Den komplette guiden til hvordan karbidendefreser lages

1. Råvarevalg

"karbiden" i endefreser av karbid er faktisk en sementert karbid, laget av wolframkarbid (WC) partikler holdt sammen av et metallbindemiddel, vanligvis kobolt (Co).

Wolframkarbid: Ekstremt hardt (9 på Mohs-skalaen, ~2600 HV Vickers hardhet). Gir slitestyrke.

Kobolt: Tøff, duktil bindefase som absorberer støt og forhindrer sprøhet.

Hvorfor komposisjon er viktig:

Mer kobolt → tøffere, men litt mykere verktøy (bra for avbrutt kutt).

Mindre kobolt → hardere, men mer sprø (bra for kontinuerlig skjæring i stive oppsett).

Kornstørrelse på WC påvirker kantskarphet og slitestyrke:

Ultrafin (0,2–0,5 μm) for høy hardhet, skarpe kanter.

Grovere korn (>1 μm) for slagfasthet.

2. Pulverblanding og kondisjonering

Wolframkarbidpulver, koboltpulver og små mengder andre karbider (tantal, titan, niobkarbider) måles i vekt.

En kulemølle eller attritormølle blander dem i etanol eller vann med et voks/parafinbindemiddel for å lage en homogen slurry.

Formål: Sikre jevn fordeling av kobolt, forhindre agglomerering, og belegg hvert WC-korn med bindemiddel for sterke sintringsbindinger.

3. Spraytørking

Oppslemmingen mates inn i en spraytørker, som produserer sfæriske agglomerater av pulver.

Disse agglomeratene flyter som fin sand - avgjørende for jevn pressing.

Fuktighetsinnholdet er tett kontrollert; for tørr → sprekker; for våt → dårlig pressing.

4. Trykk på den grønne blanken

To hovedmetoder:

Uniaksial dysepressing → bra for emner med rett skaft.

Ekstruderingspressing → muliggjør oppretting av lange stenger eller stenger med innvendige kjølevæskekanaler.

Den resulterende delen kalles en grønn kompakt - svak og sprø, men med de grove dimensjonene til den endelige stangen.

Pressretningen og trykkjevnheten påvirker direkte tetthetsfordelingen, noe som senere påvirker verktøyets styrke.

5. Forsintring (avbinding)

Den grønne kompakten varmes opp i en lavtemperaturovn (~600–800 °C) for å fjerne voks/parafinbindemiddelet uten å forårsake oksidasjon eller deformasjon.

Dette etterlater bare metallpulver, løst holdt sammen.

6. Sintring (Liquid Phase Sintring)

Hovedfortettingstrinn: oppvarmet til 1400–1500 °C i vakuum eller hydrogenatmosfære.

Kobolten smelter (flytende fase) og flyter mellom WC-korn og trekker dem sammen gjennom kapillærvirkning.

Delen krymper med ~18–22% lineært, og oppnår 99% teoretisk tetthet.

Resultat:
En helt tett, ekstremt hard stang uten porøsitet, klar for sliping.

7. Stangforberedelse

Karbidstenger kuttes i lengde ved hjelp av en diamantsag eller wire EDM.

Endene kan være avfasede for å forhindre flisdannelse under håndtering.

For kombinasjonsverktøy (skjærehode av stålskaft i karbid) utføres lodding på dette stadiet.

8. CNC-sliping av geometri

Fløytesliping

Utført på 5-akse CNC-verktøyslipemaskiner ved bruk av diamantslipeskiver.

Maskiner holder toleranser innenfor noen få mikron.

Parametre inkluderer:

Antall fløyter (2, 3, 4 eller flere)

Helixvinkel (lav spiral for styrke, høy spiral for raskere evakuering av spon)

Kjernetykkelse (påvirker stivhet og sponrom)

Sluttgeometrisliping

Verktøyspissen er formet - flat, kule, hjørneradius eller spesiell form.

Sekundære avlastningsvinkler og skråvinkler slipes for å optimalisere kutteytelsen.

For høypresisjonsverktøy brukes kantprep (hone) for å kontrollere skarphet vs. motstand mot flis.

9. Valgfritt: Boring av hull gjennom kjølevæske

Hvis endefresen er utformet med innvendige kjølevæskekanaler, dannes disse ved stavekstrudering eller ved EDM-boring etter sintring.

EDM (Electrical Discharge Machining) kan produsere små, presise hull uten å skade karbiden.

10. Belegg (PVD/CVD)

Formål: Forlenge verktøyets levetid, redusere friksjon, motstå varme.

Vanlige belegg:

TiAlN / AlTiN: Høytemperatur-oksidasjonsmotstand.

DLC (Diamond-Like Carbon): Lav friksjon, utmerket for ikke-jernholdig bearbeiding.

Nanokomposittbelegg: Ekstremt fin struktur for ekstrem slitestyrke.

Prosesser:

PVD (Physical Vapor Deposition): Lavere temperatur (~450–600 °C), bevarer skarpe kanter.

CVD (Chemical Vapor Deposition): Høyere temperatur (~900–1050 °C), tykkere belegg, kan kreve ettersliping.

11. Sluttkontroll

Lasermikrometre måler diameter, konsentrisitet og utløp.

Optiske komparatorer sjekker fløyteformen.

Beleggets vedheft og overflateruhet testes.

Høyytelsesfreser er dynamisk balansert for høyhastighetsspindler.

12. Emballasje

Hvert verktøy rengjøres med ultralyd for å fjerne slipe- og beleggrester.

Pakket i individuelle plastrør for å forhindre flisdannelse under transport.

Sammendragstabell: