۱) گرید اینسرت کارباید چیست؟ معنای آن در کاربرد واقعی

در اینسرت‌های کارباید، گرید (Grade) به معنای ترکیب شیمیایی و ساختار فیزیکی موادی است که اینسرت از آن ساخته می‌شود، و مهم‌ترین چیزی است که تعیین می‌کند ابزار:

• چقدر سختی داشته باشد

• چقدر چقرمگی/مقاومت به ضربه داشته باشد

• تا چه حد در برابر حرارت و سایش مقاومت کند

• برای چه گروه مواد قطعه‌کاری مناسب باشد

به عبارت ساده‌تر، گرید تعیین می‌کند اینسرت برای چه نوع ماده و چه نوع برش عملکرد خوبی دارد. هر تولیدکننده با توجه به تجربهٔ خود، سیستم نام‌گذاری و دسته‌بندی گریدها را می‌سازد.

۲) آیا استاندارد مشترک جهانی برای گریدها وجود دارد؟

 پاسخ کوتاه: نه دقیقاً
هر چند دسته‌بندی گروه مواد (ISO P, M, K, N, S, H) تقریباً در میان همهٔ تولیدکنندگان پذیرفته شده است، ولی سیستم نام‌گذاری گرید (مثلاً GC, VP, KC و غیره) و معنی دقیق آن را هر برند خودش تعریف می‌کند.

گروه مواد ISO که معمولاً استفاده می‌شود:

این طبقه‌ بندی به مهندسان کمک می‌کند بفهمد گرید ابزار در چه گروه ماده‌ای هدف‌گذاری شده است، اما خود گرید (ترکیب و تکنولوژی) با برندهای دیگر قابل تطبیق نیست مگر با جداول تطبیق.

۳) چرا هر برند گرید خاص خودش دارد؟

تولیدکنندگان بر اساس فناوری پودر متالورژی، درصد ترکیبات، نوع پوشش، روش لایه‌نشانی (CVD/PVD)، اندازهٔ دانه‌ها و پردازش بعدی، ترکیبات خاصی تولید می‌کنند. به همین دلیل:

•  Sandvik Coromant
•  Mitsubishi Materials
•  Kennametal
•  Sumitomo
• Kyocera

همه برای کاربردهای مشابه، گریدهای متفاوتی با نام و ساختار خاص خود دارند.

۴) چه پارامترهایی گرید را تعریف می‌کنند؟

هر گرید در واقع یک ترکیب مهندسی‌شده است که مشخص‌کنندهٔ موارد زیر است:

 الف) ساختار زیرلایه (Substrate)

• ویسکوزیته (Toughness) — مقاومت در برابر ضربه

• سختی (Hardness) — مقاومت به سایش

• اندازهٔ دانه‌ها در WC-Co

 ب) نوع پوشش (Coating)

• CVD (لایهٔ ضخیم‌تر و مقاومت حرارتی بالا)

• PVD (لایهٔ نازک‌تر و سخت‌تر با تیزی بیشتر)

• ترکیب TiCN, Al₂O₃, TiAlN و …

پ) لایه‌های ترکیبی
چند لایهٔ پوشش که مقاومت حرارتی، چقرمگی لبه و هدایت حرارتی را کنترل می‌کنند.

۵) دسته‌بندی گریدها بر اساس ویژگی‌های عملکرد

۱) سخت (Hard Grades)

• برای عملیات پرداخت نهایی و کار با فولاد تمیز و سخت تا متوسط

• مقاومت سایش بالا، اما چقرمگی کمتر

• مثال: گریدهای دارای پوشش ضخیم Al₂O₃ برای سطح‌کاری دقیق روی فولاد بین P05–P20

 ۲) چقرمه (Tough Grades)

• برای تراشکاری های ضربه‌ای، خام‌کاری، قطعات غیر یکنواخت و Intermittent Cut

• سختی کمتر اما مقاومت ضربه‌ای بیشتر

• معمولاً عدد گرید بالاتر نشان‌دهندهٔ این چقرمگی بیشتر است.

 ۳) عمومی (General-Purpose)

• توازن سختی و چقرمگی

• برای کاربردهای معمول در فولاد یا چدن

• مثال: Mitsubishi VP15TF یکی از گریدهای محبوب برای کاربردهای عمومی با سرعت‌های متوسط است.

۶) تفاوت گریدها در خواص مواد

گریدها معمولاً شامل کاربید تنگستن (WC) با مقادیر متفاوت کوبالتی (Co) به عنوان مادهٔ پیونددهنده هستند. تفاوت‌های کلیدی عبارتند از:

WC (کاربید تنگستن)

• بخش اصلی سختی و مقاومت به سایش

 Co (کبالت)

• باعث افزایش چقرمگی و مقاومت ضربه‌ای می‌شود

• هر چه درصد Co بالاتر باشد، ابزار چقرمه‌تر است و سختی کمی کمتر دارد

TiC, TaC, NbC و غیره

• ترکیبات دیگر برای بهبود سختی و انتقال حرارت

• در ترکیب با پوشش‌های PVD/CVD باعث می‌شود گرید مناسب کارهای خاص شود

۷) کاربرد عملی مثال گریدها

گریدهای Sandvik Coromant (GC series)
Sandvik مجموعه‌ای از گریدها طراحی کرده که برای کاربردهای مختلف فولادی تعریف شده‌اند:

• GC4315: مناسب برای roughing و نیمه‌پایان‌کاری فولاد با برش‌های نامنظم — چقرمگی خوب و مقاومت حرارتی بالا.

• GC4325: مناسب برای finishing و عملیات دقیق فولاد — سختی بالا و عمر ابزار طولانی‌تر.
  این دو برای صنایع خودرو و تولید انبوه بسیار مناسبند زیرا تعادل خوبی بین عمر ابزار، سرعت برش و کیفیت سطح ارائه می‌دهند.

گرید Mitsubishi VP15TF
این گرید برای ماشین‌کاری عمومی در فولاد و آلیاژها با سرعت و شرایط متنوع مناسب است و یکی از گریدهای شناخته‌شده در بازار جهانی است که بسیاری از برندهای دیگر نیز با گریدهای معادل خود آن را تطبیق می‌دهند.

گریدهای تخصصی CBN و PCD
برای سخت‌ترین قطعات مثل فولاد سخت بیش از HRC 45 و چدن سخت یا آلومینیوم‌های با سرعت بالا، گریدهایی با CBN یا الماس (PCD) استفاده می‌شود که سختی بسیار بالا دارند.

۸) جمع‌بندی و پیشنهاد برای انتخاب گرید مناسب

•  هیچ استاندارد جهانی واحدی برای اسم گرید وجود ندارد، اما همهٔ برندهای مطرح از گروه‌بندی ISO P, M, K, N, S, H پیروی می‌کنند.
•  انتخاب گرید باید بر اساس مادهٔ قطعه‌کاری، نوع برش (خام‌کاری، نیمه‌کاری، پایان‌کاری)، شرایط ماشین، لرزش، و هدف کیفیت سطح انجام شود.
•  استفاده از جداول تطبیق گریدهای برندهای مختلف (مثلاً Sandvik به Mitsubishi) می‌تواند در خرید جایگزین کمک کند.
•  همان‌طور که صنعت پیشرفته افزایش می‌یابد، ترکیب دقیق مواد و پوشش‌های چندلایه در گریدهای جدید اهمیت روزافزونی پیدا کرده‌اند.

منابع انگلیسی برای مطالعهٔ بیشتر

1. Sandvik Coromant – Insert Grades information and charts.

2. Sandvik Carbide Grades chart and applications (GC series).

3. Sandvik GC4315 and GC4325 details for industrial turning.

4. Mitsubishi VP15TF technical data and equivalent grades.

5. Carbide insert grade meaning and usage overview.

6. Carbide inserts composition and grade types.

7. Carbide grade differences in machining conditions.

خرید از ردهاک:

برای مشاهده محصولات گروه ردهاک (RedHawk Tools) به بخش محصولات، مراجعه فرمایید.

اگر ابزار تراشکاری مورد نظر خود را در بازار پیدا نمی کنید، بخش سفارشی سازی ما در خدمت شماست.