При производстве и закупке изделий из карбида вольфрама (твердого сплава) качество поверхности является незаменимым основным техническим показателем. «Шероховатость поверхности» или «шероховатость», о которой мы часто говорим, напрямую влияет на износостойкость, герметичность, усталостную прочность деталей, а также на точность подгонки с другими компонентами.
Поскольку карбид вольфрама является материалом высокой твердости, текстуры поверхности, создаваемые различными технологиями обработки (например, поверхность после спекания, грубое шлифование, прецизионное шлифование, полировка), значительно различаются. Объединяя практический опыт, эта статья разъясняет визуальные эффекты, методы обработки и сценарии применения, соответствующие различным уровням значений шероховатости поверхности ($R_a$), помогая вам точно описывать требования при настройке изделий и избегать ненужных затрат на обработку.
I. Во-первых, поймите: стандартное различие между шероховатостью поверхности и шероховатостью
В международной торговле или техническом общении клиенты из разных регионов могут использовать разные термины. Следующая таблица дает четкое представление:
| Термин |
Применимые стандарты/регионы |
Основное определение |
Общие параметры оценки |
Значение значений |
| Шероховатость поверхности |
Международные (ISO), американские (ASME), китайские (GB) основные стандарты |
Измеряет неровности (малый интервал, крошечные волны) микропиков и впадин на обработанной поверхности |
$R_a$ (Среднее арифметическое отклонение профиля), единица измерения: $мкм$ |
Чем меньше значение, тем глаже поверхность |
| Качество поверхности |
Ранние китайские стандарты, старые стандарты некоторых европейских стран |
Раннее выражение для измерения гладкости поверхности |
Символ $nabla$ (классификация по классам) |
Чем выше класс, тем глаже поверхность |
Дополнительное примечание: В настоящее время национальный стандарт Китая единообразно принял «шероховатость», но на производственных площадках и старых чертежах многие опытные техники по-прежнему привыкли общаться с использованием «классов шероховатости поверхности». Не нужно беспокоиться, столкнувшись с этой ситуацией; просто сопоставьте преобразование классов в следующей таблице.
II. Основная таблица сравнения параметров для общих классов шероховатости изделий из карбида вольфрама
Это наиболее часто используемые основные данные в нашей отрасли, объединяющие значения $R_a$, классы старых стандартов, характеристики поверхности, методы обработки и сценарии применения. Вы можете напрямую ссылаться на них при покупке или размещении заказов:
| Шероховатость $R_a$ ($мкм$) |
Ранний китайский стандартный класс |
Визуальные + тактильные характеристики поверхности |
Общие методы обработки |
Типичные сценарии применения |
| 12.5 |
$nabla 3$ |
Заметные следы обработки инструмента, грубое зернистое ощущение на ощупь |
Грубое точение, поверхность заготовки после спекания |
Неподходящие противовесы, базовые прокладки |
| 3.2 |
$nabla 5$ |
Слегка видны следы обработки, базовый металлический блеск |
Обычное шлифование |
Не критичные поверхности крепления механических деталей |
| 1.6 |
$nabla 6$ |
Следы обработки не видны, плоская поверхность |
Полупрецизионное шлифование |
Полости пресс-форм и втулки с общими требованиями |
| 0.8 |
$nabla 7$ |
Плоская поверхность со слабым отражающим светом |
Прецизионное шлифование |
Режущие кромки твердосплавных режущих инструментов, установочные штифты |
| 0.4 |
$nabla 8$ |
Четкий отражающий свет, полностью гладкий и беспрепятственный на ощупь |
Тонкое шлифование, притирка |
Прецизионные седла клапанов, высокоточные измерительные инструменты |
| 0.1 |
$nabla 10$ |
Полный зеркальный эффект, способный четко отражать человеческие фигуры |
Полировка, сверхточная обработка |
Уплотнительные кольца, высокоточные сплавные шарики, волочильные доски |
III. Почему важно выбрать правильный класс поверхности? (Двойные измерения функции и стоимости)
Многие новички думают, что «чем глаже поверхность, тем лучше», но на самом деле необходимо сделать всесторонний выбор, основываясь на функциональных требованиях и затратах. Есть 3 основных основных воздействия:
1. Влияние на трение и износостойкость
- Чрезмерно шероховатая поверхность ($R_a > 3.2$): Во время высоконапорного скользящего трения микропики и впадины на поверхности быстро изнашивают сопрягаемые детали;
- Умеренно текстурированная поверхность ($R_a примерно 0.8$): В определенных рабочих условиях, требующих хранения смазочного масла, легче сформировать масляную пленку, чем полностью зеркальную поверхность, избегая сухого трения и, следовательно, улучшая износостойкость.
2. Влияние на герметичность
Для уплотнительных изделий из карбида вольфрама (седла клапанов, уплотнительные кольца и т. д.) шероховатость поверхности напрямую определяет уровень герметичности. Конкретные требования следующие:
- Гидравлическое уплотнение: Требуется $R_a leq 0.4 мкм$;
- Газовое уплотнение: Более высокие требования, обычно требуется зеркальный класс $R_a = 0.1$ или $0.05 мкм$, чтобы предотвратить утечку чрезвычайно маленьких молекул газа через текстурные зазоры.
3. Напоминание о надбавке за стоимость обработки
⚠️ Важное примечание: Карбид вольфрама обладает чрезвычайно высокой твердостью, что приводит к высокой сложности обработки и стоимости.
Переход от $R_a 0.8$ к $R_a 0.1$ обычно требует добавления нескольких процессов полировки, удвоения времени обработки, что также означает значительное увеличение цены изделия за единицу. Поэтому нет необходимости слепо стремиться к высокой чистоте поверхности для некритичных деталей; выбор по требованию является наиболее экономичным.
IV. 2 распространенных метода обнаружения шероховатости поверхности (на месте + прецизионный)
Во время фактической приемки выберите соответствующий метод обнаружения в соответствии с требованиями к точности. Конкретные различия следующие:
| Метод обнаружения |
Применимые сценарии |
Метод работы |
Преимущества |
Ограничения |
| Метод сравнительного образца |
Быстрая приемка на месте в цехах |
Визуальное наблюдение + тактильное восприятие, сравнение заготовок со стандартными образцами |
Простота эксплуатации, высокая эффективность, отсутствие необходимости в профессиональном оборудовании |
Грубая точность, может только судить о диапазоне классов, не может количественно оценивать значения |
| Метод измерения шероховатости |
Приемка прецизионных деталей, стыковка международной торговли |
Алмазная игла скользит по поверхности, и электронный прибор автоматически вычисляет и отображает конкретное значение $R_a$ |
Количественная точность, международно признанный стандартный метод |
Требуется профессиональное оборудование и операторы, более низкая эффективность обнаружения, чем метод образца |
V. 3 практических предложения для международных закупок
При общении с глобальными поставщиками рекомендуется:
- Четко указывать значение $R_a$: Избегайте расплывчатых терминов, таких как «полированный» или «гладкий», насколько это возможно. Предоставление конкретного диапазона $R_a$ (например, $R_a < 0.4 мкм$) больше соответствует международным профессиональным привычкам;
- Различать критические и некритические поверхности: Четко указывать на чертежах, какие детали требуют высокоточной полировки, а какие детали могут сохранить поверхность после спекания;
- Учитывать припуск на последующую обработку: Естественная шероховатость изделий из карбида вольфрама после спекания обычно составляет от $R_a 1.6 - 3.2$. Если требуется более высокий класс, при проектировании чертежей необходимо предусмотреть достаточный припуск на обработку.
Резюме
Понимание классов поверхности изделий из карбида вольфрама может не только повысить ваш профессионализм в техническом общении, но и напрямую оптимизировать производительность и стоимость продукции. От грубой поверхности после спекания $R_a 12.5$ до зеркальной поверхности $R_a 0.1$ каждое повышение класса представляет собой более точную технологию обработки и более длительный срок службы, но в то же время стоимость также увеличится.
Основной принцип: Выбирайте по требованию, не стремитесь слепо к высоким классам.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
Russian
