Från design till prestanda: Tillverkning av borrkronor i hårdmetall

Tillverkning av borrkronor i hårdmetall: Design till prestanda

Borrkronor i hårdmetall kombinerar precision, kraft och uthållighet som inga andra. Oavsett om det gäller flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin eller tung tillverkning anses hårdmetallborrar vara det bästa valet för borrning i tuffa material som rostfritt stål, titan och härdade legeringar.

Hur omvandlas de från råpulver till högpresterande skärverktyg, vilket förändrar spelet från spiralborrkronor och stegborrkronor?

Låt oss ta en titt på den fantastiska steg-för-steg-processen för hur dessa tillverkas från idé och design till prestanda.

Vad gör borrkronor i hårdmetall så exceptionella

Den ultimata styrkan och arbetsnoggrannheten hos hårdmetallborrkronorna härrör från dess speciella sammansättning.

• Basmaterialet är volframkarbid (WC) som är en förening av volfram och kol.

• Det kommer att finnas ett bindemedel av kobolt eller nickel för att förbättra segheten och minska sprödbrytningen.

När de kombineras får du en komposit av bitarna som är hårdare än stål och nästan lika hård som diamant. Det är därför karbidborrkronor är utmärkta för applikationer som i allmänhet skulle ha högt slitage på vridborrkronor eller stegborr; liknande omständigheter.

Några viktiga fördelar är följande:

• Enastående hårdhet och lång livslängd

• Extrem värme- och slitstyrka

• Precision under extremt höga skärhastigheter

• Lång verktygslivslängd med litet underhållsbehov

Tillverkningsprocessen för borrkronor av hårdmetall

Att omvandla volframkarbidpulver till en högpresterande borrkrona innebär en exakt och väldesignad process. Varje steg är viktigt för att säkerställa att hårdmetallborrkronor ger oöverträffad styrka och hållbarhet.

1. Från ritning till borrkrona: Designfasen

Varje hårdmetallborrkrona börjar som ett medvetet utformat koncept. Ingenjörerna använder CAD- och CAM-programvara för att modellera konstruktionen och sedan utforma funktioner och verifiera optimeringar för högsta möjliga prestanda.

Ingenjörer överväger saker som t.ex:

• Geometrin hos skärets utformning som påverkar spånavlägsnandet

• Helixvinkeln styr skärtrycket

• Separering av spetsvinkel och spetstyp för noggrannhet vid ingångspunkten

• Kylvätskekanaler för värmekontroll

Dessa konstruktioner säkerställer att hårdmetallborrkronor presterar bättre än vanliga vrid- och stegborrkronor i fråga om precision och längre livslängd.

2. Blandning av råmaterial

När designen är fastställd är det första steget i produktionen att förbereda råvarorna. Syftet med beredningsprocessen är att uppnå en enhetlig blandning, vilket är mycket viktigt för att den slutliga hårdmetallborrkronan ska bibehålla styrka och enhetlighet.

Beredningsprocessen har 3 faser:

• Blandning: För att uppnå en enhetlig blandning mals pulvren samman.

• Tillsätt vax eller paraffin: Ett bindemedel (vax eller paraffin) tillsätts för att underlätta formbarheten.

• Granulering: De kombinerade materialen bearbetas som granulat genom en spraytorkningsprocess.

3. Pressning och formning av borrämnet

Nästa steg i processen är att forma den pulveriserade materialblandningen till en solid, men ömtålig, form som i vår bransch kallas "green compact".

Beroende på borrkronans komplexitet kommer följande 2 alternativ att användas:

• Enaxlig pressning används för enkla cylindriska, inte särskilt komplexa former eller geometrier med små, platta detaljer.

• Extrudering eller formsprutning skapar mycket mer komplicerade former, t.ex. geometrin hos stegborrkronor eller borrkronor med invändiga kylhål.

4. Sintring: Förvandla pulver till fast form

Sintring är en process som förvandlar en svag kompakt till en mycket stark och tät karbidkropp. Kompaktmaterialet ventileras i en vakuum- eller vätgasugn och upphettas till ca 1.400-1.600°C under sintringsprocessen, vilket är en extrem miljö:

• Koboltbindemedlet smälter och blandar sig med volframkarbidpartiklarna.

• Biten krymper ca 20% och blir helt tät.

• Strukturen blir extremt hård och hållbar.

5. Precisionsslipning och efterbehandling

Detta steg definierar verktygets prestanda.
Tekniker använder diamantslipskivor för att effektivt och exakt forma och polera borrkronan:

• Flöjelslipning skapar de spiralformade spåren som leder bort spånorna.

• Spetslipning slipar formen på skäreggen.

• Slipning av skaftet slipar formen och passformen på ett skaft för verktygshållaren.

• Polering ger bättre spånevakuering och minskad friktion.

6. Kvalitetskontroll: Testning för perfektion

Innan en borrkrona i hårdmetall når kunden har den genomgått en rad stränga kvalitetskontroller innan den får tillstånd att lämna vår fabrik.
Kvalitetskontrollen består av följande aktiviteter:

• Hårdhetsmätningar tillsammans med densitetsmätningar är indikatorer på materialkvalitet.

• Rundgångsprovning utgör grunden för försäkran om rotationsnoggrannhet.

• Test av skärprestanda i enlighet med de faktiska bearbetningsförhållandena.

7. Efterbehandling av detaljer: Märkning och förpackning

Efter att alla kvalitetskontroller har slutförts genomgår borrkronorna rengöring och märks sedan med en laser som anger storlek, beläggning och tillverkare. Därefter förpackas de.

Förpackningen skyddar borrkronorna från rost, fysiska brott och väder och vind så att de är klara att användas när de anländer till maskintillverkaren.

Framtiden för tillverkning av borrkronor i hårdmetall

Borrkronor av hårdmetall förbättras kontinuerligt och ligger lite före problemen genom att använda den senaste tekniken, och detta är fallet i alla aspekter av tekniken, till exempel i borrkronornas värld. För närvarande använder sig tillverkarna av följande:

• AI-assisterad designprogramvara för att modifiera formerna

• 3D-utskrift för att producera komplicerade karbidformer

• Nanobeläggningar för super slitstyrka

• Automation och robotteknik för att slipa och inspektera produkten

Slutsats: Precision byggd för att prestera

Från att ha varit ett pulveriserat material till att bli ett precisionsverktyg är borrkronor av hårdmetall den perfekta kombinationen av ingenjörskonst, materialvetenskap och tillverkningsteknik. Hårdmetallborrar, jämfört med vanliga spiralborrar eller till och med stegborrar, tål extrema mängder tryck, varvtal och värme som gör att dessa borrar kan prestera med precision.

Nästa gång du ser ett hårdmetallborr som går rakt igenom härdat stål, kom ihåg att det är "mer än ett verktyg" - det är uppfinningsrikedom, precision och årtionden av tillverkningsperfektion.

Kontakta oss idag och lär dig hur borrkronor kan förbättra din produktivitet och precision.