Analýza parametrů kuliček z karbidu wolframu pro pera

Přípustná chyba průměru koule v průmyslovém standardu je rozdělena na stejnou šarži a různé šarže. Povolený rozsah pro stejnou šarži je {{0}},5~0μm a povolený rozsah pro různé šarže je -2~0}μm. Ve vlastní výrobě zpracujeme hrubé koule broušením a leštěním na hotové koule s určitou velikostí a hladkým povrchem. Tento proces využívá vertikální brusku a zařízení s většími brusnými kotouči dokáže zpracovat více perliček současně. Vezmeme-li Dingshenovy neutrální kuličky 0.5mm DS-5 jako příklad, při použití brusného kotouče o průměru 600mm lze namlít 2 miliony až 3 miliony kuliček najednou (viz obrázek 1). Konvenční brusný kotouč o průměru 400 mm dokáže rozemlít až 800,000 zrn. Chyba průměru těchto kuliček je v podstatě ±0,1μm, což je tzv. stejná šarže. Proto je použití většího mlecího zařízení volbou výrobce. Vyberte si trend. Chyba průměru různých šarží kuliček je poměrně velká, ale není obtížné ji kontrolovat mezi -0,5μm a 0μm, pokud budete přísně dodržovat provozní předpisy.

Kulatost míče je problém, kterému mnoho uživatelů přikládá velký význam. Ve skutečnosti, protože proces mletí zahrnuje neuspořádané valivé tření kuliček, je kulatost hotových kuliček relativně velmi vysoká. Průmyslová norma neposkytuje podrobné pokyny pro měření kulatosti koule. Zmiňuje pouze potřebu používat kruhoměr s rozlišením ne menším než {{0}}.01μm nebo experimentální zařízení s ekvivalentním výkonem a poskytuje požadavek na kruhovitost menší nebo stejný do 0,4 μm. Potíž při skutečném měření kulatosti kuliček je v tom, že velikost vzorku požadovaná tradičními měřiči kulatosti je velká a průměr kuliček pera je většinou mezi 0,2 mm a 1,4 mm, což nemůže splnit požadavky obecných měřičů kulatosti. Během výrobního procesu však může být problém kruhovitosti převeden na problém průměru koule. Pokud je odchylka kruhovitosti velká, lze ji zcela detekovat na vysoce přesném prosévacím stroji na kuličky. To je vysvětleno v následující analýze podílu povrchových defektů. Generálporučík poskytne klíčový popis.

Koule z karbidu wolframu jsou zpracovány technologií práškové metalurgie a mají vysokou tvrdost, obecně nad 1400 Vickers. Velikost částic surovin a proces slinování bude mít velký vliv na tvrdost kuliček. Titanové slitiny mají vyšší tvrdost než wolframové slitiny a kuličky využívající vysokotlaké slinovací procesy jsou také tvrdší než tradiční vakuově slinované kuličky. Obecně se má za to, že existuje přímá úměra mezi tvrdostí kuličky a odolností proti opotřebení, ale není to zcela správné. Tvrdost kuličky nemá žádný zřejmý vztah k výkonu psaní a hrot kuličkového pera s vysokou tvrdostí nemusí mít nutně lepší odolnost proti opotřebení.

Tvrdost označuje schopnost materiálu odolávat místní deformaci. Tvrdost souvisí se složením a strukturou materiálu. Tvrdost slinutého karbidu se obecně měří metodou tvrdosti podle Vickerse. Čtvercový pyramidální diamantový indentor je vtlačen do povrchu vzorku zkušební silou a zkušební síla je odstraněna po jejím udržování po stanovenou dobu. Podle délky úhlopříčky vtisku na povrchu vzorku změřte tvrdost materiálu. Opotřebení kuličky na špičce pera během psaní ve skutečnosti nemá nic společného s tvrdostí, ale závisí na třech aspektech:

1. Výkon kuličky při přenášení inkoustu: inkoust hraje mazací roli při tření mezi kuličkou a špičkou pera. Pokud je smáčivost kuličky a inkoustu špatná a lubrikační účinek není zřejmý, opotřebení kuličky na hrotu pera se urychlí. . Naopak dobrá afinita inkoustu zvýší lubrikační účinek a do určité míry sníží opotřebení hrotu pera. Je třeba zdůraznit, že zvlhčující účinek nelze jednoduše vidět v množství inkoustu, ale týká se schopnosti inkoustu přilnout k povrchu koule.

2. Velikost částic suroviny kuličkového prášku: Čím větší jsou částice suroviny, tím zřetelnější bude opotřebení hrotu pera. Například olejové kuličky ze slitiny titanu Dingshen DS-8 používají středně velký prášek karbidu titanu a tvrdost kuličky je vyšší než 1800 Vickers; Neutrální kuličky z karbidu wolframu DS-5 používají jako surovinu ultrajemný prášek karbidu wolframu a tvrdost kuličky je mezi In Victorinox 1600-1800. Tvrdost kuliček z titanové slitiny je sice vyšší, ale způsobí větší opotřebení hrotu pera, proto jej obecně doporučujeme používat s inkoustem na olejové bázi s lepším lubrikačním účinkem.

3. Povrchová úprava kuličky: Povrchová úprava kuličky je rozporuplným jevem opotřebení hrotu pera. Hladký povrch kuličky sice sníží opotřebení hrotu pera, ale také způsobí malé množství inkoustu, což zvýší opotřebení hrotu pera. Proto i neutrální/vodní inkousty musí být spárovány s perličkami s hladkostí Ra větší nebo rovnou 0,012. Čím hladší korálky, tím lépe. Ve skutečnosti bude mnoho výrobců řídit množství inkoustu produkovaného drsností povrchu kuličky. V tomto okamžiku je třeba vzít v úvahu problém opotřebení hrotu pera.

Metalografie označuje složky ve slitině, které mají stejné chemické složení a fyzikální vlastnosti, jsou od sebe odděleny rozhraními a jsou rovnoměrně distribuovány. Vnitřní struktura pozorovaná pod metalografickým mikroskopem (viz obrázek 2) se nazývá metalografická struktura. Metalografické testování je důležitým prostředkem k posouzení výkonu koulí. Každá šarže kuliček je před broušením a leštěním podrobena metalografické analýze, která dokáže předem předpovědět odolnost kuliček proti opotřebení, korozní odolnost a očekávaný efekt povrchové úpravy při leštění.

Průmyslová norma předkládá tři požadavky na výsledky metalografického testování, konkrétně splnění standardů A04, B04 a C04 [2]. Mezi nimi A04 znamená, že podíl pórovitosti v rozsahu 0~10μm nepřesahuje 0,06 %, B04 znamená, že podíl pórovitosti v rozsahu 10μm~25μm nepřesahuje 0,06 % a C04 znamená, že podíl volného uhlíku nepřesahuje 0,06 %. Tato norma je ve skutečnosti poměrně volná, protože přítomnost pórů a volného uhlíku povede ke špatnému leštění kuliček a sníží odolnost slitiny proti korozi. Zejména korálky na neutrální/vodní bázi vyžadují vyšší povrchovou úpravu. Póry a volný uhlík způsobí důlkovou tvorbu na povrchu kuliček, což ovlivní konzistenci množství inkoustu.

Společnost Dingshen Ball aktualizovala své standardy metalografického testování, protože v roce 2012 přijala proces vysokotlakého slinování. Všechny testovací položky musí splňovat standardy A00, B00 a C00 ( viz obrázek 3), to znamená, že zde nejsou žádné dutiny a volný uhlík. , abychom zajistili, že koule s vyššími požadavky na hladkost mají jednotné standardy povrchu.

Mikrostruktura je také důležitým způsobem analýzy vlastností slinutého karbidu: čím jemnější je velikost částic fáze a fáze, tím rovnoměrnější je rozložení struktury, což naznačuje, že kuličky jsou hustší (viz obrázek 4) a budou mít lepší opotřebení. odpor; existence eta fáze a kobaltové lázně přímo souvisí s korozní odolností koule.

Proto musí být výše zmíněná mikrostruktura během výrobního procesu kuliček z karbidu wolframu přísně testována a analyzována, aby se předešlo problémům s kvalitou u určité šarže v důsledku nedostatečné kontroly procesu. Tabulka 2 je popis významu každé fáze ve slinutém karbidu

Společnosti vyrábějící pera obecně posuzují odolnost kuliček proti opotřebení a korozi na základě skutečného použití hotových per, zatímco výrobci koulí musí určit výkonnost kuliček před opuštěním továrny pomocí základní analýzy. Jedině tak Jen tak lze co nejvíce snížit kvalitní nehody.

Povrchová úprava kuličky má významný vliv na množství inkoustu. Za určitých okolností také ovlivňuje stupeň opotřebení hrotu pera. Definice povrchové úpravy v průmyslovém standardu je rozdělena do čtyř úrovní. Podrobnosti viz 5.4 Drsnost povrchu 1 ve sloupci Tabulka 1. Za normálních okolností se používá inkoust s nízkou viskozitou s hladkým povrchem kuličky a inkoust s vysokou viskozitou se používá s drsným povrchem kuličky. Proto neutrální míčky a míčky na vodní bázi obecně používají Ra0.0povrch 12 a mastné a střední oleje používají Ra0.025 nebo Ra0.050. s povrchem.

Ve skutečné výrobě nemohou konkrétní číselné hodnoty skutečně indikovat hladkost povrchu koule. Dosud totiž neexistuje vhodný přístroj na měření hladkosti, který by dokázal přesně detekovat povrch koule s tak malým průměrem. Proto jsou detekční metody uvedené v průmyslové normě vizuální kontrola a srovnávací kontrola, to znamená vizuální kontrola pod mikroskopem a srovnání se standardním povrchem koule. Je třeba poukázat na to, že povrch neutrálních kuliček a kuliček na vodní bázi je relativně hladký, což způsobí silný odraz pod vysoce výkonným mikroskopem, což znemožní pozorování povrchu koule. Proto se obecně používá stereomikroskop se 100násobným zvětšením. Dingshenovy koule však nyní prolomily technická omezení a lze je pozorovat na povrchu pomocí 500násobného optického mikroskopu, což zaměstnancům do jisté míry usnadňuje provozní potíže. Ale hledání pokročilejšího a intuitivnějšího zařízení pro testování povrchové úpravy míčků je pro naše výrobce míčů stále cestou vpřed.

Je obtížné zcela se vyhnout dutinám a otvorům uvnitř slinutého karbidu. Po vybroušení a vyleštění se vnitřní otvory promění v povrchové otvory nebo praskliny. Tyto vadné výrobky do určité míry ovlivní kvalitu písma, jak je tedy co nejvíce snížit Podíl povrchových vad je také důležitým kontrolním kritériem u kuličkových per. V průmyslovém standardu jsou limity množství jak pro prasklé kuličky, tak pro dírkové kuličky. V 1 500 perličkách se nesmějí vyskytovat prasklé kuličky a požaduje se, aby dírkové kuličky byly menší nebo rovné 2 zrnům v 1 500 kuličkách. Podle interních kontrolních standardů společnosti Dingshen se však tento limit množství výrazně zlepšil (viz tabulka 3) a obsah vadných produktů na povrchu kuliček byl obohacen.

Kontrola podílu vadných kuliček na povrchu během výroby se opírá především o dva aspekty. Jedním z nich je minimalizovat výskyt vnitřních pórů v hrubých koulích a druhým je spoléhat se na příslušné zařízení, které bude hotové nebo polotovary koule přísně prosévat. Vytváření pórů v prázdné kouli je způsobeno mnoha faktory. Během procesu přípravy a lisování směsi je snadné způsobit, že se ve slinutém tělese soustředí malé množství vzduchu za vzniku otvorů [4]. Pokud řízení procesu není dostatečně dokonalé, podíl otvorů se výrazně zvýší. To způsobí velké potíže následnému screeningovému procesu.

Konvenční metodou prosévání je použití vysoce přesného dvouosého kulového prosévacího stroje (viz obrázek 5) k převedení povrchových problémů na problémy průměru. Bez ohledu na praskliny, díry nebo jiné typy vadných výrobků bude průměr na pevném místě menší než normální velikost, takže kuličky budou odmítnuty kvůli jejich menší velikosti, když se budou otáčet ve válci. V tomto článku bylo zmíněno, že kulatost kuliček je dána i jejich průměrem a eliptické koule jsou také na povrchu vadné. Tento princip prosévání má však vysoké požadavky na přesnost zpracování válců a teplota a vlhkost v dílně musí být přísně kontrolovány, jinak se efekt prosévání výrazně sníží.

Pochopení výkonu kuliček z karbidu wolframu je pro výrobce per velmi důležité. Různé poměry karbidu wolframu nebo to, zda jsou kuličky magnetické nebo ne atd., budou mít hluboký dopad na použití hotového pera. Vezmeme-li jako příklad aktuálně populární kuličková pera na vodní bázi, nové nemagnetické kuličky mají zlepšenou odolnost proti korozi a jsou vhodnější pro pera na vodní bázi. Výkonnost přenosu inkoustu u nemagnetických kuliček je však poměrně nízká, což může snadno vést k malému množství inkoustu a vést k rozbití nebo zvýšení opotřebení kuličky na hrotu pera. Při výběru míče byste se proto neměli dívat pouze na jeden aspekt výkonu, ale také na mnoho aspektů. úrovně analýzy, abyste mohli učinit rozumná rozhodnutí.

https://www.ehisenanode.com/metal-processing-products/tungsten-processed-products/tungsten-carbide-ball.html