। এই গ্রেডগুলিতে সাধারণত মাঝারি শস্যের আকার থাকে যার কোবাল্টের পরিমাণ 16%-30% থাকে।

(২) মাইক্রোক্রিস্টালাইন সিমেন্টেড কার্বাইড গ্রেড

এই ধরণের গ্রেডগুলিতে সাধারণত ৬%-১৫% কোবাল্ট থাকে। তরল পর্যায়ে সিন্টারিংয়ের সময়, ভ্যানাডিয়াম কার্বাইড এবং/অথবা ক্রোমিয়াম কার্বাইড যোগ করলে শস্যের বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করা যায় এবং ১ μm এর কম কণার আকারের একটি সূক্ষ্ম শস্য কাঠামো তৈরি করা যায়। এই সূক্ষ্ম শস্যযুক্ত গ্রেডের কঠোরতা খুব বেশি এবং ৫০০ksi এর উপরে ট্রান্সভার্স ফাটল শক্তি রয়েছে। উচ্চ শক্তি এবং পর্যাপ্ত শক্ততার সংমিশ্রণ এই গ্রেডগুলিকে একটি বৃহত্তর ধনাত্মক রেক কোণ ব্যবহার করতে দেয়, যা কাটার বল হ্রাস করে এবং ধাতব উপাদানকে ধাক্কা দেওয়ার পরিবর্তে কাটার মাধ্যমে পাতলা চিপ তৈরি করে।

সিমেন্টেড কার্বাইড পাউডারের গ্রেড উৎপাদনে বিভিন্ন কাঁচামালের কঠোর মান সনাক্তকরণ এবং উপাদানের মাইক্রোস্ট্রাকচারে অস্বাভাবিকভাবে বড় দানা তৈরি রোধ করার জন্য সিন্টারিং প্রক্রিয়ার অবস্থার কঠোর নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে, উপযুক্ত উপাদান বৈশিষ্ট্য অর্জন করা সম্ভব। শস্যের আকার ছোট এবং অভিন্ন রাখার জন্য, পুনর্ব্যবহৃত পুনর্ব্যবহৃত পাউডার শুধুমাত্র তখনই ব্যবহার করা উচিত যদি কাঁচামাল এবং পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়ার উপর সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণ থাকে এবং ব্যাপক মানের পরীক্ষা করা হয়।

ISO গ্রেড সিস্টেমে M গ্রেড সিরিজ অনুসারে মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রেডগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। এছাড়াও, C গ্রেড সিস্টেম এবং ISO গ্রেড সিস্টেমের অন্যান্য শ্রেণীবদ্ধকরণ পদ্ধতিগুলি বিশুদ্ধ গ্রেডের মতোই। মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রেডগুলি এমন সরঞ্জাম তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা নরম ওয়ার্কপিস উপকরণ কাটায়, কারণ সরঞ্জামের পৃষ্ঠটি খুব মসৃণভাবে মেশিন করা যেতে পারে এবং একটি অত্যন্ত তীক্ষ্ণ কাটিয়া প্রান্ত বজায় রাখতে পারে।

নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয় মেশিন করার জন্যও মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রেড ব্যবহার করা যেতে পারে, কারণ এগুলি ১২০০°C পর্যন্ত কাটিয়া তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে। সুপারঅ্যালয় এবং অন্যান্য বিশেষ উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য, মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রেড সরঞ্জাম এবং রুথেনিয়ামযুক্ত বিশুদ্ধ গ্রেড সরঞ্জাম ব্যবহার একই সাথে তাদের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা, বিকৃতি প্রতিরোধ এবং শক্ততা উন্নত করতে পারে। মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রেডগুলি ঘূর্ণায়মান সরঞ্জাম যেমন ড্রিল তৈরির জন্যও উপযুক্ত যা শিয়ার স্ট্রেস তৈরি করে। সিমেন্টেড কার্বাইডের যৌগিক গ্রেড দিয়ে তৈরি একটি ড্রিল রয়েছে। একই ড্রিলের নির্দিষ্ট অংশগুলিতে, উপাদানে কোবাল্টের পরিমাণ পরিবর্তিত হয়, যাতে প্রক্রিয়াকরণের চাহিদা অনুসারে ড্রিলের কঠোরতা এবং শক্ততা অনুকূলিত হয়।

(3) অ্যালয় টাইপ সিমেন্টেড কার্বাইড গ্রেড

এই গ্রেডগুলি মূলত ইস্পাতের অংশ কাটার জন্য ব্যবহৃত হয় এবং এর কোবাল্টের পরিমাণ সাধারণত ৫%-১০% থাকে এবং দানার আকার ০.৮-২μm পর্যন্ত হয়। ৪%-২৫% টাইটানিয়াম কার্বাইড (TiC) যোগ করে, স্টিলের চিপগুলির পৃষ্ঠে টাংস্টেন কার্বাইড (WC) ছড়িয়ে পড়ার প্রবণতা হ্রাস করা যেতে পারে। ২৫% পর্যন্ত ট্যানটালাম কার্বাইড (TaC) এবং নিওবিয়াম কার্বাইড (NbC) যোগ করে টুলের শক্তি, গর্তের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং তাপীয় শক প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করা যেতে পারে। এই জাতীয় কিউবিক কার্বাইড যুক্ত করার ফলে টুলের লাল কঠোরতাও বৃদ্ধি পায়, ভারী কাটিয়া বা অন্যান্য অপারেশনে যেখানে কাটিং এজ উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করবে সেখানে টুলের তাপীয় বিকৃতি এড়াতে সাহায্য করে। এছাড়াও, টাইটানিয়াম কার্বাইড সিন্টারিংয়ের সময় নিউক্লিয়েশন সাইট সরবরাহ করতে পারে, ওয়ার্কপিসে কিউবিক কার্বাইড বিতরণের অভিন্নতা উন্নত করে।

সাধারণভাবে বলতে গেলে, অ্যালয়-টাইপ সিমেন্টেড কার্বাইড গ্রেডের কঠোরতা পরিসীমা হল HRA91-94, এবং ট্রান্সভার্স ফ্র্যাকচার শক্তি হল 150-300ksi। বিশুদ্ধ গ্রেডের তুলনায়, অ্যালয় গ্রেডগুলির পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা কম এবং শক্তি কম, তবে আঠালো পরিধানের জন্য ভাল প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। অ্যালয় গ্রেডগুলিকে C গ্রেড সিস্টেমে C5-C8 এ ভাগ করা যেতে পারে এবং ISO গ্রেড সিস্টেমে P এবং M গ্রেড সিরিজ অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। মধ্যবর্তী বৈশিষ্ট্যযুক্ত অ্যালয় গ্রেডগুলিকে সাধারণ উদ্দেশ্য গ্রেড (যেমন C6 বা P30) হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে এবং বাঁক, ট্যাপিং, প্ল্যানিং এবং মিলিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। সবচেয়ে কঠিন গ্রেডগুলিকে ফিনিশিং গ্রেড (যেমন C8 এবং P01) হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে বাঁক এবং বোরিং অপারেশনের জন্য। এই গ্রেডগুলিতে সাধারণত ছোট শস্যের আকার থাকে এবং প্রয়োজনীয় কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা অর্জনের জন্য কোবাল্টের পরিমাণ কম থাকে। তবে, আরও ঘন কার্বাইড যোগ করে একই ধরণের উপাদান বৈশিষ্ট্য পাওয়া যেতে পারে। সর্বোচ্চ শক্ততা সহ গ্রেডগুলিকে রুক্ষ গ্রেড (যেমন C5 বা P50) হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। এই গ্রেডগুলিতে সাধারণত মাঝারি দানার আকার এবং উচ্চ কোবাল্ট উপাদান থাকে, কম ঘন কার্বাইড সংযোজন করে ফাটল বৃদ্ধি রোধ করে কাঙ্ক্ষিত দৃঢ়তা অর্জন করা হয়। বাধাগ্রস্ত বাঁক প্রক্রিয়ায়, উপরে উল্লিখিত কোবাল্ট সমৃদ্ধ গ্রেডগুলি ব্যবহার করে কাটার কর্মক্ষমতা আরও উন্নত করা যেতে পারে যার মধ্যে টুল পৃষ্ঠে উচ্চ কোবাল্ট উপাদান রয়েছে।

টাইটানিয়াম কার্বাইডের পরিমাণ কম থাকা অ্যালয় গ্রেডগুলি স্টেইনলেস স্টিল এবং নমনীয় লোহা মেশিন করার জন্য ব্যবহৃত হয়, তবে নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়ের মতো অ লৌহঘটিত ধাতু মেশিন করার জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। এই গ্রেডগুলির শস্যের আকার সাধারণত 1 μm এর কম হয় এবং কোবাল্টের পরিমাণ 8%-12%। M10 এর মতো শক্ত গ্রেডগুলি নমনীয় লোহা ঘোরানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে; M40 এর মতো শক্ত গ্রেডগুলি ইস্পাত মিলিং এবং প্ল্যানিং করার জন্য, অথবা স্টেইনলেস স্টিল বা সুপারঅ্যালয় ঘুরানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

অ্যালয়-টাইপ সিমেন্টেড কার্বাইড গ্রেডগুলি অ-ধাতু কাটার উদ্দেশ্যেও ব্যবহার করা যেতে পারে, প্রধানত পরিধান-প্রতিরোধী যন্ত্রাংশ তৈরির জন্য। এই গ্রেডগুলির কণার আকার সাধারণত 1.2-2 μm হয় এবং কোবাল্টের পরিমাণ 7%-10% হয়। এই গ্রেডগুলি তৈরি করার সময়, সাধারণত পুনর্ব্যবহৃত কাঁচামালের একটি উচ্চ শতাংশ যোগ করা হয়, যার ফলে পরিধান যন্ত্রাংশ প্রয়োগে উচ্চ ব্যয়-কার্যকারিতা তৈরি হয়। পরিধান যন্ত্রাংশগুলির জন্য ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ কঠোরতা প্রয়োজন, যা এই গ্রেডগুলি তৈরি করার সময় নিকেল এবং ক্রোমিয়াম কার্বাইড যোগ করে পাওয়া যেতে পারে।

টুল প্রস্তুতকারকদের প্রযুক্তিগত এবং অর্থনৈতিক প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য, কার্বাইড পাউডার হল মূল উপাদান। টুল প্রস্তুতকারকদের মেশিনিং সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির জন্য ডিজাইন করা পাউডারগুলি সমাপ্ত ওয়ার্কপিসের কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে এবং এর ফলে শত শত কার্বাইড গ্রেড তৈরি হয়েছে। কার্বাইড উপকরণের পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রকৃতি এবং পাউডার সরবরাহকারীদের সাথে সরাসরি কাজ করার ক্ষমতা টুল প্রস্তুতকারকদের তাদের পণ্যের গুণমান এবং উপাদানের খরচ কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়।