Gids voor wolfraamcarbidematrijzen: typen, kwaliteiten, ontwerp en toepassingstips

Als u uw werkdag doorbrengt met persen, koude headers of tekenbanken, weet u al welk verschil een goede dobbelsteen maakt. Een wolfraamcarbide matrijs kan honderdduizenden slagen maken voordat deze aandacht nodig heeft, en dat is precies de reden waarom zoveel fabrikanten nu hardmetaal specificeren voor hun meest veeleisende vorm- en snijbewerkingen. Ons bedrijf produceert sinds 1990 hardmetalen onderdelen in Changzhou en in dit artikel willen we graag delen wat we hebben geleerd over wat deze matrijzen zijn, hoe ze worden gemaakt en hoe we er de langst mogelijke levensduur van kunnen krijgen.

Wat is een wolfraamcarbidematrijs?

A wolfraamcarbide matrijs is een gereedschap waarvan de werkholte of snijkant is gemaakt van gecementeerd carbide in plaats van gereedschapsstaal. Het materiaal is een composiet: harde wolfraamcarbidekorrels worden aan elkaar gecementeerd door een zachter metalen bindmiddel, meestal kobalt. Het wordt geproduceerd door poeder te mengen, het in een vorm dicht bij het afgewerkte onderdeel te drukken en het bij ongeveer 1.400 graden Celsius te sinteren, waarna het plano wordt geslepen en gepolijst tot de uiteindelijke afmetingen.

Twee eigenschappen maken carbide zo aantrekkelijk voor matrijzen. De eerste is de hardheid, doorgaans tussen 1.400 en 1.900 HV, meerdere malen die van gehard gereedschapsstaal, wat zich vertaalt in een uitstekende slijtvastheid tegen schurende platen, draad en strippen. De tweede is druksterkte, waardoor een holte de enorme druk van een stempel- of trekbewerking kan weerstaan ​​zonder in te storten.

Carbide is echter niet zo taai als staal. De trek- en slagsterkte zijn beperkt, dus een matrijsinzetstuk wordt bijna altijd gemonteerd in een stalen behuizing, een krimpring of een bolster die het hardmetaal onder druk houdt en schokken absorbeert. Het begrijpen van de samenwerking tussen de hardmetalen wisselplaat en de stalen behuizing is de eerste stap op weg naar een matrijs die lang meegaat.

Hoe een wolfraamcarbidematrijs wordt gemaakt

Elke dobbelsteen begint als poeder. De deeltjesgrootte van het wolfraamcarbide, het kobaltgehalte en de pers- en sintercyclus bepalen samen de uiteindelijke balans tussen hardheid en taaiheid. De productie volgt normaal gesproken een reeks als deze:

1. Poeder voorbereiding. Wolfraamcarbidepoeder wordt gemalen en gemengd met kobalt en kleine hoeveelheden graangroeiremmers, en vervolgens gesproeidroogd tot vrij stromende korrels.
2. Drukken. De korrels worden in een matrijs of een isostatische pers samengeperst tot een groen deel dat opzettelijk groter is dan het voltooide onderdeel, omdat het door sinteren zal krimpen.
3. Sinteren. Het onderdeel wordt verwarmd in een vacuüm- of lagedrukoven, waar het kobalt vloeibaar wordt en de carbidekorrels samentrekt tot een dicht lichaam met vrijwel geen porositeit.
4. Afwerking. Diamantslijpen, draadvonken, leppen en polijsten brengen de holte tot toleranties gemeten in microns.
5. Montage. Het hardmetalen inzetstuk wordt in de stalen ring geperst of gekrompen en de voltooide matrijs wordt geïnspecteerd op concentriciteit, hardheid en oppervlakteafwerking.

Apparatuur is in deze fasen enorm belangrijk. Toen we in 2009 investeerden in lagedruk-sinterovens en TPA-persen, was dat juist omdat de consistentie bij het persen en sinteren het verschil maakt tussen een matrijs die jarenlang zijn afmetingen behoudt, en een matrijs die na een paar maanden gaat drijven.

Veel voorkomende soorten wolfraamcarbide-matrijzen

Hoewel het woord 'die' losjes wordt gebruikt in workshops, vallen de producten zelf in herkenbare families. De onderstaande tabel geeft een overzicht van de meest voorkomende en de omstandigheden waarin ze moeten overleven.

Stans- en stempelwerk is de grootste afzonderlijke toepassing in ons eigen orderboek. Een hardmetalen stempelmatrijs wordt normaal gesproken gebouwd als een geslepen en gepolijst inzetstuk dat in een geharde stalen ring wordt gedrukt, waarbij de geometrie zo is gerangschikt dat de werkbelasting het hardmetaal onder druk houdt.

Wolfraamcarbide stempelmatrijs voor slijtvaste blanking Deze wolfraamcarbide matrijs is gebouwd voor stansen en stansen en biedt slijtvastheid, prestaties bij hoge temperaturen en de precisie die nodig is om de matrijsnauwkeurigheid te behouden en een efficiënte productie te ondersteunen. Bekijk Product →

Het kiezen van de juiste hardmetaalsoort

Er is niet één beste beoordeling voor elke dobbelsteen. Selectie komt neer op een paar variabelen die elkaar tegenwerken:

• Kobaltgehalte. Een laag bindmiddelgehalte van ongeveer 6 procent geeft maximale hardheid en slijtvastheid, wat geschikt is voor het stansen van dunne platen in grote volumes. Een hoger gehalte van 12 tot 20 procent ruilt wat hardheid in voor taaiheid en is de betere keuze als de matrijs zware schokken ondervindt.
• Korrelgrootte. Submicron-kwaliteiten hebben een scherpere scherpte en zijn bestand tegen schurende slijtage, terwijl medium- en grove kwaliteiten schokken beter absorberen. Fijne korrel is niet automatisch beter; het is gewoon beter afgestemd op licht, snel en zuiver zagen.
• Oppervlakteconditie. Een gepolijste boring vermindert de wrijving bij het trekken en extruderen, terwijl geselecteerde vormgereedschappen profiteren van oppervlaktebehandelingen waarbij vreten een probleem is.
• Werktemperatuur. Wanneer het werkstuk heet is in plaats van koud, voegt thermische cycli een nieuwe dimensie toe aan de kwaliteitkeuze, en de voordelen van wolfraamcarbide-matrijzen bij warmstempeltoepassingen verdienen hun eigen discussie.

Een praktische regel is om het laagste kobaltgehalte en de fijnste korrelgrootte te kiezen die nog steeds de impact van uw pers zullen overleven. Het testen van beide richtingen bij een leverancier is veel goedkoper dan het ontdekken van de limiet in de productie.

Ontwerpdetails die het leven van een ster bepalen

Veel voortijdige mislukkingen die wij moeten onderzoeken, zijn helemaal geen materiële problemen; het zijn ontwerp- of installatieproblemen. Onderstaande punten verklaren de meeste daarvan.

• Opruiming. Te weinig speling breekt de snijkant af, te veel veroorzaakt bramen en opgerolde randen. Carbide geeft over het algemeen de voorkeur aan iets meer speling dan staal.
• Steun. Laat carbide nooit onder spanning staan. Krimpringen en steunplaten moeten het inzetstuk onder belasting onder druk zetten.
• Ingangsgeometrie. Een kleine inloopradius of afschuining geleidt het werkstuk en voorkomt dat de snede in één keer de volledige belasting op zich neemt.
• Uitlijning. Drukparallelliteit, matrijsgeleiding en ramuitlijning hebben evenveel invloed op de matrijs als de matrijs op het onderdeel.
• Smering. Adequate smering houdt de wrijvingswarmte onder controle en vermindert het invreten op het hardmetalen oppervlak.

Onderhoudspraktijken die vruchten afwerpen

Hardmetalen matrijzen zijn duurzaam, maar niet onverwoestbaar, en kleine gewoontes maken een groot verschil gedurende de levensduur van een gereedschap.

• Inspecteer de werkranden met vaste tussenpozen in plaats van te wachten tot er een kwaliteitsprobleem optreedt.
• Registreer het aantal slagen en de geschiedenis van het herslijpen, zodat slijtage kan worden voorspeld in plaats van ontdekt.
• Verwijder splinters, bramen en vuil voordat deze de holte of de strip markeren.
• Herslijpen of herslijpen in kleine, gecontroleerde stappen, omdat elk maalgoed een deel van de beschikbare snijkant verbruikt.
• Bewaar matrijzen met een lichte beschermfolie en een ring die de boring of de snijkant beschermt.

Een matrijs die volgens schema wordt onderhouden, levert doorgaans veel meer slagen per wisselplaat op dan een matrijs die pas wordt gerepareerd nadat deze defect is geraakt.

Werken met een matrijzenmaker die uw proces begrijpt

Omdat we ons eigen hardmetaal persen, sinteren en slijpen, kunnen we de variabelen controleren die bepalen of een matrijs op uw pers presteert. Onze productie is georganiseerd onder ISO 9001- en ISO 14001-managementsystemen, en ons precisiegereedschap wordt vervaardigd volgens internationaal erkende normen voor maatnauwkeurigheid en batchconsistentie.

Die verticale controle is van belang voor matrijzen, omdat een kleine verandering in het bindmiddelgehalte of de sintercyclus direct zichtbaar is in de levensduur van de matrijs. Naast vormmatrijzen produceren we ook de snijkant van het proces, inclusief bladen voor trim-, knip- en snijbewerkingen gemaakt met dezelfde hardmetaaltechnologie, zodat een klant het vormgereedschap en het snijgereedschap bij één partner kan betrekken.

Wolfraamcarbide snijblad voor trimmen en knippen Dit snijblad is gemaakt met dezelfde carbidetechnologie als de vormmatrijzen van het bedrijf en ondersteunt trim-, knip- en snijbewerkingen terwijl het helpt maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit te bereiken. Bekijk Product →

Als u nog steeds besluit welke productfamilie bij uw bedrijf past, geeft ons volledige assortiment wolfraamcarbideproducten een snel overzicht van alles wat we bouwen.

Uiteindelijk is een hardmetalen matrijs een eenvoudig idee dat met grote precisie wordt uitgevoerd: een extreem hard materiaal, onder druk geplaatst, geleid door een zorgvuldig ontwerp en met discipline onderhouden. Als je deze vier dingen goed doet, zal de dobbelsteen zichzelf vele malen terugbetalen. Als u een specifieke toepassing wilt bespreken, of het nu gaat om het stansen van dunne platen, het trekken van draad of het vormen van bevestigingsmiddelen, is ons team altijd bereid om aantekeningen te vergelijken met de mensen die de persen bedienen.