TIỂU LUẬN MÔN COMPOSITE ĐỀ TÀI SẢN XUẤT LƯỠI CẮT TRONGDỤNG CỤ CẮT KIM LOẠI

TIỂU LUẬN MÔN COMPOSITE

ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT LƯỠI CẮT TRONG
DỤNG CỤ CẮT KIM LOẠI
NỀN :COBAN
CỐT: WC, TaC, TiC….

GVHD: HUỲNH THỊ VIỆT HÀ
SVTH: HỒ VĂN AN
MSSV: 10343001


LỜI MỞ ĐẦU
•

Trong cuộc sống ngày nay composite đã được ứng dụng
rộng rãi trong đời sống như: các thiết bị trong công ngành
công nghiệp, y tế, thiết bị dân dụng, gia dụng,…

•

Trong lĩnh vực cơ khí ngày càng địi hỏi những loại hợp
kim cứng dùng làm dụng cụ cắt gọt.

•

Trong bài tiểu luận này tôi xin được giới thiệu với các
bạn phương pháp chế tạo lưỡi cắt hợp kim dựa trên nền
coban cốt W,Ti, Ta, …

NỘI DUNG
• Khái niệm
• Composite cốt hạt là loại vật liệu gián đoạn,
khác sợi là khơng có kích thước ưu tiên. Loại
vật liệu composite cốt hạt phổ biến nhất chính
là bê tông, thường lại được gọi ngắn gọn chỉ là
bê tông


Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại

• Nguyên liệu
• Vật liệu nền
• Coban: là kim loại cứng, giịn có màu trắng xám và có
tính sắt từ. Các hằng số vật lý quan trọng: Nhiệt độ nóng
chảy (°C)1495
Nhiệt độ sơi (°C)3100
Nhiệt thăng hoa (kJ/mol)425
Tỉ khối 8,90
Độ cứng 5,5
Độ dẫn điện10


Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại

• Vật liệu cốt:
•

Wolfram: có tính cứng, giòn, có màu trắng xám ánh
kim trong điều kiện thường, đặc biệt nóng chảy ở

3.422OC, cao nhất trong số tất cả các kim loại và cao
thứ hai trong tất cả các nguyên tố chỉ sau carbon (C).
Wolfram có tỷ trọng 19,25 g/cm3 (gần tương đương với
vàng tinh chất 19,3 g/cm3).Ở nhiệt độ 400OC, wolfram
kết hợp với oxy tạo thành oxit wolfram (WO3) có màu
vàng nhạt.


Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại

• Vật liệu cốt:
• Tantan: là một kim loại nặng, màu xám nhạt, hơi
phơn phớt xanh lam lóng lánh. Về tính khó chảy
(nhiệt độ nóng chảy của nó là gần 3000 độ C) thì
nó chỉ thua vonfram và reni mà thơi. Ngồi độ
bền và độ cứng cao, nó cịn có tính dẻo tuyệt với.
Tantan ngun chất dễ gia cơng cơ học, dễ dập,
dễ cán thành lá mỏng (có chiều dày vào khoảng
vài phần trăm milimet) và dễ kéo thành sợi.


Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại

• Vật liệu cốt:
• Titan thuộc nhóm kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao, độ bền riêng
cao hơn thép, nhẹ hơn thép và có tính chống ăn mòn cao. Sử dụng
titan làm nền cho các composite cốt sợi khác nhau như sợi Mo, B, SiC,
Be nhằm mở rộng nhiệt độ làm việc lên đến 700 – 8000C.
• Titan có tính khả thi cơng nghệ tốt khi biến dạng nóng, hàn được, có
khả năng giữ được độ bền lâu ( 360 – 1050 Mpa ) ở nhiệt độ cao ( 300

– 4500C ). Tuy nhiên, những vật liệu này có biến dạng rất bé ( thậm
chí ở nhiệt độ cao ), vì thế khi chế tạo composite với các sợi giòn, nhất
thiết phải sử dụng cơ chế biến dạng dẻo ( ở nhiệt độ rất cao ).


Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại

• Hợp kim cứng (HKC)
• Vật liệu trên cơ sở hỗn hợp những cacbua có
nhiệt độ nóng chảy và độ cứng rất cao (WC,
TiC, vv,) với chất kết dính coban, sắt, niken (Co,
Fe, Ni) có khả năng chống mài mịn cao, chịu
được mơi trường ăn mịn và nhiệt độ cao. HKC
được sử dụng rộng rãi để chế tạo các dụng cụ
cắt, khuôn cối, khoan địa chất và nhiều lĩnh vực
đặc biệt khác.


Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế
tạo lưỡi cắt kim loại
• Thành phần chủ yếu của mọi loại hợp kim
cứng là cacbit: WC (chiếm tỷ lệ cao nhất),
TiC, TaC rất cứng và nhiệt độ chảy rất cao,
ngồi ra cịn có lượng nhỏ cơban làm chất dính
kết, nhờ vậy bảo đảm độ cứng, tính chống mài
mịn và cứng nóng rất cao, hơn nữa đây là bản
chất tự nhiên không phải qua nhiệt luyện.


Ứng dụng của composite cốt hạt

trong chế tạo lưỡi cắt kim loại
• Hợp kim cứng được chế tạo qua các bước sau:
- Tạo bột cacbit bằng cách hoàn nguyên WO3 bằng hyđrô ở 700 - 9000C được bột
W rồi đem nghiền, sàng lấy cỡ hạt nhỏ 0,10 - 0,15 đến 3 - 5μm, sau đó trộn bột W
với bồ hóng và nung lên 14000C trong 1h để được bột WC.
- Trộn bột cacbit với bột Co ,TaC, TiC, WC….trong nhiều giờ cho thật đều rồi
đem ép thành lưỡi cắt nhỏ, hình dạng đơn giản.
- Thiêu kết: Chi tiết sau khi được ép tạo hình được đưa vào thiêu kết. T0 thiêu kết
= (0,7 - 0,9) T0 chảy của kim loại chủ yếu ,ta nung ở nhiệt độ cao (14500C) để
Co biến mềm, bắt đầu chảy, dính chặt các hạt cacbit với nhau thành khối chắc
-Gia cơng lần cuối: hóa nhiệt, nhiệt luyện ...


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Ngun liệu chế tạo bao gồm:
- Bột Cơ ban
- Bột Các-bít Wolfram
- Các thành phần phụ: Các-bít Ti-tan, Các-bít tan-tan ...


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Các loại bột được trộn đều, ép thành miếng
theo dạng tiêu chuẩn, kiểm tra lại hình dạng


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert)
của dụng cụ cắt kim koại
Các loại bột được trộn đều, ép thành miếng theo dạng tiêu chuẩn,

kiểm tra lại hình dạng

.


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Thiêu kết insert, sau thiêu kết, thể tích insert
chỉ còn 50% so với trước thiêu kết


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Mài lại insert, đạt kích thước theo tiêu chuẩn


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Với insert gốm hay CBN, phải mài sửa lưỡi để
tăng cứng


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Với 1 số kiểu insert, phải vê trịn phần lưỡi cắt
để tăng cứng


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại

• Phủ insert, với nhiều lớp phủ khác nhau


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Phủ insert, với nhiều lớp phủ khác nhau


Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Kiểm tra lần cuối, in ký hiệu, đóng hộp và lưu
kho


Một số sản phẩm:


Sản phẩm có
• Chủ yếu vẫn là WC, có
thêm 3 - 8%TiC, 3 12%TaC và 8 - 12%Co
• Tính chất: gia cơng vật
liệu cứng, độ bền cao,
bền uốn kém
• Độ cứng: trên 70HRC
• Nhiệt độ làm việc: 800
– 10000C
• Tốc độ cắt: 400m/ph


Kết luận

• Các composite cùng tinh có nền coban hoặc hợp
kim Co-W… có cơ tính và độ bền nóng rất cao
nhưng nó bị hạn chế sử dụng do chính bởi sự hạn
chế sử dụng của coban.
•

Composite cốt hạt nền hạt mịn ( Co, Wc,Ti,
Ta..) được ứng dụng làm lưỡi cắt của dụng cụ cắt
kim loại. , chống mài mòn rất cao, cứng nóng rất
cao, cắt được với tốc độ rất cao (hàng trăm
m/min), nhưng có nhược điểm là giịn.