اینسرت الماس (کارباید): راهنمای جامع

اینسرت های کاربایدی یا همان الماس، اجزای حیاتی در فرآیندهای ماشینکاری مدرن، علی الخصوص ماشین کاری فلزات هستند. آنها عملکرد تراش برتر، طول عمر و تطبیق‌پذیری بالایی را ارائه می‌دهند، در نتیجه، اینسرت ها امروزه جزء لاینفک در کاربردهای مختلف صنعتی می باشند. در این راهنمای جامع، به هر آنچه که باید در مورد اینسرت های الماس بدانید، از جمله انواع، کاربردها، خواص و جنس مواد و نحوه انتخاب مناسب آن برای نیازهای شما، خواهیم پرداخت.

مروری بر اینسرت های الماس

اینسرت های الماس، ابزارهای قابل تعویضی هستند که در ماشینکاری برای تراش، شکل‌دهی و پرداخت مواد استفاده می‌شوند. آنها از کارباید ساخته شده‌اند، یک ماده کامپوزیتی متشکل از ذرات کارباید تنگستن که با یک فلز، معمولاً کبالت، ترکیب شده‌اند. این ترکیب به اینسرت های الماس، سختی و دوام مورد نیاز آنها را می‌دهد. آنها در عملیات تراشکاری، فرزکاری و سوراخکاری در صنایع مختلف، از خودرو گرفته تا هوافضا، استفاده می‌شوند.

انواع اینسرت های الماس

اینسرت های الماس در شکل‌ها، اندازه‌ها و ترکیبات مختلفی وجود دارند که هر کدام برای وظایف و مواد خاصی مناسب هستند. در اینجا جدولی برای ارائه انواع مختلف اینسرت های الماس ارائه شده است:

کاربرد معمول	شکل هندسی	نوع اینسرت
تراشکاری، کف تراشی و پرداخت عمومی	الماس	CNMG
تراشکاری متوسط تا سنگین، مصارف عمومی	مثلث	TNMG
خشن کاری، تراشکاری منقطع، کاربردهای سنگین	مربع	SNMG
کاربردهای پرداخت، کپی تراشی و دقت بالا	شکل V یا هفت	VNMG
خشن کاری متوسط تا سنگین و برش‌های منقطع	شش ضلعی	WNMG
تراشکاری سبک تا متوسط، دقت بالا و پرداخت نهایی	الماس	CCMT
پرداخت و تراشکاری سبک	الماس	DCMT
تراشکاری متوسط تا خشن، برش‌های منقطع و کاربردهای سنگین	مربع	SCMT
تراشکاری سبک تا متوسط، پروفیل کاری و برشکاری پرسرعت	دایره	RCMT
عملیات فرزکاری، نرخ پیشروی بالا و کاربردهای سنگین	مستطیل	APKT

کاربرد انواع اینسرت های کاربایدی

اینسرت های کاربایدی در شکل‌ها، اندازه‌ها و ترکیبات مختلفی وجود دارند که هر کدام برای وظایف و جنس قطعه کار خاصی مناسب هستند. در اینجا جدولی برای کاربرد انواع مختلف اینسرت های کاربایدی ارائه شده است:

کاربرد	صنعت
قطعات موتور، قطعات گیربکس، سیستم تعلیق	خودروسازی
پره‌های توربین، ارابه فرود، اجزای سازه‌ای	هوافضا
ابزار جراحی، ایمپلنت، پروتز	پزشکی
مته، کیسینگ (لوله جداری)، ابزارهای درون چاهی	نفت و گاز
ماشینکاری عمومی، ابزارسازی و قالب سازی،	تولید
میکروماشین‌کاری، ساخت برد مدار چاپی، قطعات نیمه‌هادی	الکترونیک

جنس و متریال اینسرت های کاربایدی

درک خواص متریال اینسرت های کاربایدی مناسب برای کاربرد خاص شما ضروری است. در جدول ذیل، خواص متریال ارائه شده است:

توضیحات	خصوصیات
مقاومت بالا در برابر سایش و تغییر شکل، که معمولاً با واحد راکول یا ویکرز اندازه‌گیری می‌شود	سختی (Hardness)
توانایی جذب انرژی و مقاومت در برابر لب پر شدن یا شکستگی	چقرمگی (Toughness)
حفظ سختی و استحکام در دماهای بالا	سختی گرمایی
مقاوم در برابر خوردگی و واکنش‌های شیمیایی با مواد کار	پایداری شیمیایی
گرمای تولید شده در حین برش را به طور موثر از بین می‌برد	هدایت حرارتی

ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های اینسرت های کاربایدی

اینسرت های کاربایدی از درجات مختلف کارباید ساخته می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی دارند. در اینجا جدولی ارائه شده است که تنوع ترکیبات شیمیایی، خواص و ویژگی‌ها ی کربایدهای مختلف را نشان می دهد:

مشخصات	ترکیب شیمیایی	گرید
مقاومت سایشی بالا، مناسب برای مواد غیرآهنی	97% WC, 3% Co	C1
همه کاره، مناسب برای مواد آهنی و غیر آهنی	94% WC, 6% Co	C2
چقرمگی بالاتر، برای برش‌های منقطع استفاده می‌شود	90% WC, 10% Co	C3
بسیار مقاوم، مناسب برای کاربردهای سنگین	86% WC, 14% Co	C4
بالاترین چقرمگی، مناسب برای کاربردهای بسیار سنگین	81% WC, 19% Co	C5
مناسب برای پرداخت سریع فولاد	92% WC, 8% Co, TiC/TaC additives	P10
تراشکاری و فرزکاری عمومی فولاد	89% WC, 11% Co, TiC/TaC additives	P20
برش‌های خشن و منقطع در فولاد	85% WC, 15% Co, TiC/TaC additives	P30
پرداخت و نیمه پرداخت چدن	94% WC, 6% Co, Cr3C2/TaC additives	K10
خشن‌کاری چدن و فلزات غیرآهنی	90% WC, 10% Co, Cr3C2/TaC additives	K20

سختی، استحکام و مقاومت در برابر سایش

در اینجا جدولی برای نشان دادن سختی، استحکام و مقاومت در برابر سایش اینسرت‌های ابزار کاربایدی ارائه شده است:

مقاومت در برابر سایش	چقرمگی (MPa)	سختی ویکر (Hv)	گرید
بسیار زیاد	1200	1800	C1
زیاد	1500	1600	C2
متوسط	1800	1500	C3
متوسط	2200	1400	C4
کم	2500	1300	C5
زیاد	1400	1700	P10
متوسط	1600	1600	P20
کم	2000	1500	P30
زیاد	1300	1650	K10
متوسط	1800	1500	K20

مشخصات، اندازه‌ها، شکل، استانداردها

اینسرت های کاربایدی در مشخصات، اندازه‌ها و شکل‌های مختلفی موجود هستند. در اینجا جدولی برای نشان دادن مشخصات، اندازه‌ها، شکل و استانداردها آمده است:

استاندارد ANSI	استاندارد ISO	سایز متداول (mm)	شکل هندسی
ANSI B212.4	ISO 1832	12،16،20	مثلث
ANSI B212.4	ISO 1832	11،13،16	الماس
ANSI B212.4	ISO 1832	12،16،20	مربع
ANSI B212.4	ISO 1832	16،20،25	دایره
ANSI B212.4	ISO 1832	10،15،20	مستطیل

تامین‌کنندگان و جزئیات قیمت‌گذاری

انتخاب تامین‌کننده مناسب برای اطمینان از کیفیت و عملکرد اینسرت‌های کاربایدی بسیار مهم است. در اینجا جدولی با جزئیات تامین‌کنندگان بین المللی و معتبر دنیا ومیانگین قیمت‌گذاری هرکدام از تامین کنندگان ارائه شده است:

وبسایت	محدوده قیمتی (دلار آمریکا)	کشور	تامین کننده
www.kennametal.com	10-50 هر اینسرت	آمریکا	کنا متال (Kennametal)
www.sandvik.coromant.com	15-60	سوئد	سندویک (Sandvik)
www.iscar.com	12-55	اسرئیل	ایسکار(Iscar)
www.secotools.com	13-58	سوئد	سکو (Seco Tools)
www.mitsubishicarbide.com	14-60	ژاپن	میتسوبیشی (Mitsubishi)
www.kyocera.com	10-45	ژاپن	کیوسرا (Kyocera)
www.sumitomotool.com	11-55	ژاپن	سامیتومو (Sumitumo)
www.walter-tools.com	13-55	آلمان	والتر (Walter Tools)
www.tungaloy.com	12-54	ژاپن	تانگلوی (Tungaloy)
www.ceratizit.com	15-60	لوکزامبورگ	سراتیزیت (Ceratizit)

چگونه اینسرت کاربایدی مناسب را انتخاب کنیم

انتخاب اینسرت الماس مناسب شامل در نظر گرفتن عوامل مختلفی از جمله جنس قطعه کار مورد ماشینکاری، نوع عملیات ماشینکاری و الزامات خاص کار است. در اینجا جدولی برای نشان دادن نحوه انتخاب اینسرت کاربایدی مناسب ارائه شده است:

ملاحظات

عوامل

سختی، چقرمگی و سایندگی مواد

متریال قطعه کاری که باید ماشینکاری شوند

تراشکاری، فرزکاری، سوراخکاری، پرداختکاری، خشنکاری

نوع عملیات

سرعت‌های بالاتر نیاز به اینسرت‌هایی با مقاومت حرارتی بهتر دارند

سرعت تراشکاری

نرخ‌های تغذیه بالاتر ممکن است به قطعات سخت‌تری نیاز داشته باشند

نرخ خوراک

برش‌های عمیق‌تر ممکن است به اینسرت‌هایی با چقرمگی بالاتر نیاز داشته باشند.

عمق تراش