കട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ടങ്ങ്സ്റ്റൺ ലോഹം എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കാം

കട്ടിംഗ് ടൂളുകൾക്കായി ടങ്സ്റ്റൺ ലോഹം എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കാം

മെഷീനിംഗിലും നിർമ്മാണത്തിലും, പ്രത്യേകിച്ച് കട്ടിംഗ് ടൂൾ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക്, ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ലോഹങ്ങളിൽ ഒന്നായാണ് ടങ്സ്റ്റൺ അറിയപ്പെടുന്നത്. അതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ അതിന്റെ വളരെ ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കം, കാഠിന്യം, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, അങ്ങേയറ്റത്തെ പ്രവർത്തന താപനിലയിലെ സ്ഥിരത എന്നിവയാണ്. എന്നിരുന്നാലും, വ്യവസായത്തിലെ "ടങ്സ്റ്റൺ കട്ടിംഗ് ടൂളുകൾ" ഒരിക്കലും ശുദ്ധമായ ടങ്സ്റ്റൺ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല, പകരം ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് (WC) കൊബാൾട്ട് (Co) അല്ലെങ്കിൽ നിക്കൽ പോലുള്ള ഒരു ബൈൻഡറുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന് മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. ഈ സംയോജനം ശുദ്ധമായ ടങ്സ്റ്റണിനേക്കാൾ ലോഹ കട്ടിംഗിന് വളരെ അനുയോജ്യമായ ഒരു സിമന്റ് കാർബൈഡ് മെറ്റീരിയൽ (സിന്റർ ചെയ്ത കാർബൈഡ്) ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

അയിര് ഉറവിടം മുതൽ പൂർത്തിയായ ഇൻസേർട്ടുകൾ അല്ലെങ്കിൽ കട്ടിംഗ് ബിറ്റുകൾ വരെ മുറിക്കാനുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ടങ്സ്റ്റൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കാമെന്ന് ഈ ലേഖനം ചർച്ച ചെയ്യുന്നു.

-

1. ടങ്സ്റ്റൺ സ്രോതസ്സുകൾ: അയിരിൽ നിന്ന് സാന്ദ്രതയിലേക്ക്

ടങ്സ്റ്റൺ സാധാരണയായി പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നത് വോൾഫ്രാമൈറ്റ് ((Fe,Mn)WO_4), ഷീലൈറ്റ് ((CaWO_4) എന്നീ ധാതുക്കളിലാണ്. ഉയർന്ന ടങ്സ്റ്റൺ സാന്ദ്രത ലഭിക്കുന്നതിന് അയിര് ഖനനം ചെയ്ത് സംസ്കരിക്കുക എന്നതാണ് ഉൽപാദനത്തിന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടം.

പ്രക്രിയയിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
- ചെറിയ കണിക വലുപ്പങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നതിന് അയിര് പൊടിച്ച് പൊടിക്കുക.
– ഗുരുത്വാകർഷണ വിഭജനം (ടങ്സ്റ്റൺ ധാതുക്കൾ താരതമ്യേന ഭാരമുള്ളതിനാൽ).
- ഫ്ലോട്ടേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ കാന്തിക വേർതിരിവ് (അയിരിന്റെ തരം അനുസരിച്ച്).
- രാസ ഘട്ടത്തിനുള്ള അസംസ്കൃത വസ്തുവായി സാന്ദ്രീകരണം ഉണക്കൽ.

ഈ ഘട്ടത്തിന്റെ ഫലം ടങ്സ്റ്റൺ ലോഹമല്ല, മറിച്ച് രാസപരമായി സംസ്കരിക്കാൻ തയ്യാറായ ടങ്സ്റ്റൺ ധാതു സാന്ദ്രതയാണ്.

-

2. കെമിക്കൽ എക്സ്ട്രാക്ഷൻ: എപിടി (അമോണിയം പാരറ്റുങ്‌സ്റ്റേറ്റ്) ഉണ്ടാക്കൽ

ആധുനിക ടങ്സ്റ്റൺ വ്യവസായം പ്രാഥമിക ഇന്റർമീഡിയറ്റായി APT (അമോണിയം പാരറ്റങ്‌സ്റ്റേറ്റ്) ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രോസസ് പാത്ത്‌വേകളെ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ശുദ്ധതയും വിവിധ ടങ്സ്റ്റൺ ഉൽ‌പ്പന്നങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള എളുപ്പവും കാരണം APT "സ്റ്റാൻഡേർഡ്" ആയി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

രൂപരേഖ:
1. ധാതുക്കളുടെ തരം അനുസരിച്ച് ആൽക്കലൈൻ ലായനി (ഉദാ. NaOH) അല്ലെങ്കിൽ ആസിഡ് ഉപയോഗിച്ച് സാന്ദ്രത ലീച്ച് ചെയ്യുക.
2. ടങ്സ്റ്റൺ ലായനിയിൽ ലയിച്ച് ടങ്സ്റ്റേറ്റ് സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.
3. മോളിബ്ഡിനം, ഫോസ്ഫറസ്, ആർസെനിക്, സിലിക്ക തുടങ്ങിയ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ലായനിയുടെ ശുദ്ധീകരണം.
4. pH, താപനില എന്നിവ ക്രമീകരിച്ച് APT യുടെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ, APT പരലുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് അമോണിയ ചേർക്കൽ.

ഈ APT പിന്നീട് കാൽസിൻ ചെയ്ത് ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡാക്കി മാറ്റുന്നു.

-

3. കാൽസിനേഷൻ: APT യെ ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡാക്കി മാറ്റുന്നു (WO₃)

ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ APT ചൂടാക്കി വെള്ളവും അമോണിയം ഘടകങ്ങളും നീക്കം ചെയ്ത് ടങ്സ്റ്റൺ ട്രയോക്സൈഡ് (WO₃) ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ഘട്ടം പ്രധാനമാണ്, കാരണം WO₃ നിർമ്മാണത്തിനുള്ള പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തുവാണ്:
– ടങ്സ്റ്റൺ ലോഹപ്പൊടി (ശുദ്ധമായ ടങ്സ്റ്റൺ പൊടി), അല്ലെങ്കിൽ
- കട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്കുള്ള ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് പൊടി (WC പൊടി).

താപനിലയുടെയും കാൽസിനേഷൻ സമയത്തിന്റെയും നിയന്ത്രണം ഇവയെ ബാധിക്കുന്നു:
- ഓക്സൈഡ് കണങ്ങളുടെ വലിപ്പം,
- ഉപരിതല പ്രദേശം,
– റിഡക്ഷൻ പ്രക്രിയയിൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം.

-

4. റിഡക്ഷൻ: WO₃ മുതൽ ടങ്സ്റ്റൺ പൗഡർ (W) വരെ

ടങ്സ്റ്റൺ ലോഹം ലഭിക്കുന്നതിന്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഹൈഡ്രജൻ വാതകം ഉപയോഗിച്ച് WO₃ കുറയ്ക്കുന്നു. ശുദ്ധമായ W ലഭിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ഓക്സൈഡുകളുടെ രൂപീകരണം വഴി, പ്രതിപ്രവർത്തനം സാധാരണയായി ഘട്ടം ഘട്ടമായാണ് നടത്തുന്നത്. കർശനമായ നിയന്ത്രണങ്ങൾക്ക് വിധേയമായി ഒരു പ്രത്യേക ചൂളയിലാണ് പ്രക്രിയ നടത്തുന്നത്:
- ഉയർന്ന പരിശുദ്ധി,
- കുറഞ്ഞ ഓക്സിജൻ അളവ്,
- ആവശ്യാനുസരണം പൊടി തരികളുടെ വലുപ്പം.

തൽഫലമായി, ചില പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ടങ്സ്റ്റൺ പൊടി ലഭിക്കും. എന്നിരുന്നാലും, കട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്കായി, വ്യവസായം പലപ്പോഴും ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് രൂപീകരണ ഘട്ടത്തിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു.

-

5. കാർബറൈസേഷൻ: ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് (WC) നിർമ്മാണം

ഒരു മുറിക്കൽ ഉപകരണമായി ടങ്സ്റ്റൺ അനുയോജ്യമാക്കുന്നതിന്, ടങ്സ്റ്റൺ സാധാരണയായി ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് (WC) ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ കാർബറൈസേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, നിയന്ത്രിത അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഒരു കാർബൺ സ്രോതസ്സുമായി (കാർബൺ ബ്ലാക്ക് പോലുള്ളവ) ടങ്സ്റ്റൺ പൊടി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നത് ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

പ്രധാന ലക്ഷ്യങ്ങൾ:
– ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള WC ഘട്ടം രൂപപ്പെടുത്തുക,
– അമിതമായ \(W_2C\) പോലുള്ള അഭികാമ്യമല്ലാത്ത ഘട്ടങ്ങളുടെ രൂപീകരണം തടയുക,
- ടോയ്‌ലറ്റിന്റെ ഗ്രെയിൻ സൈസ് നിയന്ത്രിക്കുക, കാരണം ഇത് വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധത്തെയും കാഠിന്യത്തെയും വളരെയധികം ബാധിക്കുന്നു.

തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന WC പൊടി ഗുണനിലവാര സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കാൻ തരംതിരിക്കുന്നു (വലുപ്പ വിതരണത്തിനായി അരിച്ചെടുക്കുന്നു/അളക്കുന്നു).

-

6. ബൈൻഡറുമായി കലർത്തൽ: “സിമന്റഡ് കാർബൈഡ്” ഉണ്ടാക്കൽ

വാട്ടർ ടാങ്ക് മാത്രം വളരെ കടുപ്പമുള്ളതാണ്, പക്ഷേ പൊട്ടുന്നതാണ്. കട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്കായി, വാട്ടർ ടാങ്ക് ഒരു ബൈൻഡറുമായി (സാധാരണയായി പല മെഷീനിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും 6–12% കൊബാൾട്ട്) കലർത്തി ഒരു മെറ്റീരിയൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നു:
– ഉയർന്ന കാഠിന്യം (WC-യിൽ നിന്ന്),
– (ബൈൻഡറിന്റെ) കാഠിന്യവും വിള്ളൽ പ്രതിരോധവും.

മിശ്രിത ഘട്ടങ്ങൾ:
1. തൂക്കം: ഗ്രേഡ് അനുസരിച്ച് WC യുടെയും ബൈൻഡറിന്റെയും ഘടന തൂക്കം.
2. ബോൾ മില്ലിംഗ് / ആട്രിറ്റർ മില്ലിംഗ്: ഏകതാനതയ്ക്കായി മീഡിയയുമായും ദ്രാവകങ്ങളുമായും (പലപ്പോഴും ജൈവ ലായകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്) തീവ്രമായി കലർത്തൽ.
3. രൂപീകരണ പ്രക്രിയയെ സഹായിക്കുന്നതിന് താൽക്കാലിക ഓർഗാനിക് വാക്സ്/ബൈൻഡർ ചേർക്കൽ (അമർത്തൽ).
4. അച്ചടിക്കാൻ തയ്യാറായ പൊടി (തരികൾ) ആകുന്നതുവരെ ഉണക്കുക.

ഈ ഘട്ടത്തിൽ, മലിനീകരണ നിയന്ത്രണം നിർണായകമാണ്. ചെറിയ അളവിലുള്ള അഴുക്ക് പോലും ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രകടനത്തെ സാരമായി ബാധിക്കും.

-

7. രൂപപ്പെടുത്തൽ (ഒതുക്കൽ): ഇൻസേർട്ട് ഷേപ്പിലേക്ക് അമർത്തൽ

മിശ്രിത പൊടി പിന്നീട് ഒരു "പച്ച കോംപാക്റ്റ്" ആയി രൂപപ്പെടുന്നു (സിന്ററിംഗ് ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പുള്ള അസംസ്കൃത രൂപം). രണ്ട് സാധാരണ രീതികൾ:
– ഏകാക്ഷീയ പ്രസ്സിംഗ്: സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഇൻസേർട്ട് ആകൃതികളിലേക്ക് ഒരു അച്ചിൽ അമർത്തി.
– കോൾഡ് ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രസ്സിംഗ് (CIP): എല്ലാ ദിശകളിൽ നിന്നുമുള്ള മർദ്ദം തുല്യമാണ്, കൂടുതൽ ഏകീകൃത സാന്ദ്രതയ്ക്ക് അനുയോജ്യം.

പച്ച കോംപാക്റ്റ് ഇപ്പോഴും ദുർബലമാണ്, പക്ഷേ ഇതിനകം കട്ടിംഗ് ഉപകരണത്തിന്റെ അന്തിമ ആകൃതിയോട് സാമ്യമുണ്ട്.

-

8. സിന്ററിംഗ്: കോംപാക്ഷൻ ആൻഡ് മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ ഫോർമേഷൻ

നിർണായക ഘട്ടം ഉയർന്ന താപനിലയിൽ (സാധാരണയായി 1300°C ന് മുകളിൽ, ഘടനയെ ആശ്രയിച്ച്) സിന്ററിംഗ് ആണ്. സിമൻറ് ചെയ്ത കാർബൈഡിൽ, സിന്ററിംഗ് പലപ്പോഴും ലിക്വിഡ് ഫേസ് സിന്ററിംഗായിട്ടാണ് സംഭവിക്കുന്നത്: ബൈൻഡർ (ഉദാ. Co) ഉരുകി ഘടനയെ ദൃഢമാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു, സുഷിരങ്ങൾ നിറയ്ക്കുന്നു, WC ഗ്രെയിൻസ് ഒരുമിച്ച് "പശ" ചെയ്യുന്നു.

നല്ല സിന്ററിംഗ് ഫലങ്ങൾ ഇവയുടെ സവിശേഷതയാണ്:
– ഉയർന്ന സാന്ദ്രത (കുറഞ്ഞ പോറോസിറ്റി),
– ബൈൻഡറിന്റെ ഏകീകൃത വിതരണം,
- ഗ്രേഡ് അനുസരിച്ച് WC ധാന്യ വലുപ്പം (നല്ലത്, ഇടത്തരം, നാടൻ),
- സന്തുലിതമായ കാഠിന്യവും കാഠിന്യവും.

സൂക്ഷ്മ സുഷിരങ്ങൾ അടയ്ക്കുന്നതിനും വിള്ളൽ പ്രതിരോധം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുമായി സിന്ററിംഗിന് ശേഷം HIP (ഹോട്ട് ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രസ്സിംഗ്) പലപ്പോഴും നടത്താറുണ്ട്.

-

9. ഫിനിഷിംഗ്: ഗ്രൈൻഡിംഗ്, EDM, ഡൈമൻഷണൽ കൺട്രോൾ

സിന്ററിംഗിന് ശേഷം, സിമൻറ് ചെയ്ത കാർബൈഡ് വളരെ കഠിനമാണ്, അന്തിമ രൂപീകരണം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ നടത്തുന്നു:
- ഒരു ഡയമണ്ട് വീൽ ഉപയോഗിച്ച് പൊടിക്കുന്നു,
- നിർദ്ദിഷ്ട ജ്യാമിതികൾക്കുള്ള EDM (പ്രത്യേകിച്ച് ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള സവിശേഷതകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ),
- കട്ടിംഗ് എഡ്ജ് എളുപ്പത്തിൽ ചിപ്പ് ചെയ്യാതിരിക്കാൻ ചേംഫറിംഗും എഡ്ജ് തയ്യാറാക്കലും.

ഈ ഘട്ടം ഉപകരണത്തിന്റെ ജ്യാമിതീയ ഗുണങ്ങളെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു: ക്ലിയറൻസ് ആംഗിൾ, ടിപ്പ് ആരം, ഉപരിതല പരുക്കൻത.

-

10. കോട്ടിംഗ് (ഓപ്ഷണൽ പക്ഷേ സാധാരണ): കട്ടിംഗ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു

പല കാർബൈഡ് കട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങളും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി പൂശിയിരിക്കുന്നു:
– പ്രതിരോധം ധരിക്കുക,
- ഓക്സീകരണ പ്രതിരോധം,
- ഉയർന്ന കട്ടിംഗ് വേഗതയിൽ പ്രകടനം.

സാധാരണ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ:
– സിവിഡി (ഉദാ. ടിഐസി, ടിഐസിഎൻ, അൽ₂ഒ₃)
– പിവിഡി (ഉദാ. ടിഐഎഎൽഎൻ, അൽടിഐഎൻ)

കോട്ടിംഗ് തിരഞ്ഞെടുക്കൽ വർക്ക്പീസ് മെറ്റീരിയൽ (സ്റ്റീൽ, സ്റ്റെയിൻലെസ്, കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ്, സൂപ്പർഅലോയ്), കട്ടിംഗ് അവസ്ഥകൾ, കൂളന്റ് തന്ത്രം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

-

11. ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണം: കാഠിന്യം, സാന്ദ്രത, ഘടന പരിശോധനകൾ

വിപണിയിൽ പുറത്തിറക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഇൻസേർട്ടുകൾ/ഉപകരണങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്നവയിലൂടെ പരിശോധിക്കുന്നു:
– അക്രമം (വിക്കേഴ്‌സ്),
– സാന്ദ്രതയും സുഷിരവും,
– ടിആർഎസ് (തിരശ്ചീന വിള്ളൽ ശക്തി) പരിശോധന,
- സൂക്ഷ്മഘടന പരിശോധന (ധാന്യത്തിന്റെ വലിപ്പം, ബൈൻഡറിന്റെ വിതരണം),
- അളവുകളുടെയും ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങളുടെയും പരിശോധന.

ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഗുണനിലവാരം പ്രധാനമായും നിർണ്ണയിക്കുന്നത് പൊടിക്കൽ മുതൽ സിന്ററിംഗ് വരെയുള്ള പ്രക്രിയയുടെ സ്ഥിരതയാണ്.

-

ഉപസംഹാരം

കട്ടിംഗ് ടൂളുകൾക്കായുള്ള ടങ്സ്റ്റൺ മെറ്റീരിയൽ നിർമ്മിക്കുന്നത് ടങ്സ്റ്റൺ ഉരുക്കി ഒരു ഉളി ആകൃതിയിലാക്കുക മാത്രമല്ല, മറിച്ച് ഒരു നീണ്ട പ്രക്രിയയാണ്: അയിര് കോൺസൺട്രേറ്റ്, ശുദ്ധീകരണം മുതൽ APT വരെ, WO₃ ഉണ്ടാക്കൽ, ടങ്സ്റ്റൺ പൊടിയിലേക്ക് റിഡക്ഷൻ, കാർബറൈസേഷൻ മുതൽ WC വരെ, ബൈൻഡറുമായി മിക്സ് ചെയ്യൽ, അമർത്തൽ, സിന്ററിംഗ്, ഫിനിഷിംഗ്, കോട്ടിംഗ്. വ്യവസായത്തിൽ ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന അന്തിമഫലം WC-Co അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് ആണ്, കാരണം ഇത് മുറിക്കുന്നതിന് കാഠിന്യത്തിന്റെയും കാഠിന്യത്തിന്റെയും അനുയോജ്യമായ സംയോജനം നൽകുന്നു.

നിങ്ങൾക്ക് താൽപ്പര്യമുണ്ടെങ്കിൽ, ഒരു പ്രോസസ് ഫ്ലോചാർട്ട്, ഓരോ ഘട്ടത്തിനുമുള്ള പൊതുവായ താപനില പാരാമീറ്ററുകൾ, ടേണിംഗ്, മില്ലിംഗ്, ഡ്രില്ലിംഗ് എന്നിവയ്ക്കുള്ള കാർബൈഡ് ഗ്രേഡ് കോമ്പോസിഷനുകളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഈ ലേഖനത്തിന്റെ കൂടുതൽ സാങ്കേതിക പതിപ്പ് ഞാൻ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.