ידע בסיסי בחומרי כלי קרביד

קרביד הוא המחלקה הנפוצה ביותר של חומרי כלי עיבוד מהירים (HSM), המיוצרים בתהליכי מתכות אבקה ומורכבים מחלקיקי קרביד קשיח (בדרך כלל טונגסטן קרביד WC) והרכב קשר מתכת רך יותר. כיום, ישנם מאות קרבידים מוצקים מבוססי שירותים בעלי הרכבים שונים, רובם משתמשים בקובלט (Co) כחומר מקשר, ניקל (Ni) וכרום (Cr) הם גם מרכיבי מקשר נפוצים, וניתן להוסיף גם אחרים . כמה אלמנטים סגסוגים. למה יש כל כך הרבה דרגות קרביד? כיצד בוחרים יצרני הכלים את חומר הכלי המתאים לפעולת חיתוך ספציפית? כדי לענות על שאלות אלו, בואו נסתכל תחילה על התכונות השונות שהופכות את הקרביד המלט לחומר כלי אידיאלי.

קשיחות וקשיחות

לקרביד צמנט WC-Co יתרונות ייחודיים הן בקשיות והן בקשיחות. טונגסטן קרביד (WC) הוא מטבעו קשה מאוד (יותר מקורונדום או אלומינה), וקשיותו יורדת לעתים רחוקות ככל שטמפרטורת העבודה עולה. עם זאת, אין לו קשיחות מספקת, תכונה חיונית עבור כלי חיתוך. על מנת לנצל את הקשיות הגבוהה של טונגסטן קרביד ולשפר את הקשיחות שלו, אנשים משתמשים בקשרי מתכת כדי לחבר טונגסטן קרביד יחד, כך שלחומר זה יש קשיות הרבה מעבר לזו של פלדה במהירות גבוהה, תוך שהוא מסוגל לעמוד ברוב החיתוך פעולות. כוח חיתוך. בנוסף, הוא יכול לעמוד בטמפרטורות החיתוך הגבוהות הנגרמות מעיבוד מהיר.

כיום, כמעט כל הסכינים והתוספות של WC-Co מצופים, כך שתפקיד חומר הבסיס נראה פחות חשוב. אבל למעשה, מודול האלסטי הגבוה של חומר WC-Co (מדד של קשיחות, שהוא בערך פי שלושה מזה של פלדה מהירה בטמפרטורת החדר) הוא זה שמספק את המצע הבלתי ניתן לעיוות לציפוי. מטריצת WC-Co מספקת גם את הקשיחות הנדרשת. תכונות אלו הן התכונות הבסיסיות של חומרי WC-Co, אך ניתן להתאים את תכונות החומר גם על ידי התאמת הרכב החומרים ומבנה המיקרו בעת ייצור אבקות קרביד מוצק. לכן, ההתאמה של ביצועי הכלי לעיבוד מסוים תלויה במידה רבה בתהליך הכרסום הראשוני.

תהליך כרסום

אבקת טונגסטן קרביד מתקבלת על ידי קרבוריזציה של אבקת טונגסטן (W). המאפיינים של אבקת טונגסטן קרביד (במיוחד גודל החלקיקים שלה) תלויים בעיקר בגודל החלקיקים של אבקת חומר הגלם טונגסטן ובטמפרטורה ובזמן הקרבור. גם בקרה כימית היא קריטית, ויש לשמור על תכולת הפחמן קבועה (קרוב לערך הסטוכיומטרי של 6.13% במשקל). ניתן להוסיף כמות קטנה של ונדיום ו/או כרום לפני הטיפול בפחמימות על מנת לשלוט בגודל חלקיקי האבקה בתהליכים הבאים. תנאי תהליך שונים במורד הזרם ושימושי עיבוד קצה שונים דורשים שילוב ספציפי של גודל חלקיקי טונגסטן קרביד, תכולת פחמן, תכולת ונדיום ותכולת כרום, באמצעותם ניתן לייצר מגוון של אבקות טונגסטן קרביד שונות. לדוגמה, ATI Alldyne, יצרנית אבקת טונגסטן קרביד, מייצרת 23 דרגות סטנדרטיות של אבקת טונגסטן קרביד, והזנים של אבקת טונגסטן קרביד המותאמות אישית לפי דרישות המשתמש יכולים להגיע ליותר מפי 5 מהדרגות הסטנדרטיות של אבקת טונגסטן קרביד.

בעת ערבוב וטחינה של אבקת טונגסטן קרביד וקשר מתכת לייצור אבקת קרביד צמנט בדרגה מסוימת, ניתן להשתמש בשילובים שונים. תכולת הקובלט הנפוצה ביותר היא 3% - 25% (יחס משקל), ובמקרה של צורך לשפר את עמידות הכלי בפני קורוזיה, יש צורך להוסיף ניקל וכרום. בנוסף, ניתן לשפר עוד יותר את קשר המתכת על ידי הוספת רכיבי סגסוגת אחרים. לדוגמה, הוספת רותניום לקרביד צמנט WC-Co יכולה לשפר משמעותית את הקשיחות שלו מבלי להפחית את הקשיות שלו. הגדלת תכולת הקלסר יכולה גם לשפר את הקשיחות של קרביד צמנט, אך היא תפחית את קשיותו.

הקטנת גודל חלקיקי הטונגסטן קרביד יכולה להגדיל את קשיות החומר, אך גודל החלקיקים של טונגסטן קרביד חייב להישאר זהה במהלך תהליך הסינטר. במהלך הסינטר, חלקיקי הטונגסטן קרביד מתחברים וגדלים בתהליך של פירוק ומשקעים חוזרים. בתהליך ה-Sintering בפועל, על מנת ליצור חומר צפוף לחלוטין, הקשר המתכתי הופך לנוזלי (נקרא סינטינג פאזה נוזלית). ניתן לשלוט בקצב הצמיחה של חלקיקי טונגסטן קרביד על ידי הוספת קרבידים מתכת מעבר אחרים, כולל ונדיום קרביד (VC), כרום קרביד (Cr3C2), טיטניום קרביד (TiC), טנטלום קרביד (TaC), וניוביום קרביד (NbC). קרבידים מתכת אלו מתווספים בדרך כלל כאשר אבקת טונגסטן קרביד מעורבת וטוחנת עם קשר מתכתי, אם כי ונדיום קרביד וכרום קרביד יכולים להיווצר גם כאשר אבקת טונגסטן קרביד מקרבת.

ניתן לייצר אבקת טונגסטן קרביד גם על ידי שימוש בחומרי קרביד מוצקים ממוחזרים. למיחזור ושימוש חוזר בגרוטאות קרביד היסטוריה ארוכה בתעשיית הקרביד המלט ומהווה חלק חשוב בכל השרשרת הכלכלית של התעשייה, המסייע בהפחתת עלויות החומרים, חיסכון במשאבי טבע והימנעות מחומרי פסולת. סילוק מזיק. בדרך כלל ניתן לעשות שימוש חוזר בגרוטאות קרביד מוצק על ידי תהליך APT (אמוניום paratungstate), תהליך שחזור אבץ או על ידי ריסוק. לאבקות טונגסטן קרביד ה"ממוחזרות" הללו יש בדרך כלל צפיפות טובה יותר וניתנת לחיזוי מכיוון שיש להן שטח פנים קטן יותר מאבקות טונגסטן קרביד המיוצרות ישירות בתהליך הקרבור של טונגסטן.

תנאי העיבוד של טחינה מעורבת של אבקת טונגסטן קרביד וקשר מתכת הם גם פרמטרים מכריעים בתהליך. שתי טכניקות הטחינה הנפוצות ביותר הן כרסום כדורי ומיקרו כרסום. שני התהליכים מאפשרים ערבוב אחיד של אבקות טחונות וגודל חלקיקים מופחת. על מנת לגרום לחומר שנלחץ מאוחר יותר להיות בעל חוזק מספק, לשמור על צורת חומר העבודה ולאפשר למפעיל או המניפולטור להרים את חומר העבודה לצורך פעולה, בדרך כלל יש צורך להוסיף קלסר אורגני במהלך השחזה. ההרכב הכימי של קשר זה יכול להשפיע על הצפיפות והחוזק של חומר העבודה הנלחץ. כדי להקל על הטיפול, רצוי להוסיף קלסרים בחוזק גבוה, אך הדבר מביא לצפיפות דחיסה נמוכה יותר ועלול לייצר גושים שעלולים לגרום לפגמים במוצר הסופי.

לאחר הטחינה, האבקה מיובשת בדרך כלל בריסוס כדי לייצר אגריטים זורמים חופשיים המוחזקים יחד על ידי קלסרים אורגניים. על ידי התאמת הרכב הקלסר האורגני, ניתן להתאים את יכולת הזרימה וצפיפות המטען של אגרטלים אלו לפי הצורך. על ידי סינון חלקיקים גסים יותר או עדינים יותר, ניתן להתאים יותר את התפלגות גודל החלקיקים של האגלומרט כדי להבטיח זרימה טובה בעת העמסה לתוך חלל התבנית.

ייצור חלקי עבודה

ניתן ליצור חלקי עבודה מקרביד במגוון שיטות תהליך. בהתאם לגודל חומר העבודה, רמת מורכבות הצורה ואצוות הייצור, רוב תוספות החיתוך מעוצבות באמצעות תבנית קשיחה בלחץ העליון והתחתון. על מנת לשמור על עקביות המשקל והגודל של היצירה במהלך כל לחיצה, יש לוודא שכמות האבקה (מסה ונפח) שזורמת לחלל זהה לחלוטין. נזילות האבקה נשלטת בעיקר על ידי חלוקת הגודל של האגלומרטים ותכונות הקוסר האורגני. חלקי עבודה יצוקים (או "חסרים") נוצרים על ידי הפעלת לחץ יציקה של 10-80 ksi (קילו פאונד למטר מרובע) על האבקה שהועמסה לתוך חלל התבנית.

אפילו בלחץ יציקה גבוה במיוחד, חלקיקי הטונגסטן קרביד הקשים לא יתעוותו או ישברו, אך הקלסר האורגני נלחץ לתוך הרווחים בין חלקיקי הטונגסטן קרביד, ובכך מקבע את מיקום החלקיקים. ככל שהלחץ גבוה יותר, כך ההדבקה של חלקיקי הטונגסטן קרביד תהיה הדוקה יותר וצפיפות הדחיסה של חלק העבודה גדולה יותר. תכונות הדפוס של דרגות אבקת קרביד צמנט עשויות להשתנות, בהתאם לתכולת הקלסר המתכתי, הגודל והצורה של חלקיקי הטונגסטן קרביד, מידת הצבירה, הרכב ותוספת של קלסר אורגני. על מנת לספק מידע כמותי על תכונות הדחיסה של דרגות אבקות קרביד מוצק, הקשר בין צפיפות הדפוס ולחץ הדפוס מתוכנן ונבנה בדרך כלל על ידי יצרן האבקה. מידע זה מבטיח שהאבקה המסופקת תואמת לתהליך הדפוס של יצרן הכלים.

חלקי עבודה מקרביד במידות גדולות או חלקי עבודה מקרביד עם יחסי רוחב-גובה גבוהים (כגון שוקי קצה ומקדחים) מיוצרים בדרך כלל מדרגות דחוסות אחידות של אבקת קרביד בשקית גמישה. למרות שמחזור הייצור של שיטת הכבישה המאוזנת ארוך מזה של שיטת היציקה, עלות הייצור של הכלי נמוכה יותר, ולכן שיטה זו מתאימה יותר לייצור אצווה קטנה.

שיטת תהליך זו היא להכניס את האבקה לשקית, ולאטום את פתח השקית, ולאחר מכן להכניס את השקית המלאה באבקה לתא, ולהפעיל לחץ של 30-60ksi דרך מכשיר הידראולי ללחיצה. חלקי עבודה לחוץ מעובדים לעתים קרובות לגיאומטריות ספציפיות לפני הסינטר. גודל השק מוגדל כדי להתאים להתכווצות חלקי העבודה במהלך הדחיסה וכדי לספק מרווח מספיק לפעולות השחזה. מאחר שצריך לעבד את חומר העבודה לאחר הלחיצה, הדרישות לעקביות הטעינה אינן מחמירות כמו אלו של שיטת היציקה, אך עדיין רצוי לוודא שבכל פעם תעמיס אותה כמות אבקה לשקית. אם צפיפות הטעינה של האבקה קטנה מדי, היא עלולה להוביל לאי מספיק אבקה בשקית, וכתוצאה מכך חתיכת העבודה קטנה מדי וצריך לגרוט אותה. אם צפיפות ההעמסה של האבקה גבוהה מדי, והאבקה שהועמסה לשקית גדולה מדי, יש לעבד את חומר העבודה כדי להסיר אבקה נוספת לאחר הלחיצה. אף על פי שניתן למחזר את עודפי האבקה שהוסרו ונגרמו, פעולה זו מפחיתה את הפרודוקטיביות.

ניתן ליצור חלקי עבודה מקרביד גם באמצעות יציקות אקסטרוזיה או יציקות הזרקה. תהליך יציקת האקסטרוזיה מתאים יותר לייצור המוני של חלקי עבודה בצורת ציר סימטרית, בעוד שתהליך ההזרקה משמש בדרך כלל לייצור המוני של חלקי עבודה בעלי צורה מורכבת. בשני תהליכי היציקה, דרגות של אבקת קרביד צמנט מושעה בחומר קלסר אורגני המקנה עקביות דמוית משחת שיניים לתערובת הקרביד המלט. לאחר מכן התרכובת מחולצת דרך חור או מוזרקת לתוך חלל כדי ליצור. המאפיינים של דרגת אבקת קרביד צמנט קובעים את היחס האופטימלי בין אבקה לחומר קלסר בתערובת, ויש להם השפעה חשובה על יכולת הזרימה של התערובת דרך חור האקסטרוזיה או ההזרקה לחלל.

לאחר יצירת חומר העבודה על ידי יציקה, לחיצה איזוסטטית, אקסטרוזיה או הזרקה, יש להסיר את הקלסר האורגני מחומר העבודה לפני שלב הסינטר הסופי. סינון מסיר נקבוביות מחומר העבודה, מה שהופך אותו לדחוס מלא (או מהותי). במהלך סינטר, קשר המתכת בחומר העבודה שנוצר בלחיצה הופך לנוזלי, אך חומר העבודה שומר על צורתו תחת פעולה משולבת של כוחות נימיים והצמדת חלקיקים.

לאחר סינטרה, הגיאומטריה של חומר העבודה נשארת זהה, אך הממדים מצטמצמים. על מנת לקבל את גודל היצירה הנדרש לאחר סינטר, יש לקחת בחשבון את קצב ההתכווצות בעת תכנון הכלי. דרגת אבקת הקרביד המשמשת לייצור כל כלי חייבת להיות מתוכננת כך שתהיה הצטמקות נכונה כאשר היא נדחסת תחת הלחץ המתאים.

כמעט בכל המקרים, נדרש טיפול שלאחר ההלבנה של חומר העבודה המסונטר. הטיפול הבסיסי ביותר בכלי חיתוך הוא חידוד קצה החיתוך. כלים רבים דורשים שחיקה של הגיאומטריה והמידות שלהם לאחר סינטר. כלים מסוימים דורשים שחיקה עליונה ותחתית; אחרים דורשים שחיקה היקפית (עם או בלי חידוד קצה החיתוך). ניתן למחזר את כל שבבי הקרביד מהטחינה.

ציפוי חלקי עבודה

במקרים רבים, חומר העבודה המוגמר צריך להיות מצופה. הציפוי מספק סיכה וקשיות מוגברת, כמו גם מחסום דיפוזיה למצע, מונע חמצון בעת ​​חשיפה לטמפרטורות גבוהות. מצע הקרביד המוצק הוא קריטי לביצועי הציפוי. בנוסף להתאמת המאפיינים העיקריים של אבקת המטריצה, ניתן להתאים את תכונות פני השטח של המטריצה ​​גם על ידי בחירה כימית ושינוי שיטת הסינטר. באמצעות נדידה של קובלט, ניתן להעשיר יותר קובלט בשכבה החיצונית ביותר של משטח הלהב בעובי של 20-30 מיקרומטר ביחס לשאר חלקי העבודה, ובכך להעניק למשטח המצע חוזק וקשיחות טובים יותר, מה שהופך אותו ליותר עמיד בפני דפורמציה.

בהתבסס על תהליך הייצור שלו (כגון שיטת הסרת שעווה, קצב חימום, זמן סינטר, טמפרטורה ומתח הקרבור), ייתכן שליצרן הכלים יהיו דרישות מיוחדות לדרגת אבקת הקרביד המוצק המשמשת. יצרני כלים מסוימים עשויים לחטא את חומר העבודה בכבשן ואקום, בעוד שאחרים עשויים להשתמש בתנור לחיצה איזוסטטית חמה (HIP) (המלחיץ את חומר העבודה סמוך לסוף מחזור התהליך כדי להסיר כל שאריות) נקבוביות). יתכן שיהיה צורך בלחיצה איזוסטטית חמה על חלקי עבודה המוטבעים בתנור ואקום באמצעות תהליך נוסף כדי להגביר את הצפיפות של חלק העבודה. חלק מיצרני הכלים עשויים להשתמש בטמפרטורות סינטר ואקום גבוהות יותר כדי להגביר את צפיפות הסינטר של תערובות עם תכולת קובלט נמוכה יותר, אך גישה זו עשויה לגסות את המבנה המיקרו שלהן. על מנת לשמור על גודל גרגר עדין, ניתן לבחור אבקות בעלות גודל חלקיקים קטן יותר של טונגסטן קרביד. על מנת להתאים לציוד הייצור הספציפי, לתנאי הסרת השעווה ולמתח הקרבורור יש גם דרישות שונות לתכולת הפחמן באבקת הקרביד המוצק.

סיווג ציונים

שינויים בשילוב של סוגים שונים של אבקת טונגסטן קרביד, הרכב התערובת ותכולת חומרי המקשר למתכת, סוג וכמות מעכב צמיחת גרגרים וכו', מהווים מגוון של דרגות קרביד צמנט. פרמטרים אלה יקבעו את מבנה המיקרו של הקרביד המלט ותכונותיו. כמה שילובים ספציפיים של מאפיינים הפכו לעדיפות עבור כמה יישומי עיבוד ספציפיים, מה שהופך את זה למשמעותי לסווג ציונים שונים של קרביד מוצק.

שתי מערכות סיווג הקרביד הנפוצות ביותר ליישומי עיבוד שבבי הן מערכת ייעוד C ומערכת ייעוד ISO. אף על פי שאף אחת מהמערכות אינה משקפת באופן מלא את תכונות החומר המשפיעות על הבחירה בדרגות קרביד מוצק, הן מספקות נקודת מוצא לדיון. עבור כל סיווג, ליצרנים רבים יש ציונים מיוחדים משלהם, וכתוצאה מכך מגוון רחב של ציוני קרביד.

ניתן לסווג ציונים של קרביד גם לפי הרכב. ניתן לחלק את ציוני טונגסטן קרביד (WC) לשלושה סוגים בסיסיים: פשוט, מיקרו-גביש וסגסוגת. ציוני סימפלקס מורכבים בעיקר מקשרים של טונגסטן קרביד וקובלט, אך עשויים להכיל גם כמויות קטנות של מעכבי צמיחת גרגרים. הכיתה המיקרו-גבישית מורכבת מחומר מקשר טונגסטן קרביד וקובלט בתוספת כמה אלפיות של ונדיום קרביד (VC) ו-(או) כרום קרביד (Cr3C2), וגודל הגרגיר שלו יכול להגיע ל-1 מיקרומטר או פחות. דרגות סגסוגת מורכבות מקשרי טונגסטן קרביד וקובלט המכילים כמה אחוזים טיטניום קרביד (TiC), טנטלום קרביד (TaC) וניוביום קרביד (NbC). תוספות אלו ידועות גם כקרבידים מעוקבים בגלל תכונות הסינטר שלהן. המיקרו-מבנה המתקבל מציג מבנה תלת פאזי לא הומוגני.

1) ציוני קרביד פשוטים

ציונים אלה לחיתוך מתכת מכילים בדרך כלל 3% עד 12% קובלט (במשקל). טווח הגדלים של גרגרי טונגסטן קרביד הוא בדרך כלל בין 1-8 מיקרומטר. כמו בדרגות אחרות, הקטנת גודל החלקיקים של טונגסטן קרביד מגדילה את קשיותו וחוזק הקרע הרוחבי (TRS), אך מפחיתה את הקשיחות שלו. הקשיות של הסוג הטהור היא בדרך כלל בין HRA89-93.5; חוזק הקרע הרוחבי הוא בדרך כלל בין 175-350ksi. אבקות בדרגות אלו עשויות להכיל כמויות גדולות של חומרים ממוחזרים.

ניתן לחלק את דרגות הסוג הפשוטות ל-C1-C4 במערכת דרגות C, וניתן לסווג אותן לפי סדרות דרגות K, N, S ו-H במערכת דרגות ISO. ניתן לסווג ציונים סימפלקסים בעלי תכונות ביניים כדרגות למטרות כלליות (כגון C2 או K20) וניתן להשתמש בהן עבור חריטה, כרסום, הקצעה וקיעום; ציונים עם גודל גרגר קטן יותר או תכולת קובלט נמוכה יותר וקשיות גבוהה יותר יכולים להיות מסווגים כדרגות גימור (כגון C4 או K01); ניתן לסווג ציונים עם גודל גרגר גדול יותר או תכולת קובלט גבוהה יותר וקשיחות טובה יותר כדרגות חיספוס (כגון C1 או K30).

כלים המיוצרים בדרגות Simplex יכולים לשמש לעיבוד ברזל יצוק, נירוסטה מסדרות 200 ו-300, אלומיניום ומתכות לא ברזליות אחרות, סגסוגות על ופלדות מוקשות. ציונים אלה יכולים לשמש גם ביישומי חיתוך שאינם מתכת (למשל ככלי קידוח סלע וגיאולוגי), ולציונים אלה טווח גודל גרגר של 1.5-10μm (או יותר) ותכולת קובלט של 6%-16%. שימוש נוסף בחיתוך שאינו מתכת בדרגות קרביד פשוטות הוא בייצור של מתכות ואגרוף. לציונים אלה יש בדרך כלל גודל גרגר בינוני עם תכולת קובלט של 16%-30%.

(2) ציוני קרביד מוצק מיקרו-גבישי

ציונים כאלה מכילים בדרך כלל 6%-15% קובלט. במהלך סינטר שלב נוזלי, תוספת של ונדיום קרביד ו/או כרום קרביד יכולה לשלוט בצמיחת התבואה כדי לקבל מבנה גרגר עדין עם גודל חלקיקים של פחות מ-1 מיקרומטר. לדרגה עדינה זו יש קשיות גבוהה מאוד וחוזק קרע רוחבי מעל 500ksi. השילוב של חוזק גבוה וקשיחות מספקת מאפשר לדרגות אלו להשתמש בזווית גריפה חיובית גדולה יותר, אשר מפחיתה את כוחות החיתוך ומייצרת שבבים דקים יותר על ידי חיתוך במקום דחיפת חומר המתכת.

באמצעות זיהוי איכות קפדני של חומרי גלם שונים בייצור דרגות אבקת קרביד צמנט, ובקרה קפדנית על תנאי תהליך הסינטרינג למניעת היווצרות גרגרים גדולים באופן חריג במבנה המיקרו של החומר, ניתן לקבל תכונות חומר מתאימות. על מנת לשמור על גודל גרגר קטן ואחיד, יש להשתמש באבקה ממוחזרת ממוחזרת רק אם ישנה שליטה מלאה על חומר הגלם ותהליך השחזור, ובדיקות איכות מקיפות.

ניתן לסווג את הציונים המיקרו-גבישיים על פי סדרת דרגת M במערכת דרגות ISO. בנוסף, שיטות סיווג אחרות במערכת דרגות C ובמערכת דרגות ISO זהות לדרגות הטהורות. ניתן להשתמש בדרגות מיקרו-גבישיות לייצור כלים החותכים חומרי עבודה רכים יותר, מכיוון שמשטח הכלי ניתן לעיבוד חלק מאוד ויכול לשמור על קצה חיתוך חד במיוחד.

ניתן להשתמש בדרגות מיקרו-גבישיות גם לעיבוד סגסוגות-על מבוססות ניקל, שכן הן יכולות לעמוד בטמפרטורות חיתוך של עד 1200 מעלות צלזיוס. לעיבוד של סגסוגות-על וחומרים מיוחדים אחרים, השימוש בכלים בדרגה מיקרו-גבישית וכלים טהורים המכילים רותניום יכולים לשפר בו זמנית את עמידותם בפני שחיקה, עמידות לעיוותים וקשיחותם. דרגות מיקרו-גבישיות מתאימות גם לייצור כלים מסתובבים כמו מקדחות היוצרות מתח גזירה. יש מקדחה עשויה מדרגות מרוכבות של קרביד צמנט. בחלקים ספציפיים של אותו מקדחה, תכולת הקובלט בחומר משתנה, כך שהקשיחות והקשיחות של המקדחה מותאמות בהתאם לצרכי העיבוד.

(3) ציוני קרביד מוצק מסוג סגסוגת

ציונים אלה משמשים בעיקר לחיתוך חלקי פלדה, ותכולת הקובלט שלהם היא בדרך כלל 5%-10%, וגודל הגרגרים נע בין 0.8-2מיקרומטר. על ידי הוספת 4%-25% טיטניום קרביד (TiC), ניתן להפחית את הנטייה של טונגסטן קרביד (WC) להתפזר אל פני השטח של שבבי הפלדה. ניתן לשפר את חוזק הכלים, עמידות הבלאי במכתש ועמידות בפני זעזועים תרמיים על ידי הוספת עד 25% טנטלום קרביד (TaC) וניוביום קרביד (NbC). תוספת של קרבידים מעוקבים כאלה גם מגבירה את הקשיות האדומה של הכלי, ועוזרת למנוע דפורמציה תרמית של הכלי בחיתוך כבד או בפעולות אחרות שבהן קצה החיתוך ייצור טמפרטורות גבוהות. בנוסף, טיטניום קרביד יכול לספק אתרי גרעין במהלך סינטר, לשפר את אחידות חלוקת הקרביד המעוקב בחומר העבודה.

באופן כללי, טווח הקשיות של דרגות קרביד מוצק מסוג סגסוגת הוא HRA91-94, וחוזק השבר הרוחבי הוא 150-300ksi. בהשוואה לדרגות טהורות, לדרגות סגסוגת יש עמידות בפני שחיקה גרועה וחוזק נמוך יותר, אך יש להן עמידות טובה יותר בפני בלאי דבק. ניתן לחלק את דרגות הסגסוגת ל-C5-C8 במערכת דרגת C, וניתן לסווג אותן לפי סדרת דרגות P ו-M במערכת דרגות ISO. ניתן לסווג דרגות סגסוגת בעלות תכונות ביניים כדרגות לשימוש כללי (כגון C6 או P30) וניתן להשתמש בהן לחריטה, הקשה, הקצעה וכרסום. ניתן לסווג את הציונים הקשים ביותר כדרגות גמר (כגון C8 ו-P01) עבור פעולות גימור בחריטה ושעמום. לציונים אלה יש בדרך כלל גדלי גרגרים קטנים יותר ותכולת קובלט נמוכה יותר כדי להשיג את הקשיות הנדרשת ועמידות בפני שחיקה. עם זאת, ניתן להשיג תכונות חומר דומות על ידי הוספת יותר קרבידים מעוקבים. ניתן לסווג ציונים בעלי הקשיחות הגבוהה ביותר כדרגות חיספוס (למשל C5 או P50). לציונים אלה יש בדרך כלל גודל גרגר בינוני ותכולת קובלט גבוהה, עם תוספות נמוכות של קרבידים מעוקבים כדי להשיג את הקשיחות הרצויה על ידי עיכוב צמיחת הסדקים. בפעולות סיבוב מופרעות, ניתן לשפר עוד יותר את ביצועי החיתוך על ידי שימוש בדרגות העשירים בקובלט שהוזכרו לעיל עם תכולת קובלט גבוהה יותר על פני הכלי.

דרגות סגסוגות עם תכולת טיטניום קרביד נמוכה יותר משמשות לעיבוד פלדת אל חלד וברזל ניתן לעיבוד, אך ניתן להשתמש בהן גם לעיבוד מתכות לא ברזליות כגון סגסוגות על מבוססות ניקל. גודל הגרגירים של ציונים אלה הוא בדרך כלל פחות מ-1 מיקרומטר, ותכולת הקובלט היא 8%-12%. ניתן להשתמש בדרגות קשות יותר, כגון M10, להפיכת ברזל גמיש; ניתן להשתמש בדרגות קשוחות יותר, כגון M40, לכרסום והקצעה של פלדה, או להפיכת פלדת אל-חלד או סגסוגות-על.

ניתן להשתמש בדרגות קרביד צמנט מסוג סגסוגת גם למטרות חיתוך שאינן מתכת, בעיקר לייצור חלקים עמידים בפני שחיקה. גודל החלקיקים של ציונים אלה הוא בדרך כלל 1.2-2 מיקרומטר, ותכולת הקובלט היא 7%-10%. בעת ייצור ציונים אלה, בדרך כלל מתווסף אחוז גבוה של חומר גלם ממוחזר, וכתוצאה מכך עלות-תועלת גבוהה ביישומי חלקי בלאי. חלקי בלאי דורשים עמידות טובה בפני קורוזיה וקשיות גבוהה, שניתן להשיג על ידי הוספת ניקל וכרום קרביד בעת ייצור ציונים אלה.

על מנת לעמוד בדרישות הטכניות והחסכוניות של יצרני הכלים, אבקת קרביד היא מרכיב המפתח. אבקות המיועדות לציוד עיבוד ופרמטרי תהליך של יצרני הכלים מבטיחות את הביצועים של חומר העבודה המוגמר והביאו למאות דרגות קרביד. האופי הניתן למחזור של חומרי קרביד והיכולת לעבוד ישירות עם ספקי אבקה מאפשר ליצרני כלים לשלוט ביעילות על איכות המוצר ועלויות החומרים שלהם.