Den komplette guide til, hvordan hårdmetal endefræsere fremstilles

1. Råvarevalg

"Harmetmetal" i hårdmetal endefræsere er faktisk et cementeret carbid, fremstillet af wolframcarbid (WC) partikler holdt sammen af et metalbindemiddel, normalt kobolt (Co).

Wolframcarbid: Ekstremt hårdt (9 på Mohs-skalaen, ~2600 HV Vickers hårdhed). Giver slidstyrke.

Kobolt: Sej, duktil bindefase, der absorberer stød og forhindrer skørhed.

Hvorfor sammensætning er vigtig:

Mere kobolt → hårdere, men lidt blødere værktøj (godt til afbrudte snit).

Mindre kobolt → hårdere men mere skør (god til kontinuerlig skæring i stive opstillinger).

Kornstørrelsen på toilettet påvirker kantskarpheden og slidstyrken:

Ultrafin (0,2–0,5 μm) for høj hårdhed, skarpe kanter.

Grovere korn (>1 μm) for slagfasthed.

2. Pulverblanding og konditionering

Wolframcarbidpulver, koboltpulver og små mængder af andre carbider (tantal, titanium, niobiumcarbider) måles efter vægt.

En kuglemølle eller attritormølle blander dem i ethanol eller vand med et voks/paraffinbindemiddel for at lave en homogen opslæmning.

Formål: Sikre ensartet fordeling af kobolt, forhindre agglomeration, og beklæd hvert WC-korn med bindemiddel for stærke sintringsbindinger.

3. Spraytørring

Opslæmningen føres ind i en spraytørrer, som producerer sfæriske agglomerater af pulver.

Disse agglomerater flyder som fint sand - afgørende for ensartet presning.

Fugtindholdet er stramt kontrolleret; for tør → revner; for våd → dårlig presning.

4. Tryk på det grønne felt

To hovedmetoder:

Enakset matricepresning → god til emner med lige skaft.

Ekstruderingspresning → muliggør oprettelse af lange stænger eller stænger med indvendige kølevæskekanaler.

Den resulterende del kaldes en grøn kompakt — svag og skør, men med de ru dimensioner af den endelige stang.

Presseretningen og trykens ensartethed påvirker direkte tæthedsfordelingen, hvilket senere påvirker værktøjets styrke.

5. Forsintring (afbinding)

Den grønne kompakt opvarmes i en lavtemperaturovn (~600-800 °C) for at fjerne voks/paraffinbindemidlet uden at forårsage oxidation eller deformation.

Dette efterlader kun metalpulvere, løst holdt sammen.

6. Sintring (Sintring i flydende fase)

Hovedfortætningstrin: opvarmet til 1400–1500 °C i vakuum eller hydrogenatmosfære.

Kobolten smelter (flydende fase) og flyder mellem WC-kornene og trækker dem sammen gennem kapillærvirkning.

Delen krymper med ~18-22% lineært, hvilket opnår 99% teoretisk tæthed.

Resultat:
En fuldstændig tæt, ekstrem hård stang uden porøsitet, klar til slibning.

7. Stangforberedelse

Karbidstænger skæres til i længden ved hjælp af en diamantsav eller wire EDM.

Enderne kan være affasede for at forhindre skår under håndtering.

For kombinationsværktøjer (stålskaft hårdmetalskærehoved) udføres lodning på dette trin.

8. CNC-slibning af geometri

Fløjteslibning

Udført på 5-aksede CNC værktøjsslibemaskiner ved hjælp af diamantslibeskiver.

Maskiner holder tolerancer inden for et par mikrometer.

Parametre omfatter:

Antal fløjter (2, 3, 4 eller flere)

Helixvinkel (lav helix for styrke, høj spiral for hurtigere spånevakuering)

Kernetykkelse (påvirker stivhed og spånplads)

Slutgeometri slibning

Værktøjsspidsen er formet - flad, kuglenæse, hjørneradius eller speciel form.

Sekundære aflastningsvinkler og skråvinkler er slebet for at optimere skæreydelsen.

For højpræcisionsværktøjer anvendes kantforberedelse (slibning) for at kontrollere skarphed i forhold til modstand mod spåner.

9. Valgfrit: Gennem-kølende hulboring

Hvis pindfræseren er udformet med indvendige kølevæskekanaler, skabes disse ved stavekstrudering eller ved EDM-boring efter sintring.

EDM (Electrical Discharge Machining) kan producere små, præcise huller uden at beskadige karbiden.

10. Belægning (PVD/CVD)

Formål: Forlæng værktøjets levetid, reducere friktion, modstå varme.

Almindelige belægninger:

TiAlN / AlTiN: Højtemperaturoxidationsbestandighed.

DLC (Diamond-Like Carbon): Lav friktion, fremragende til ikke-jernholdig bearbejdning.

Nanokompositbelægninger: Ekstremt fin struktur for ekstrem slidstyrke.

Proceser:

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

CVD (Chemical Vapor Deposition): Højere temperatur (~900-1050 °C), tykkere belægning, kan kræve efterslibning.

11. Sluteftersyn

Lasermikrometre måler diameter, koncentricitet og udløb.

Optiske komparatorer kontrollerer fløjtens form.

Belægningens vedhæftning og overfladeruhed testes.

Højtydende møller er dynamisk afbalanceret til højhastighedsspindler.

12. Emballage

Hvert værktøj rengøres med ultralyd for at fjerne slibe- og belægningsrester.

Pakket i individuelle plastikrør for at forhindre skår under transport.

Oversigtstabel: