Твердые сплавы

итак:

1. пресс-порошок смешивают сами или можно где-то заказывать готовый?

2. Прессование. Какие преса выбрать? Какое давление для качественных проссовок? (Первыми будут запускаться пластины типоразмера: CNMG 1204...)

3. процесс спекания: стадия отжига/выпаривания полиэтиленгликоля совмещать в одной печи с основным спеканием или разделять?

4. печь должна быть компрессионная? т.е. спекать при давлении газов или просто в вакууме? Если под давлением, то каких газов? Какую печь выбрать?

Andy.52, Вы серьезно хотите с нуля организовать производство режущих пластин, или спрашиваете просто так, для общего развития? Если просто так, то ответы могут быть примерно такие:

 

1. Производство пресспорошка относится к важнейшим этапам технологии твердых сплавов, поэтому, разумеется, порошок надо делать на своем предприятии.

2. Пресса должны быть только гидравлические. Усилие пресса зависит от того, сколько пластин прессуется за раз. На одну пластину нужно, примерно 30-50 тонн.

3,4. Обжига всегда два: предварительный (с выжиганием связки) и основной. Предварительный обжиг нужно проводить в ретортной печи под азотом. Для основного обжига нужно 1550 градусов, поэтому печь вакуумная. Возможно и применение водородных печей. Для окончательного уплотнения спеченных пластин после основного обжига применяется горячее изостатическое прессование (HIP) в аргоне при давлении 1000 атм.

 

Ну, а если Вы серьезно хотите организовать производство, то надо задавать совсем другие вопросы, например:

 

1. Сколько миллионов долларов нужно инвестировать в небольшое производство полного цикла,

2. Где найти специалистов, способных организовать подобное производство,

3. Где купить оборудование,

4. Насколько высоким будет качество пластин по сравнению с мировыми брэндами,

5. Будет ли продукция рентабельна,

6. и так далее....еще пунктов дцать

Изменено 28.08.2018 15:17 пользователем Авас Петяев

Авас, очень приятно получить такой ответ (имею в виду развернутый и с грамотными вопросами)

1. Реально есть проект. Сумма примерно обозначена. Сечас запущен прроцесс написания бизнес-плана для презентации инвесторам. (инвесторами занимаюсь не я, а люди, кто умеет с ними общаться). Моя задача - курировать данный проект в техническом и технологическом плане. Сам я по образованию инженер-технолог по мехобработке. Ранее работал в инструментальной фирме (малое, очень скудное представление о процессе производства СМП имею. Но, очень скудные знания - поверхностные, только те, что производитель может разсказать во время Customer visit на производстве).

2. Специалисты. Это краеугольный камень в любом бизнесе/деле и начинании.

3. Оборудование. Некоторые бренды оборудования мне подсказали. Сейчас "пытаюсь" общаться с ними на предмет выставления КП и обозначения основных требований оборудования к: помещению, коммуникациям, средам и т.д. Именно "пытаюсь" - потому, что представители фирм оборудования сразу требуют техзадание на проектирование обор. В общем то они правы - будь на их месте, я бы тоже запросил техзадание. Сейчас ищу хоть какую-то внятную инфо по новым технологиям (или не сильно старым, как то 60-70х годов прошлого века. Хотябы наработки последних 15-20 лет).

По прессам: рекомендовали DORST (Fette)

Печи: Sandvik (но их представителей пока не нашел). Связался с ERSTEVAK

Шлиф станки: Agathon, Evak. Щеточные: Osborn

Покрытие: Bazers Oerlikon

4. Поскольку сам работаю с мехпредприятиями, знаю, что потребность в СМП огромна. В каждом промышленном регионе измеряется в сотнях тысяч штук каждого наименования. От CNMG 1204..и DNMG 1506.. т.е стандартных пластин по ISO, так и канвочных и фрезерных пластин (специфических размеров и форм). Это не говоря о металлургических заводах (разделки кромки листа, обработка труб и ж/д номенклатуры) и нефтяной номенклатуры (обработка труб, реьб и муфт). Продукция очень востребована. Лидерами являются: SANDVIK (Шведция), ISCAR (Израиль), Kenametal (США), Widia (Германия), Sumitomo(Япония), Mitsubishi (Япония), Taegutec(Корея), Korloy (Корея) - я перечислил основные бренды и корпорации (не стал писать про бренды, входящие в корпорации. В один только SANDVIK входят более десятка различных. как то Walter, Seco, Dormer, Pramet и т.д.). Последнее время китайские производители научились делать неплохого качества пластины (по началу качество храмало в десятки раз). К сожалению, российские товары: МКТС (Москва, который входит в SANDVIK, но делает на местный рынок продукцию по еще советским технологиям, а порошки от Sandvik) КЗТС (Кировоград, тоже качество на уровне советов) СКИФ-М (Белогород, делают корпуса инструментов, а пластины, на сколько мне известно закупают CERATIZIT (Австрия), дошлифовывают и покрывают. (ксатати по титану - очень хорошие показатели по стойкости фрезерных пластин).

Так вот, в России нет производителя с высоким качеством товара и заинтересованного именно в качественной продукции. У всех российских производителей сбыт налажен с советских времен, зачем им напрягаться по поводу новинок и т.д.

Если затевать что-то новое, то обязательно наилучшего качества.

5. Рентабильность. Хороший пункт. Конечно да, рентабильная продукция. На сколько - вопрос технологий и расчетов

Andy.52, могу только добавить, что огромное внимание придётся уделить самой смеси (пресс-порошок). КЗТС делает смеси, но .... можно покупать у Сандвика, но тот же HM04 или DZ 05 они не поставляют, а делают только для себя. Кстати, КЗТС готов делать смеси, аналоги зарубежных, если им предоставить образец.

Можно ли по готовой пластине (разрезав отшлифовав) определить состав порошка (микросокп, рентген или что лучше взять для исследований). Хочу местный политех подключить для НИОКР (они жаждут задач от нас)

ВОПРОС: какое оборудования следует применять (закупить) для анализа входного пресс-порошка, готовых изделий?

Можно ли по готовой пластине (разрезав отшлифовав) определить состав порошка (микросокп, рентген или что лучше взять для исследований). Хочу местный политех подключить для НИОКР (они жаждут задач от нас)

ВОПРОС: какое оборудования следует применять (закупить) для анализа входного пресс-порошка, готовых изделий?

 

Состав порошка по составу пластины определить нельзя (связующего в пластине уже нет), но можно, как минимум, определить сколько кобальта, сколько карбида вольфрама и есть ли другие компоненты, вроде карбида титана. Кроме того, анализ пластины даст информацию о размерах зерен WC и о пористости материала. Размер зерна карбида вольфрама важен для подбора сырьевого порошка WC (продается только китайцами), а по наличию пористости или по ее отсутствию можно сделать вывод о том, использовалось ли горячее изостатическое прессование.

Для нормального анализа пластины нужен современный растровый электронный микроскоп (SEM).

 

Для анализа порошов, кроме электронного микроскопа, нужен дуговой спектрометр, а так же лазерный и ситовой анализаторы размеров частиц. Для анализа состава полимерного связующего в пресспорошках неплохо иметь масс спектрометр.

Изменено 29.08.2018 09:44 пользователем Авас Петяев

Пористость. Ее искать нужно в теле или на поверхности? На шлифе будет видно?

Современные пластины все покрытие имеют (CVD толстое, PVD по-тоньше, но многослойное)

 

Спрашиваю, потому-что мне придется задание на анализ составлять (что искать, как и где)

качество покрытия оценивается отдельно, а пористость в теле. Можно сошлифовать покрытие, либо на электроэрозии располовинить образец, подговить микрошлиф, оценить пористость, протравить, оценить размер зерна, его распределение в сзязке, наличие этта фазы

Этта фаза - это что?

гуглил- не нашел

Там одно "т" - "Эта-фаза", но из-за омонимии с русским местоимением вы фиг что найдете! :cray: Гуглите c греческим написанием (как η-фаза) или на английском (eta phase).

Ivan Telegin, что касется мокрой шлифовки - перед спеканием нужно делать сушку. Что касается скалывания: 1) нужно подбирать режимы резания 2) можно делать фаски после проточки 3) делайте заход с одной стороны до середины и затем с другой стороны.

Ivan Telegin и Andy.52. 1) Пресса не обязательно должны быть гидравлические! Практически все СМП (в том числе и CNMG) можно прессовать и прессуют на 16 т механических прессах! И практически на всех европейских заводах они есть и работают, хотя конечно же современные компании уже меняют их на гидравлические т.к. износ влияет на точность! Но на КЗТС их очень много и все они работают! Хотя у гидравлических конечно же точность и производительность выше! А сейчас появились электрические пресса, которые жрут намного меньше электроэнергии, не требуют масла, работают очень тихо и характеризуются самой высокой точностью и производительностью, но правда они и самые дорогие. А механические пресса сейчас уже производят только китайцы.... 2) Температура спекания зависит от марки сплава (зернистость и состав сплава) - от 1350 до 1450! При 1550 если только совсем грубозернистые и с минимальным содержанием кобальта или никеля! 3) Давление аргона при спекании также зависит от марки сплава – но 1000 бар это слишком много – я даже не знаю есть ли такие печи вообще! 60 – 100 атм вполне достаточно! 4) WC делает и продаёт не только Китай – в сейчас РФ есть три завода, которые реально делают и продают WC!

SRL, Вот так и образуется разница в качестве между пластинами КЗТС и, например, Sandvik. Полвека отставания в технологии проявляется, на первый взгляд, в мелочах: механические пресса вместо гидравлических, протирка порошков через сито вместо распылительной сушки, спекание в допотопных печах, отсутствие чистых газов, современных газостатов, прецизионной шлифовки и тысячи других вещей. Все это вместе называется "уровень технологии". Разумеется, можно делать твердые сплавы как в 60-70 годах прошлого века, но рассчитывать на конкуретноспособность тут не приходится.

Изменено 03.09.2018 16:17 пользователем Авас Петяев

Авас Петяев, сразу видно, что вы не имеете представления о техническом оснащении КЗТС т.к. там все абсолютно наоборот указанному вами: есть современные распылительные сушилки для приготовления пресс-порошка, пресса есть как механические DORST, так и современные гидравлические и электрические с роботами для съема, зачистки и укладки, спекание осуществляется в современных немецких вакуумно-компресионных печах, есть своя система подготовки особо чистого Н2 и т.д..Просто основная продукция КЗТС это не инструмент для металлобработки (СМП, фрезы и ОРИ), а инструмент для горных и дорожных работ (зубок), фильеры для волочения, матрицы для синтеза и т.д., а эти изделия имеют совсем другую структуру материала, нежели инструмент для металлообработки! А СМП у них это лишь малая доля их продукции, которая востребована в конкретном кругу потребителей и для конкретных задач!

SRL, Да, Вы правы, что я не в курсе состояния дел конкретно на КЗТС, но это не отменяет смысла вышесказанного: для достижения конкурентноспособности на рынке массовых инструментов из твердых сплавов нужен высочайший уровень технологии и производства, которого в России сейчас нет практически нигде. Тот факт, что КЗТС делает узко специализированные изделия для внутреннего рынка только подтверждает этот тезиз,

 

Высокий уровень достигается десятилетиями инвестиций и не только в импортное оборудование, но и в собственные разработки, чего в России нет уже с конца советских времен. Те несколько пенсионеров-энтузиастов, которые еще поддерживают хоть какой-то уровень технологических знаний на заводах, просто физически не в состоянии создавать достаточно инноваций, чтобы не отставать от крупных западных фирм. Новых же специалистов нет, взять их негде, а об их мотивации и говорить не приходится.

Andy.52 и Авас Петяев! Касаемо вашего негативного мнения об отечественных производителях тс инструмента. Во первых СКИФ-М имеет свое собственное производство тс пластин и самое современное передовое оборудование для его производства, правда используют пресс-порошок Sandvik, и Andy.52 сам отмечает, качество их изделий хорошее! Кроме того компания СКИФ-М является официальным поставщиком специализированного тс инструмента для компании BOEING! Во вторых в Санкт-Петербурге есть компания ВИРИАЛ, которая также имеет современное оборудование (распылительная сушилка, немецкие гидравлические пресса-автоматы, современные немецкие вакуумно-компрессионные печи, современные обрабатывающие центры, своя собственная исследовательская и испытательная лаборатория и т.д.), и активно трудится над своим качеством, себестоимостью, разработкой собственных сплавов и формой инструмента, привлекает разных компетентных специалистов для совершенствования своих техпроцессов и т.д.! Хотя они также начинали с пресс-порошка Sandvik, а сейчас уже - налаживают собственную технологию получения мелкозернистого WC для его использования исключительно в качестве добавок в своих сплавах для СМП!

 

И касаемо сбыта мнение Andy.52 не верно – т.к. цена, качество и стабильность поставок тс инструмента беспокоят любого его потребителя! И сейчас уже в РФ никто не будет покупать инструмент только потому что ты российский производитель, как это было до 1991 года, пока был СССР, т.к. сейчас рынок насыщен «забугорным» тс инструментом любого качества и цены. На данный момент на отечественном рынке 90% тс инструмента это импорт, и вовсе не потому, что отечественный продукт сильно плох, а потому, что столько, сколько его необходимо в его многообразии и количестве, на данный момент имеющиеся в РФ предприятия (СКИФ-М, КЗТС, ВИРИАЛ) физически не могут выпускать. Кстати, еще также функционирует завод ПОБЕДИТ, ну вот там как раз все именно так, как написал Авас Петяев – прошлый век, хотя заказы у них есть! Поэтому и появляются проекты на постановку производства тс иснтурмента, о чем сообщил Andy.52!

а об их мотивации и говорить не приходится

Да.

SRL, заготовка после предварительного отжига весьма пористая, не получится ли так, что в процессе мокрой шлифовки в заготовке будут накапливаться посторонние включения? Как это это скажется на качестве сплава? про режимы резания и алмазный инструмент согласен на 100 % и прием точения с 2х сторон тоже работает. Фаска ?.... а если она мне там не нужна? Вообщем не совсем понял ... Точить "сырой" материал.... получалось, и даже сверлить, но много брака. Да и вообще столкнулся с тем, что обработка "сырого" материала или после предварительного отжига связана с довольно-таки существенным кол-ом брака. поэтому если нет возможности на производстве перемолоть, загнать туда пластификатор и запустить в производство обратно, то выходит накладно.

По разгоревшемуся спору по поводу качества, технологичности изделий из ТС зарубежного и отечественного производства могу только добавить, что нам ещё далеко до сандвика)) Но мы к этому идём, нам бы денег, как у китайцев, а разработки по "инновациям" в ТС у нас есть, вот только внедряются они не очень. В свою время ВНИИТС хорошо работал... Что сейчас?

Вот по режущим пластинам хочу добавить "Дай дураку ХХХ стеклянный.... " дальше вы знаете.

Считаю, что КЗТС в России делает один из лучших ТС по качеству, но Вы возьмите "CONTROL CERTIFICATE" на смесь SANDVIK и сертификат КЗТС и в сертификате КЗТС Вы не найдете таких параметров как: насыпная плотность, давление прессования, %усадки, температура выжигания связки. А потом берете и изготавливаете образец ТИП А из сандвик, КЗТС и на испытания для определения прочности при поперечном изгибе ....

Кстати, не в курсе будет ли проводится в России ближайшее время выставка оборудования и технологий для порошковой металлургии?

 

Вообще мне нравится эта ветка, я даже писал администраторам форума, чтобы создали отдельное ответвление по ПМ. Понятно, что у каждого свои секреты и технология это $, но блин, обидно за отечественную индустрию ТС. А так хоть чем-то будем делиться)

метан (углеродсодержащий газ полезен для науглероживания твердого сплава).

А это не приведёт к образованию в структуре поверхностного слоя свободного углерода? Ведь оптиум лежит в пределах 6,06-6,12%масс. углерода, что определяется составом карбида WC и при большем %С мы получим тройную эвтектику WC+Co+графит.

В чём Вы видите пользу науглероживания?

 

P.S. Сушка порошка при 750° в восстановительной среде водорода - технология прошлого века.

Изменено 04.09.2018 07:12 пользователем ilia-ilich

Этта фаза - это что?

Это двойной карбид (W,Co)C. Её наличие приводит к снижению изгибной прочности ТС, поэтому присутствие в структуре эта-фазы недопустимо.

SRL, Касаемо: цена/качество и т.д.

Везде принимают решения люди, порой не заинтересованные в экономике предприятия и тем более в экономике процесса обработки. Эту себестоимость (пр-сса обработки) не во всех эконом отделах считать то умеют, не говоря о том, что это делают. Главное - дешево купить. Благо отечественные СМП можно купить задешево.

Сбыт, именно сбыт (не реализацию, не продажи, не развитие продаж и продукта - я именно это слово имел в виду) Раньше был именно сбыт. Спрос был всегда - его нужно было погасить.

К чему я... Люди имеют контакты со времен "царя гороха". Отгрузки осуществляют по старым контактам.

Так же на заводы металлургии (обработка Ж/Д номенклатуры, обработку труб и т.д.) - свои специфичные пластины СМП. Импортные пластины не все производители могут изготовить (если только не заточены под такую область обработки - а это специалисты по внедрению, сопровождению и т.д.) а в советские времена процесс на имеющихся СМП уже отлажен. и потому спрос на них есть, и сбыт на них есть.

Вот, что я имел в виду

А это не приведёт к образованию в структуре поверхностного слоя свободного углерода? Ведь оптиум лежит в пределах 6,06-6,12%масс. углерода, что определяется составом карбида WC и при большем %С мы получим тройную эвтектику WC+Co+графит.

В чём Вы видите пользу науглероживания?

 

Имелась в виду небольшая добавка метана в газовую смесь, которая еще не образует сажу, а препятствует появлению в тс низших карбидов и переводит уже существующие низшие карбиды обратно в высший, например:

W₂C + CH₄ = 2WC + 2H₂

Авас, а на какой стадии производства возникают эти "низшие карбиды"? При приготовлении порошка или на стадии формообразования?

Дело в том, что использование водорода сопряженно с большим риском взрыва (он плохо детектируется и сильно текуч), поэтому хотелось бы исключить его применение. Вместе с тем получается, что его использование необходимо именно для коррекции состава ТС по углероду. Неужели нельзя найти другие решения?

Нельзя ли заменить водород на аргон или какой-либо другой негорючий газ?

Изменено 05.09.2018 05:55 пользователем ilia-ilich

ilia-ilich, Низшие карбиды вольфрама могут быть как в исходном порошке (если сырье содержит дешевый плавленный карбид WC/W₂C), так и могут образовываться в процессе спекания при прeвышении парциального давления кислорода в печи: 2WC + 0,5O₂ = W₂C + CO

 

Что касается применения чистого водорода в качестве атмосферы печи, то эта технология очень старая и используется достаточно широко. Еще есть варианты взрывобезопасных смесей Ar + H₂ или N₂ + H₂ в которых водорода до 10 об.%.

Уважаемые эксперты.

Слышали ли Вы об градиентном спекании. Типа процесс спекания построен таким образом, кобальтовая связка располагается близко к поверхности, а зерна WC более тяжелые уходят вглубь тела. Таким образом достигается большая прочность пластины СМП. Якобы в процессе спекания температуру резко понижают (до каких-то пределов), таким образом более тяжелые зерна WC стремятся по-глубже в тело, а легкая связка всплывает ближе к поверхности

 

Можете прокомментировать данный метод спекания (градиентное спекания)