Анализ параметров шариков из карбида вольфрама для ручек

Допустимая погрешность диаметра шарика в отраслевом стандарте делится на одну партию и разные партии. Допустимый диапазон для одной партии составляет {{0}},5~0мкм, а допустимый диапазон для разных партий – -2~0мкм. На реальном производстве мы перерабатываем необработанные шарики в готовые шарики определенного размера и гладкой поверхности путем шлифовки и полировки. В этом процессе используется вертикальный шлифовальный станок, а оборудование с шлифовальными дисками большего размера может одновременно обрабатывать больше шариков. Если взять в качестве примера нейтральные шарики DS-5 компании Dingshen 0,5 мм, то при использовании шлифовального диска диаметром 600 мм за один раз можно измельчить от 2 до 3 миллионов шариков (см. рисунок). 1). Обычный шлифовальный диск диаметром 400 мм может измельчать до 800,000 зерен. Погрешность диаметра этих шариков в основном составляет ± 0,1 мкм, что соответствует так называемой одной и той же партии. Поэтому использование более крупного шлифовального оборудования – это выбор производителя. Выберите тренд. Погрешность диаметра различных партий шариков относительно велика, но ее несложно контролировать в пределах от -0,5 мкм до 0 мкм, если строго следовать правилам эксплуатации.

Округлость мяча – вопрос, которому многие пользователи придают большое значение. Фактически, поскольку процесс измельчения включает в себя неупорядоченное трение качения шаров, округлость готовых шаров является относительно очень высокой. Отраслевой стандарт не содержит подробных инструкций по измерению круглости шара. В нем упоминается только необходимость использования измерителя круглости с разрешением не менее {{0}}.01 мкм или экспериментальное оборудование с эквивалентными характеристиками и обеспечивается требование круглости менее или равное до 0,4 мкм. Трудность фактического измерения округлости шарика заключается в том, что размер выборки, требуемый традиционными измерителями округлости, велик, а диаметр шариков ручки обычно составляет от 0,2 до 1,4 мм, что не может соответствовать требованиям обычных измерителей округлости. Однако в процессе производства проблема округлости может быть преобразована в проблему диаметра шарика. Если отклонение от круглости велико, его можно полностью обнаружить на высокоточной машине для сортировки шариков. Это объясняется в следующем анализе доли поверхностных дефектов. Генерал-лейтенант даст ключевую характеристику.

Шарики из карбида вольфрама обрабатываются по технологии порошковой металлургии и имеют высокую твердость, обычно выше 1400 по Виккерсу. Размер частиц сырья и процесс спекания будут иметь большое влияние на твердость шариков. Титановые сплавы имеют более высокую твердость, чем вольфрамовые сплавы, а шарики, полученные в процессе спекания под высоким давлением, также тверже, чем традиционные шарики, спеченные в вакууме. Принято считать, что между твердостью шариков и износостойкостью существует прямая зависимость, но это не совсем верно. Твердость шарика не имеет очевидной связи с качеством письма, а наконечник шариковой ручки с высокой твердостью не обязательно имеет лучшую износостойкость.

Твердость относится к способности материала сопротивляться местной деформации. Твердость связана с составом и структурой материала. Твердость твердого сплава обычно измеряют по методу Виккерса. Алмазный индентор квадратной пирамидальной формы вдавливается в поверхность образца с испытательным усилием, а испытательное усилие снимается после выдерживания его в течение заданного времени. По диагонали углубления на поверхности образца измеряют твердость материала. Износ шарика кончика ручки во время письма на самом деле не имеет ничего общего с твердостью, а зависит от трех аспектов:

1. Способность шарика переносить чернила: чернила играют смазочную роль при трении между шариком и кончиком ручки. Если смачиваемость шарика и чернил плохая, а эффект смазки не очевиден, износ шарика на кончике ручки будет ускоряться. . Напротив, хорошее сродство чернил увеличит эффект смазки и в определенной степени уменьшит износ кончика ручки. Следует подчеркнуть, что эффект увлажнения нельзя просто увидеть в количестве чернил, а относится к способности чернил прилипать к поверхности шарика.

2. Размер частиц сырья для шарикового порошка: чем крупнее частицы сырья, тем заметнее будет износ кончика ручки. Например, в масляных шариках из титанового сплава Dingshen DS-8 используется порошок карбида титана среднего размера, а твердость шарика превышает 1800 по Виккерсу; В нейтральных шариках из карбида вольфрама DS-5 в качестве сырья используется ультрамелкий порошок карбида вольфрама, а твердость шарика находится между In Victorinox 1600-1800. Хотя твердость шариков из титанового сплава выше, это приводит к большему износу кончика ручки, поэтому мы обычно рекомендуем использовать его с чернилами на масляной основе с лучшим смазывающим эффектом.

3. Отделка шарика. Качество поверхности шарика противоречиво влияет на износ кончика ручки. Хотя гладкая поверхность шарика снижает износ кончика пера, она также приводит к образованию небольшого количества чернил, что увеличивает износ кончика пера. Поэтому даже нейтральные/водные чернила должны сочетаться с шариками с гладкостью Ra больше или равной 0.012. Чем гладче бусины, тем лучше. Фактически, многие производители контролируют количество чернил, образующихся из-за шероховатости поверхности шарика. При этом необходимо учитывать проблему износа кончика ручки.

Металлография относится к компонентам сплава, которые имеют одинаковый химический состав и физические свойства, отделены друг от друга границами раздела и равномерно распределены. Внутренняя структура, наблюдаемая под металлографическим микроскопом (см. рисунок 2), называется металлографической структурой. Металлографические испытания являются важным средством оценки характеристик шаров. Каждая партия шаров перед шлифовкой и полировкой подвергается металлографическому анализу, который позволяет заранее спрогнозировать износостойкость, коррозионную стойкость шаров и ожидаемый эффект чистоты поверхности при полировке.

Отраслевой стандарт выдвигает три требования к результатам металлографического контроля, а именно соответствие стандартам А04, В04 и С04 [2]. Среди них A04 означает, что доля пористости в диапазоне 0–10 мкм не превышает 0,06%, B04 означает, что доля пористости в диапазоне 10–25 мкм не превышает 0,06%, и C04 означает, что доля свободного углерода не превышает 0,06%. Этот стандарт на самом деле относительно рыхлый, поскольку наличие пор и свободного углерода приведет к плохой полировке валика и снизит коррозионную стойкость сплава. В частности, гранулы на нейтральной/водной основе требуют более высокого качества поверхности. Поры и свободный углерод вызывают образование ямок на поверхности шариков, что влияет на консистенцию чернил.

Компания Dingshen Ball повысила стандарты металлографических испытаний с тех пор, как в 2012 году внедрила процесс спекания под высоким давлением. Все объекты испытаний должны соответствовать стандартам A00, B00 и C00 ( см. рисунок 3), то есть отсутствуют пустоты и свободный углерод. , чтобы гарантировать, что шарики с более высокими требованиями к гладкости имеют одинаковые стандарты поверхности.

Микроструктура также является важным способом анализа свойств цементированного карбида: чем мельче размер частиц фазы и фазы, тем более равномерное распределение структуры, что указывает на то, что шарики более плотные (см. Рисунок 4) и имеют лучший износ. сопротивление; Наличие эта-фазы и пула кобальта напрямую связано с коррозионной стойкостью шара.

Следовательно, вышеупомянутая микроструктура должна быть строго проверена и проанализирована в процессе производства шариков из карбида вольфрама, чтобы предотвратить проблемы с качеством в определенной партии из-за недостаточного контроля процесса. Таблица 2 представляет собой описание значения каждой фазы в цементированном карбиде.

Компании-производители ручек обычно оценивают износостойкость и коррозионную стойкость шариков на основании фактического эффекта от использования готовых ручек, в то время как производители шариков должны определять характеристики шариков перед отправкой с завода посредством анализа принципов. Это единственный путь. Только так можно максимально снизить количество несчастных случаев с качеством.

Обработка поверхности шарика оказывает существенное влияние на количество выдаваемых чернил. При определенных обстоятельствах это также влияет на степень износа кончика ручки. Определение качества поверхности в отраслевом стандарте разделено на четыре уровня. Более подробную информацию см. в разделе 5.4 Шероховатость поверхности 1 в столбце Таблицы 1. В обычных условиях чернила низкой вязкости используются с гладкой поверхностью шарика, а чернила высокой вязкости используются с шероховатой поверхностью шарика. Поэтому для нейтральных шариков и шариков на водной основе обычно используется поверхность Ra0.012, а для маслянистых и средних масляных шариков используется поверхность Ra0.025 или Ra0.050. поверхность.

В реальном производстве конкретные числовые значения не могут достоверно указывать на гладкость поверхности шара. Это связано с тем, что до сих пор не существует подходящего прибора для измерения гладкости, который мог бы точно определить поверхность шара такого малого диаметра. Поэтому методами обнаружения, приведенными в отраслевом стандарте, являются визуальный осмотр и сравнительный осмотр, то есть визуальный осмотр под микроскопом и сравнение со стандартной поверхностью шара. Следует отметить, что поверхность нейтральных шариков и шариков на водной основе относительно гладкая, что вызывает сильное отражение под мощным микроскопом, что делает невозможным наблюдение за поверхностью сферы. Поэтому обычно используют стереомикроскоп с увеличением в 100 раз. Однако теперь шарики Dingshen преодолели технические ограничения, и их можно наблюдать на поверхности с помощью 500-кратного оптического микроскопа, что в определенной степени облегчает работу сотрудников. Но поиск более совершенного и интуитивно понятного оборудования для проверки чистоты поверхности мяча по-прежнему остается приоритетом для наших производителей мячей.

Трудно полностью избежать пустот и отверстий внутри твердого сплава. После шлифовки и полировки внутренние отверстия превратятся в поверхностные отверстия или трещины. Эти дефектные продукты в определенной степени влияют на качество письма, поэтому как их максимально уменьшить? Доля поверхностных дефектов также является важным критерием проверки шариков для ручек. В отраслевом стандарте существуют ограничения на количество как трещинных, так и дырчатых шариков. Трещинистые шарики не должны присутствовать в 1500 шариках, а отверстия с отверстиями должны быть меньше или равны 2 зернам в 1500 шариках. Однако, согласно стандартам внутреннего контроля Dingshen, этот предел количества был значительно улучшен (см. Таблицу 3), а содержание дефектных продуктов на поверхности шариков было увеличено.

Контроль доли дефектных шариков на поверхности во время производства в основном зависит от двух аспектов. Один из них — свести к минимуму появление внутренних пор в необработанных шарах, а другой — использовать соответствующее оборудование для строгой сортировки готовых шаров или полуфабрикатов. Образование пор в заготовке обусловлено многими факторами. В процессе приготовления и прессования смеси легко вызвать концентрацию небольшого количества воздуха в спеченном изделии с образованием отверстий [4]. Если контроль процесса недостаточно совершенен, доля дыр значительно увеличится. Это создаст большие проблемы для последующего процесса проверки.

Традиционный метод сортировки заключается в использовании высокоточной двухосной шариковой сортировочной машины (см. рисунок 5) для преобразования проблем поверхности в проблемы диаметра. Независимо от наличия трещин, дыр или других видов дефектных изделий, диаметр в фиксированном месте будет меньше нормального размера, поэтому шарики будут отбракованы из-за меньшего размера при вращении в ролике. В этой статье упоминалось, что округлость шариков определяется еще и их диаметром, а эллиптические шарики также имеют дефекты на поверхности. Однако этот принцип просеивания предъявляет высокие требования к точности обработки валков, а температура и влажность в цехе должны строго контролироваться, в противном случае эффект просеивания будет значительно снижен.

Понимание характеристик шариков из карбида вольфрама имеет большое значение для производителей ручек. Различные пропорции карбида вольфрама, магнитные шарики или нет и т. д. будут иметь огромное влияние на использование готовой ручки. Если взять в качестве примера популярные в настоящее время шариковые ручки на водной основе, то новые немагнитные шарики обладают улучшенной коррозионной стойкостью и больше подходят для ручек на водной основе. Однако способность немагнитных шариков переносить чернила относительно плохая, что может легко привести к небольшому количеству чернил и поломке или увеличению износа шарика на кончике ручки. Поэтому при выборе мяча следует смотреть не только на один аспект производительности, но и смотреть на множество аспектов. уровень анализа, позволяющий сделать разумный выбор.

https://www.ehisenanode.com/metal-processing-products/tungsten-processed-products/tungsten-carbide-ball.html