ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับวัสดุเครื่องมือคาร์ไบด์

คาร์ไบด์เป็นวัสดุเครื่องมือการตัดเฉือนความเร็วสูง (HSM) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดซึ่งผลิตโดยกระบวนการผงโลหะและประกอบด้วยอนุภาคคาร์ไบด์แข็ง (มักจะเป็นอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์ WC) และองค์ประกอบพันธะโลหะที่นุ่มนวลกว่า ในปัจจุบันมีคาร์ไบด์ซีเมนต์ที่ใช้ WC หลายร้อยตัวที่มีองค์ประกอบต่างกันซึ่งส่วนใหญ่ใช้โคบอลต์ (CO) เป็นสารยึดเกาะนิกเกิล (NI) และโครเมียม (CR) ก็มักจะใช้องค์ประกอบสารยึดเกาะและอื่น ๆ องค์ประกอบผสมบางอย่าง ทำไมถึงมีเกรดคาร์ไบด์มากมาย? ผู้ผลิตเครื่องมือเลือกวัสดุเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการดำเนินการตัดเฉพาะได้อย่างไร เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ก่อนอื่นมาดูคุณสมบัติต่าง ๆ ที่ทำให้คาร์ไบด์ซีเมนต์เป็นวัสดุเครื่องมือในอุดมคติ

ความแข็งและความแกร่ง

คาร์ไบด์ WC-CO Cemented มีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ทั้งในความแข็งและความเหนียว Tungsten Carbide (WC) นั้นยากมาก (มากกว่า Corundum หรือ Alumina) และความแข็งของมันลดลงไม่มากเมื่ออุณหภูมิการทำงานเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามมันไม่มีความเหนียวเพียงพอคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการตัดเครื่องมือ เพื่อที่จะใช้ประโยชน์จากความแข็งสูงของทังสเตนคาร์ไบด์และปรับปรุงความทนทานของมันผู้คนใช้พันธะโลหะเพื่อผูกมัดทังสเตนคาร์ไบด์เข้าด้วยกันเพื่อให้วัสดุนี้มีความแข็งเกินกว่าเหล็กความเร็วสูงในขณะที่สามารถทนต่อการตัดส่วนใหญ่ได้ กำลังตัด นอกจากนี้ยังสามารถทนต่ออุณหภูมิการตัดสูงที่เกิดจากการตัดเฉือนความเร็วสูง

ทุกวันนี้มีดและเม็ดมีด WC-CO เกือบทั้งหมดเคลือบดังนั้นบทบาทของวัสดุพื้นฐานจึงมีความสำคัญน้อยกว่า แต่ในความเป็นจริงมันเป็นโมดูลัสที่ยืดหยุ่นสูงของวัสดุ WC-CO (การวัดความแข็งซึ่งประมาณสามเท่าของเหล็กความเร็วสูงที่อุณหภูมิห้อง) ที่ให้สารตั้งต้นที่ไม่สามารถปรับได้สำหรับการเคลือบ เมทริกซ์ WC-CO ยังให้ความทนทานที่จำเป็น คุณสมบัติเหล่านี้เป็นคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุ WC-CO แต่คุณสมบัติของวัสดุยังสามารถปรับแต่งได้โดยการปรับองค์ประกอบของวัสดุและโครงสร้างจุลภาคเมื่อผลิตผงคาร์ไบด์ซีเมนต์ ดังนั้นความเหมาะสมของประสิทธิภาพของเครื่องมือในการตัดเฉือนที่เฉพาะเจาะจงขึ้นอยู่กับระดับใหญ่ในกระบวนการกัดเริ่มต้น

กระบวนการกัด

ผงทังสเตนคาร์ไบด์ได้มาจากผงคาร์บูไรซ์ทังสเตน (W) ลักษณะของผงทังสเตนคาร์ไบด์ (โดยเฉพาะขนาดอนุภาค) ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคของผงทังสเตนวัตถุดิบและอุณหภูมิและเวลาของ carburization การควบคุมสารเคมีก็มีความสำคัญเช่นกันและปริมาณคาร์บอนจะต้องคงที่ (ใกล้กับค่าสโตอิจิโอเมตริกที่ 6.13% โดยน้ำหนัก) อาจมีการเพิ่มวานาเดียมและ/หรือโครเมียมจำนวนเล็กน้อยก่อนการรักษาด้วยคาร์บูไรซิ่งเพื่อควบคุมขนาดอนุภาคของผงผ่านกระบวนการที่ตามมา เงื่อนไขกระบวนการดาวน์สตรีมที่แตกต่างกันและการใช้การประมวลผลปลายทางที่แตกต่างกันนั้นจำเป็นต้องมีการผสมผสานที่เฉพาะเจาะจงของขนาดอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์ปริมาณคาร์บอนปริมาณวานาเดียมและปริมาณโครเมียมซึ่งสามารถผลิตผงทังสเตนคาร์ไบด์ได้หลากหลาย ตัวอย่างเช่น Ati Alldyne ผู้ผลิตผงทังสเตนคาร์ไบด์ผลิตผงทังสเตนคาร์ไบด์ 23 เกรดมาตรฐานและผงทังสเตนคาร์ไบด์ที่ปรับแต่งตามข้อกำหนดของผู้ใช้สามารถเข้าถึงผงทังสเตนคาร์ไบด์ได้มากกว่า 5 เท่า

เมื่อผสมและบดผงทังสเตนคาร์ไบด์และพันธะโลหะเพื่อผลิตผงคาร์ไบด์ซีเมนต์เกรดหนึ่งสามารถใช้ชุดค่าผสมต่างๆได้ เนื้อหาโคบอลต์ที่ใช้กันมากที่สุดคือ 3% - 25% (อัตราส่วนน้ำหนัก) และในกรณีที่จำเป็นต้องเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเครื่องมือจำเป็นต้องเพิ่มนิกเกิลและโครเมียม นอกจากนี้พันธะโลหะสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้โดยการเพิ่มส่วนประกอบโลหะผสมอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นการเพิ่มรูทีเนียมในคาร์ไบด์ที่มีการติดตั้ง WC-CO สามารถปรับปรุงความเหนียวได้อย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ลดความแข็ง การเพิ่มเนื้อหาของสารยึดเกาะสามารถปรับปรุงความทนทานของคาร์ไบด์ซีเมนต์ แต่จะลดความแข็ง

การลดขนาดของอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์สามารถเพิ่มความแข็งของวัสดุได้ แต่ขนาดอนุภาคของทังสเตนคาร์ไบด์จะต้องยังคงเหมือนเดิมในระหว่างกระบวนการเผา ในระหว่างการเผาอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์รวมและเติบโตผ่านกระบวนการสลายตัวและการปราบปราม ในกระบวนการเผาที่เกิดขึ้นจริงเพื่อสร้างวัสดุที่หนาแน่นอย่างเต็มที่พันธะโลหะจะกลายเป็นของเหลว (เรียกว่าการเผาเฟสของเหลว) อัตราการเติบโตของอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์สามารถควบคุมได้โดยการเพิ่มคาร์ไบด์โลหะทรานซิชันอื่น ๆ รวมถึงวานาเดียมคาร์ไบด์ (VC), โครเมียมคาร์ไบด์ (CR3C2), ไทเทเนียมคาร์ไบด์ (TIC), Tantalum Carbide (TAC) และ Niobium Carbide (NBC) คาร์ไบด์โลหะเหล่านี้มักจะถูกเพิ่มเข้ามาเมื่อผงทังสเตนคาร์ไบด์ผสมและบดด้วยพันธะโลหะแม้ว่าวานาเดียมคาร์ไบด์และโครเมียมคาร์ไบด์สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อผงทังสเตนคาร์ไบด์

ผงทังสเตนคาร์ไบด์ยังสามารถผลิตได้โดยใช้วัสดุคาร์ไบด์ของเสียรีไซเคิล การรีไซเคิลและการใช้เศษซากคาร์ไบด์ซ้ำมีประวัติยาวนานในอุตสาหกรรมคาร์ไบด์ซีเมนต์และเป็นส่วนสำคัญของห่วงโซ่เศรษฐกิจทั้งหมดของอุตสาหกรรมช่วยลดต้นทุนวัสดุประหยัดทรัพยากรธรรมชาติและหลีกเลี่ยงวัสดุของเสีย การกำจัดที่เป็นอันตราย โดยทั่วไปแล้วเศษซากของคาร์ไบด์สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยกระบวนการ APT (แอมโมเนียม Paratungstate) กระบวนการกู้คืนสังกะสีหรือโดยการบดขยี้ ผงทังสเตนคาร์ไบด์“ รีไซเคิล” เหล่านี้มีความหนาแน่นที่ดีกว่าและคาดการณ์ได้เนื่องจากมีพื้นที่ผิวที่เล็กกว่าผงทังสเตนคาร์ไบด์ที่ทำโดยตรงผ่านกระบวนการทังสเตนคาร์โบไฮเดรต

เงื่อนไขการประมวลผลของการบดผสมของผงทังสเตนคาร์ไบด์และพันธะโลหะก็เป็นพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญ สองเทคนิคการกัดที่ใช้กันมากที่สุดคือการกัดลูกและ micromilling กระบวนการทั้งสองช่วยให้การผสมผงที่มีสีและขนาดอนุภาคลดลงอย่างสม่ำเสมอ เพื่อที่จะทำให้ชิ้นงานที่กดในภายหลังมีความแข็งแรงเพียงพอรักษารูปร่างของชิ้นงานและเปิดใช้งานผู้ปฏิบัติงานหรือหุ่นยนต์ในการรับชิ้นงานสำหรับการทำงานโดยปกติแล้วจำเป็นต้องเพิ่มสารยึดเกาะอินทรีย์ในระหว่างการบด องค์ประกอบทางเคมีของพันธะนี้สามารถส่งผลกระทบต่อความหนาแน่นและความแข็งแรงของชิ้นงานที่กด เพื่ออำนวยความสะดวกในการจัดการขอแนะนำให้เพิ่มสารยึดเกาะที่มีความแข็งแรงสูง แต่สิ่งนี้ส่งผลให้ความหนาแน่นของการบดอัดลดลงและอาจสร้างก้อนที่อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

หลังจากการกัดผงมักจะสเปรย์แห้งเพื่อผลิต agglomerates ที่ไหลลื่นไหลซึ่งจัดขึ้นโดยสารยึดเกาะอินทรีย์ โดยการปรับองค์ประกอบของสารยึดเกาะอินทรีย์ความสามารถในการไหลและความหนาแน่นของประจุของ agglomerates เหล่านี้สามารถปรับแต่งตามที่ต้องการ โดยการคัดกรองอนุภาคที่หยาบกว่าหรือปลีกย่อยการกระจายขนาดอนุภาคของ agglomerate สามารถปรับแต่งเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าการไหลที่ดีเมื่อโหลดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์

การผลิตชิ้นงาน

ชิ้นงานคาร์ไบด์สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยวิธีการที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นงานระดับความซับซ้อนของรูปร่างและชุดการผลิตเม็ดมีดตัดส่วนใหญ่จะถูกหล่อขึ้นรูปโดยใช้ความแข็งของแรงดันบนและล่าง เพื่อรักษาความสอดคล้องของน้ำหนักชิ้นงานและขนาดในระหว่างการกดแต่ละครั้งจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าปริมาณของผง (มวลและปริมาตร) ที่ไหลลงสู่โพรงนั้นเหมือนกัน ความลื่นไหลของผงส่วนใหญ่จะถูกควบคุมโดยการกระจายขนาดของ agglomerates และคุณสมบัติของสารยึดเกาะอินทรีย์ ชิ้นงานที่ขึ้นรูป (หรือ“ ช่องว่าง”) เกิดขึ้นจากการใช้แรงดันปั้น 10-80 ksi (กิโลกรัมต่อตารางฟุต) กับผงที่บรรจุลงในโพรงแม่พิมพ์

แม้จะอยู่ภายใต้แรงกดดันการขึ้นรูปสูงมากอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์ที่แข็งจะไม่เปลี่ยนรูปหรือแตก แต่สารยึดเกาะอินทรีย์จะถูกกดเข้าไปในช่องว่างระหว่างอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์ซึ่งจะยึดตำแหน่งของอนุภาค ยิ่งความดันสูงขึ้นเท่าใดพันธะของอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์และยิ่งความหนาแน่นของการบดอัดของชิ้นงานมากขึ้น คุณสมบัติการขึ้นรูปของเกรดของผงคาร์ไบด์ซีเมนต์อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเนื้อหาของสารยึดเกาะโลหะขนาดและรูปร่างของอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์ระดับของการรวมตัวกันและองค์ประกอบและการเพิ่มสารยึดเกาะอินทรีย์ เพื่อให้ข้อมูลเชิงปริมาณเกี่ยวกับคุณสมบัติการบดอัดของเกรดของผงคาร์ไบด์ซีเมนต์ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นของการปั้นและความดันปั้นมักได้รับการออกแบบและสร้างโดยผู้ผลิตผง ข้อมูลนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าผงที่ให้มานั้นเข้ากันได้กับกระบวนการขึ้นรูปของผู้ผลิตเครื่องมือ

ชิ้นงานคาร์ไบด์ขนาดใหญ่หรือชิ้นงานคาร์ไบด์ที่มีอัตราส่วนสูง (เช่น Shanks สำหรับโรงสีและการฝึกซ้อม) มักจะผลิตจากผงคาร์ไบด์เกรดที่กดอย่างสม่ำเสมอในถุงที่มีความยืดหยุ่น แม้ว่าวงจรการผลิตของวิธีการกดที่สมดุลนั้นยาวกว่าวิธีการขึ้นรูป แต่ต้นทุนการผลิตของเครื่องมือนั้นต่ำกว่าดังนั้นวิธีนี้จึงเหมาะสำหรับการผลิตแบทช์ขนาดเล็ก

วิธีกระบวนการนี้คือการใส่ผงลงในถุงแล้วปิดผนึกปากถุงแล้วใส่ถุงที่เต็มไปด้วยผงในห้องและใช้แรงดัน 30-60Ksi ผ่านอุปกรณ์ไฮดรอลิกเพื่อกด ชิ้นงานที่กดมักจะถูกกลึงกับรูปทรงเรขาคณิตที่เฉพาะเจาะจงก่อนที่จะเผา ขนาดของกระสอบขยายเพื่อรองรับการหดตัวของชิ้นงานในระหว่างการบดอัดและให้อัตรากำไรขั้นต้นที่เพียงพอสำหรับการบด เนื่องจากชิ้นงานต้องได้รับการประมวลผลหลังจากการกดข้อกำหนดสำหรับความสอดคล้องของการชาร์จจึงไม่เข้มงวดเท่ากับวิธีการขึ้นรูป แต่ก็ยังเป็นที่พึงปรารถนาเพื่อให้แน่ใจว่าปริมาณผงที่เท่ากันจะถูกโหลดลงในกระเป๋าในแต่ละครั้ง หากความหนาแน่นของการชาร์จของผงมีขนาดเล็กเกินไปมันอาจนำไปสู่ผงไม่เพียงพอในกระเป๋าส่งผลให้ชิ้นงานมีขนาดเล็กเกินไปและต้องถูกทิ้ง หากความหนาแน่นของการโหลดของผงสูงเกินไปและผงที่โหลดเข้าไปในกระเป๋ามากเกินไปชิ้นงานจะต้องถูกประมวลผลเพื่อกำจัดผงมากขึ้นหลังจากกด แม้ว่าผงส่วนเกินที่ถูกลบออกและชิ้นงานที่ทิ้งไปสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

ชิ้นงานคาร์ไบด์ยังสามารถเกิดขึ้นได้โดยใช้การอัดรีดหรือการฉีดยาตาย กระบวนการขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูปนั้นเหมาะสมกว่าสำหรับการผลิตมวลของชิ้นงานรูปร่างสมมาตรในขณะที่กระบวนการฉีดขึ้นรูปการฉีดมักใช้สำหรับการผลิตมวลของชิ้นงานที่ซับซ้อน ในกระบวนการขึ้นปั้นทั้งสองเกรดของผงคาร์ไบด์ซีเมนต์จะถูกแขวนไว้ในสารยึดเกาะอินทรีย์ที่ให้ความสอดคล้องกับยาสีฟันเหมือนการผสมคาร์ไบด์ซีเมนต์ จากนั้นสารประกอบจะถูกอัดผ่านรูหรือฉีดเข้าไปในโพรงเพื่อก่อตัว ลักษณะของเกรดของผงคาร์ไบด์ซีเมนต์กำหนดอัตราส่วนที่เหมาะสมของผงต่อสารยึดเกาะในส่วนผสมและมีอิทธิพลสำคัญต่อความสามารถในการไหลของส่วนผสมผ่านรูอัดรีดหรือฉีดเข้าไปในโพรง

หลังจากชิ้นงานถูกสร้างขึ้นโดยการขึ้นรูปการกดแบบ isostatic การอัดรีดหรือการฉีดขึ้นรูปสารยึดเกาะอินทรีย์จะต้องถูกลบออกจากชิ้นงานก่อนขั้นตอนการเผาขั้นสุดท้าย การเผากำจัดความพรุนออกจากชิ้นงานทำให้มีความหนาแน่น (หรือมีนัยสำคัญ) อย่างเต็มที่ ในระหว่างการเผาโลหะพันธะโลหะในชิ้นงานที่มีรูปแบบกดกลายเป็นของเหลว แต่ชิ้นงานยังคงรูปร่างของมันไว้ภายใต้การกระทำที่รวมกันของแรงของเส้นเลือดฝอยและการเชื่อมโยงอนุภาค

หลังจากการเผาผลาญเรขาคณิตชิ้นงานยังคงเหมือนเดิม แต่ขนาดจะลดลง เพื่อให้ได้ขนาดชิ้นงานที่จำเป็นหลังจากการเผาไหม้อัตราการหดตัวจะต้องได้รับการพิจารณาเมื่อออกแบบเครื่องมือ เกรดของผงคาร์ไบด์ที่ใช้ในการทำเครื่องมือแต่ละตัวจะต้องได้รับการออกแบบให้มีการหดตัวที่ถูกต้องเมื่ออัดภายใต้แรงดันที่เหมาะสม

ในเกือบทุกกรณีจำเป็นต้องมีการรักษาชิ้นงานชิ้นงานที่ถูกเผา การรักษาขั้นพื้นฐานที่สุดของเครื่องมือตัดคือการลับคมตัด เครื่องมือหลายอย่างต้องการการบดเรขาคณิตและมิติหลังจากการเผา เครื่องมือบางอย่างต้องการการบดบนและล่าง คนอื่น ๆ ต้องการการบดอุปกรณ์ต่อพ่วง (มีหรือไม่มีการลับคมตัด) ชิปคาร์ไบด์ทั้งหมดจากการบดสามารถรีไซเคิลได้

ชิ้นงานเคลือบ

ในหลายกรณีชิ้นงานที่เสร็จแล้วจะต้องมีการเคลือบ การเคลือบให้การหล่อลื่นและความแข็งที่เพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับอุปสรรคการแพร่กระจายไปยังสารตั้งต้นป้องกันการเกิดออกซิเดชันเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง สารตั้งต้นคาร์ไบด์ซีเมนต์มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของการเคลือบ นอกเหนือจากการปรับคุณสมบัติหลักของผงเมทริกซ์แล้วคุณสมบัติพื้นผิวของเมทริกซ์ยังสามารถปรับแต่งด้วยการเลือกสารเคมีและการเปลี่ยนวิธีการเผา ผ่านการโยกย้ายโคบอลต์โคบอลต์มากขึ้นสามารถเพิ่มขึ้นในชั้นนอกสุดของพื้นผิวใบมีดภายในความหนา 20-30 ไมครอนเมื่อเทียบกับส่วนที่เหลือของชิ้นงานดังนั้นจึงทำให้พื้นผิวของพื้นผิวมีความแข็งแรงและความทนทานดีขึ้น

ขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตของตนเอง (เช่นวิธีการ dewaxing, อัตราความร้อน, เวลาการเผาไหม้, อุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าคาร์บูไรซิ่ง) ผู้ผลิตเครื่องมืออาจมีข้อกำหนดพิเศษสำหรับเกรดของผงคาร์ไบด์ซีเมนต์ที่ใช้ ผู้ผลิตเครื่องมือบางคนอาจทำลายชิ้นงานในเตาสุญญากาศในขณะที่คนอื่นอาจใช้เตาเผาแบบกด (สะโพก) ที่ร้อนแรง ชิ้นงานที่ถูกเผาในเตาสุญญากาศอาจต้องถูกกดร้อนผ่านกระบวนการเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของชิ้นงาน ผู้ผลิตเครื่องมือบางรายอาจใช้อุณหภูมิการเผาสุญญากาศที่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของสารผสมที่มีปริมาณโคบอลต์ที่ต่ำกว่า แต่วิธีการนี้อาจทำให้โครงสร้างจุลภาคของพวกเขาหยาบ เพื่อรักษาขนาดเกรนที่ดีผงที่มีขนาดอนุภาคขนาดเล็กของทังสเตนคาร์ไบด์สามารถเลือกได้ เพื่อให้ตรงกับอุปกรณ์การผลิตที่เฉพาะเจาะจงเงื่อนไขการ dewaxing และแรงดันไฟฟ้าคาร์บูไรซิ่งยังมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับปริมาณคาร์บอนในผงคาร์ไบด์ซีเมนต์

การจำแนกเกรด

การเปลี่ยนแปลงการรวมกันของผงทังสเตนคาร์ไบด์ชนิดต่าง ๆ องค์ประกอบผสมและปริมาณสารยึดเกาะโลหะชนิดและปริมาณของสารยับยั้งการเจริญเติบโตของเมล็ด ฯลฯ ประกอบด้วยเกรดคาร์ไบด์ซีเมนต์ที่หลากหลาย พารามิเตอร์เหล่านี้จะกำหนดโครงสร้างจุลภาคของคาร์ไบด์ซีเมนต์และคุณสมบัติของมัน การรวมกันของคุณสมบัติบางอย่างได้กลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันการประมวลผลเฉพาะบางอย่างทำให้มีความหมายในการจำแนกเกรดคาร์ไบด์ซีเมนต์ต่างๆ

ระบบการจำแนกคาร์ไบด์ที่ใช้กันมากที่สุดสองระบบสำหรับแอพพลิเคชั่นการตัดเฉือนคือระบบการกำหนด C และระบบการกำหนด ISO แม้ว่าระบบจะไม่สะท้อนคุณสมบัติของวัสดุที่มีอิทธิพลต่อการเลือกเกรดคาร์ไบด์แบบซีเมนต์ แต่ก็เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการอภิปราย สำหรับการจำแนกแต่ละประเภทผู้ผลิตหลายรายมีเกรดพิเศษของตัวเองส่งผลให้มีคะแนนคาร์ไบด์ที่หลากหลาย。

เกรดคาร์ไบด์ยังสามารถจำแนกได้ตามองค์ประกอบ เกรดทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทพื้นฐาน: ง่าย, ไมโครคริสตัลและผสม เกรด Simplex ประกอบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์และสารยึดเกาะโคบอลต์เป็นหลัก แต่อาจมีสารยับยั้งการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชจำนวนเล็กน้อย เกรด microcrystalline ประกอบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์และโคบอลต์ยึดติดกับวานาเดียมคาร์ไบด์ (VC) และ (หรือ) โครเมียมคาร์ไบด์ (CR3C2) หลายพันและขนาดเกรนสามารถถึง 1 ไมครอนหรือน้อยกว่า เกรดโลหะผสมประกอบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์และสารยึดเกาะโคบอลต์ที่มีไทเทเนียมคาร์ไบด์ (TIC) ไม่กี่เปอร์เซ็นต์, Tantalum Carbide (TAC) และ Niobium Carbide (NBC) ส่วนเพิ่มเติมเหล่านี้เรียกว่าลูกบาศก์คาร์ไบด์เนื่องจากคุณสมบัติการเผา โครงสร้างจุลภาคที่เกิดขึ้นแสดงโครงสร้างสามเฟสที่ไม่เหมือนกัน

1) เกรดคาร์ไบด์อย่างง่าย

เกรดเหล่านี้สำหรับการตัดโลหะมักจะมีโคบอลต์ 3% ถึง 12% (โดยน้ำหนัก) ช่วงขนาดของธัญพืชทังสเตนคาร์ไบด์มักจะอยู่ระหว่าง 1-8 μm เช่นเดียวกับเกรดอื่น ๆ การลดขนาดอนุภาคของทังสเตนคาร์ไบด์จะเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของการแตกตามขวาง (TRS) แต่ลดความเหนียว ความแข็งของประเภทบริสุทธิ์มักจะอยู่ระหว่าง HRA89-93.5; ความแข็งแรงของการแตกตามขวางมักจะอยู่ระหว่าง 175-350KSI ผงของเกรดเหล่านี้อาจมีวัสดุรีไซเคิลจำนวนมาก

เกรดประเภทง่าย ๆ สามารถแบ่งออกเป็น C1-C4 ในระบบเกรด C และสามารถจำแนกได้ตามชุดเกรด K, N, S และ H ในระบบเกรด ISO เกรด Simplex ที่มีคุณสมบัติระดับกลางสามารถจัดเป็นเกรดอเนกประสงค์ทั่วไป (เช่น C2 หรือ K20) และสามารถใช้สำหรับการหมุนการกัดการวางแผนและน่าเบื่อ เกรดที่มีขนาดเม็ดเล็กหรือปริมาณโคบอลต์ที่ต่ำกว่าและความแข็งที่สูงขึ้นสามารถจัดเป็นเกรดการตกแต่ง (เช่น C4 หรือ K01); เกรดที่มีขนาดเกรนขนาดใหญ่ขึ้นหรือเนื้อหาโคบอลต์ที่สูงขึ้นและความเหนียวที่ดีกว่าสามารถจัดเป็นเกรดหยาบ (เช่น C1 หรือ K30)

เครื่องมือที่ทำในเกรด Simplex สามารถใช้สำหรับการตัดเฉือนเหล็กหล่อ, สแตนเลสสตีล 200 และ 300 ซีรีส์, อลูมิเนียมและโลหะที่ไม่ใช่เหล็กอื่น ๆ , superalloys และเหล็กแข็ง ผลการเรียนเหล่านี้ยังสามารถใช้ในแอปพลิเคชันการตัดโลหะ (เช่นเครื่องมือขุดเจาะหินและธรณีวิทยา) และเกรดเหล่านี้มีช่วงขนาดเกรน1.5-10μm (หรือใหญ่กว่า) และเนื้อหาโคบอลต์ 6%-16% การใช้การตัดโลหะที่ไม่ใช่โลหะอีกระดับหนึ่งของเกรดคาร์ไบด์อย่างง่ายคือการผลิตและหมัด โดยทั่วไปแล้วเกรดเหล่านี้จะมีขนาดเกรนขนาดกลางที่มีปริมาณโคบอลต์ 16%-30%

(2) เกรดคาร์ไบด์ขนาดเล็กไมโครคริสตัล

เกรดดังกล่าวมักจะมีโคบอลต์ 6% -15% ในระหว่างการเผาระยะของเหลวการเติมวานาเดียมคาร์ไบด์และ/หรือโครเมียมคาร์ไบด์สามารถควบคุมการเจริญเติบโตของเมล็ดเพื่อให้ได้โครงสร้างเกรนละเอียดที่มีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 1 μm เกรดละเอียดนี้มีความแข็งสูงและความแข็งแรงของการแตกตามขวางสูงกว่า 500KSI การรวมกันของความแข็งแรงสูงและความเหนียวที่เพียงพอช่วยให้เกรดเหล่านี้สามารถใช้มุมคราดบวกที่ใหญ่กว่าซึ่งจะช่วยลดแรงตัดและผลิตชิปทินเนอร์โดยการตัดแทนที่จะผลักวัสดุโลหะ

ผ่านการระบุคุณภาพอย่างเข้มงวดของวัตถุดิบต่าง ๆ ในการผลิตเกรดของผงคาร์ไบด์ซีเมนต์และการควบคุมสภาพกระบวนการเผาอย่างเข้มงวดเพื่อป้องกันการก่อตัวของธัญพืชขนาดใหญ่ผิดปกติในโครงสร้างจุลภาคของวัสดุเป็นไปได้ที่จะได้รับคุณสมบัติวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้ขนาดเกรนเล็กและสม่ำเสมอควรใช้ผงรีไซเคิลรีไซเคิลเฉพาะในกรณีที่มีการควบคุมวัตถุดิบและกระบวนการกู้คืนอย่างเต็มที่และการทดสอบคุณภาพอย่างกว้างขวาง

เกรด Microcrystalline สามารถจำแนกได้ตามซีรี่ส์เกรด M ในระบบเกรด ISO นอกจากนี้วิธีการจำแนกประเภทอื่น ๆ ในระบบเกรด C และระบบเกรด ISO นั้นเหมือนกับเกรดบริสุทธิ์ สามารถใช้เกรด Microcrystalline เพื่อสร้างเครื่องมือที่ตัดวัสดุชิ้นงานที่นุ่มกว่าเนื่องจากพื้นผิวของเครื่องมือสามารถกลึงได้อย่างราบรื่นมากและสามารถรักษาขอบตัดที่คมชัดมาก

ระดับ Microcrystalline ยังสามารถใช้กับ superalloys ที่ใช้นิกเกิลได้เนื่องจากสามารถทนต่ออุณหภูมิการตัดได้สูงสุด 1200 ° C สำหรับการประมวลผล superalloys และวัสดุพิเศษอื่น ๆ การใช้เครื่องมือเกรด microcrystalline และเครื่องมือเกรดบริสุทธิ์ที่มีรูทีเนียมสามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอความต้านทานการเสียรูปและความทนทาน เกรด Microcrystalline ยังเหมาะสำหรับการผลิตเครื่องมือหมุนเช่นการฝึกซ้อมที่สร้างความเครียดแรงเฉือน มีการฝึกซ้อมที่ทำจากเกรดคอมโพสิตของคาร์ไบด์ซีเมนต์ ในส่วนที่เฉพาะเจาะจงของการเจาะเดียวกันเนื้อหาโคบอลต์ในวัสดุจะแตกต่างกันไปเพื่อให้ความแข็งและความเหนียวของการเจาะได้รับการปรับให้เหมาะสมตามความต้องการการประมวลผล

(3) เกรดคาร์ไบด์ประเภทโลหะผสม

เกรดเหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตัดชิ้นส่วนเหล็กและปริมาณโคบอลต์ของพวกเขามักจะ 5%-10%และขนาดเกรนอยู่ในช่วง0.8-2μm ด้วยการเพิ่มไทเทเนียมคาร์ไบด์ 4% -25% (TIC) แนวโน้มของทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) เพื่อกระจายไปยังพื้นผิวของชิปเหล็กสามารถลดลงได้ ความแข็งแรงของเครื่องมือความต้านทานการสึกหรอของปล่องภูเขาไฟและความต้านทานการกระแทกด้วยความร้อนสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่ม Tantalum Carbide (TAC) 25% และ Niobium Carbide (NBC) การเพิ่มลูกบาศก์คาร์ไบด์ดังกล่าวยังเพิ่มความแข็งสีแดงของเครื่องมือช่วยหลีกเลี่ยงการเสียรูปความร้อนของเครื่องมือในการตัดหนักหรือการดำเนินการอื่น ๆ ที่ขอบตัดจะสร้างอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ไทเทเนียมคาร์ไบด์สามารถจัดหาสถานที่นิวเคลียสในระหว่างการเผาไหม้ปรับปรุงความสม่ำเสมอของการกระจายลูกบาศก์คาร์ไบด์ในชิ้นงาน

โดยทั่วไปแล้วช่วงความแข็งของเกรดคาร์ไบด์แบบซีเมนต์ชนิดโลหะผสมคือ HRA91-94 และความแข็งแรงของการแตกหักตามขวางคือ 150-300KSI เมื่อเทียบกับเกรดบริสุทธิ์เกรดอัลลอยด์มีความต้านทานการสึกหรอที่ไม่ดีและความแข็งแรงที่ต่ำกว่า แต่มีความต้านทานต่อการสึกหรอของกาว เกรดโลหะผสมสามารถแบ่งออกเป็น C5-C8 ในระบบเกรด C และสามารถจำแนกได้ตามชุดเกรด P และ M ในระบบเกรด ISO เกรดโลหะผสมที่มีคุณสมบัติระดับกลางสามารถจัดเป็นเกรดวัตถุประสงค์ทั่วไป (เช่น C6 หรือ P30) และสามารถใช้สำหรับการหมุนการแตะการวางแผนและการกัด เกรดที่ยากที่สุดสามารถจำแนกได้ว่าเป็นเกรดการจบ (เช่น C8 และ P01) สำหรับการหมุนและการดำเนินการที่น่าเบื่อ โดยทั่วไปแล้วเกรดเหล่านี้จะมีขนาดเกรนที่เล็กกว่าและปริมาณโคบอลต์ที่ต่ำกว่าเพื่อให้ได้ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอที่ต้องการ อย่างไรก็ตามคุณสมบัติของวัสดุที่คล้ายกันสามารถรับได้โดยการเพิ่มลูกบาศก์คาร์ไบด์มากขึ้น เกรดที่มีความเหนียวสูงสุดสามารถจัดเป็นเกรดหยาบ (เช่น C5 หรือ P50) โดยทั่วไปแล้วเกรดเหล่านี้จะมีขนาดเกรนขนาดกลางและปริมาณโคบอลต์สูงโดยมีการเพิ่มลูกบาศก์คาร์ไบด์ต่ำเพื่อให้ได้ความเหนียวที่ต้องการโดยยับยั้งการเติบโตของรอยแตก ในการดำเนินการหมุนขัดจังหวะประสิทธิภาพการตัดสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้โดยใช้เกรดที่อุดมไปด้วยโคบอลต์ที่กล่าวถึงข้างต้นด้วยเนื้อหาโคบอลต์ที่สูงขึ้นบนพื้นผิวเครื่องมือ

เกรดอัลลอยด์ที่มีปริมาณไทเทเนียมคาร์ไบด์ต่ำกว่าใช้สำหรับการตัดเฉือนสแตนเลสและเหล็กอ่อน แต่ยังสามารถใช้สำหรับการตัดเฉือนโลหะที่ไม่ได้เป็นเหล็กเช่น superalloys ที่ใช้นิกเกิล ขนาดเกรนของเกรดเหล่านี้มักจะน้อยกว่า 1 μmและปริมาณโคบอลต์คือ 8%-12% เกรดที่ยากขึ้นเช่น M10 สามารถใช้สำหรับการเปลี่ยนเหล็กอ่อนได้ เกรดที่รุนแรงขึ้นเช่น M40 สามารถใช้สำหรับการกัดและการวางแผนเหล็กหรือสำหรับการหมุนสแตนเลสสตีลหรือ superalloys

นอกจากนี้ยังสามารถใช้เกรดคาร์ไบด์แบบซีเมนต์อัลลอยด์ได้ ขนาดอนุภาคของเกรดเหล่านี้มักจะ 1.2-2 μmและปริมาณโคบอลต์คือ 7%-10% เมื่อผลิตเกรดเหล่านี้มักจะมีการเพิ่มวัตถุดิบรีไซเคิลเปอร์เซ็นต์สูงส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูงในการใช้งานชิ้นส่วนที่สึกหรอ ชิ้นส่วนที่สวมใส่ต้องใช้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและความแข็งสูงซึ่งสามารถรับได้โดยการเพิ่มนิกเกิลและโครเมียมคาร์ไบด์เมื่อผลิตเกรดเหล่านี้

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคและเศรษฐกิจของผู้ผลิตเครื่องมือคาร์ไบด์ผงเป็นองค์ประกอบสำคัญ ผงที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์เครื่องจักรกลของผู้ผลิตเครื่องมือและพารามิเตอร์กระบวนการช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพของชิ้นงานที่เสร็จแล้วและส่งผลให้มีเกรดคาร์ไบด์หลายร้อยเกรด ธรรมชาติของวัสดุคาร์ไบด์รีไซเคิลและความสามารถในการทำงานโดยตรงกับซัพพลายเออร์ผงช่วยให้ผู้ผลิตเครื่องมือสามารถควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์และต้นทุนวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ