En las aplicaciones de cuchillos planos (como el corte a presión, el recorte y el estampado), los profesionales han estado preocupados durante mucho tiempo por dos problemas: los cuchillos planos de acero puro se desgastan rápidamente,Mientras que los cuchillos planos de carburo de tungsteno puro son caros y frágiles.En realidad, los "cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en acero" son ya una solución madura en la industria.Al combinar una "base de acero para resistencia y soporte" con "carburo de tungsteno insertado en el borde de corte o área funcional para la resistencia al desgaste," este tipo de cuchillo plano no sólo resuelve la corta vida útil de los cuchillos planos de acero puro, sino que también reduce el costo de los cuchillos planos de carburo de tungsteno puro en un 30%-50%También evita el riesgo de fragilidad del carburo de tungsteno puro, por lo que es adecuado para la mayoría de los escenarios de corte con cuchillo plano de carga media a altaEste artículo analiza el valor práctico de estos cuchillos planos desde la perspectiva de los principios de viabilidad, estructuras comunes, procesos de fabricación, ventajas fundamentales,y escenarios aplicables, ayudándole a comprender "por qué se utiliza la inserción de acero", "cómo elegir la estructura adecuada" y "qué problemas comunes debe evitar".
1En primer lugar, aclarar: La viabilidad de los cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en acero
Los cuchillos planos se pueden fabricar con carburo de tungsteno insertado en el acero, y la razón fundamental radica en la complementariedad precisa de rendimiento entre el acero y el carburo de tungsteno.Esta complementariedad compensa sus respectivas deficiencias en aplicaciones de cuchillos planos, creando una "estructura compuesta" mejor adaptada a las necesidades industriales.
Comparación del rendimiento entre el acero y el carburo de tungsteno (desde la perspectiva de una aplicación de cuchillo plano)
| Dimensión de rendimiento |
Acero (por ejemplo, acero 45#, Cr12MoV) |
Carburo de tungsteno (por ejemplo, tipo WC-Co) |
Lógica de complementariedad del carburo de tungsteno insertado en acero |
| Durabilidad (resistencia al impacto/deformación) |
Alto (resiste impactos instantáneos durante el estampado/corte, no se dobla ni rompe fácilmente) |
Bajo (alta dureza pero alta fragilidad, propenso a las astillas de los bordes o a la rotura por impacto) |
La base de acero (70%-90% del peso del cuchillo) soporta las fuerzas de impacto y proporciona soporte durante el corte, evitando el daño general del cuchillo |
| Resistencia al desgaste |
Bajo (los cuchillos planos de acero puro necesitan afilarse después de sólo 10.000-30.000 cortes en papel corrugado) |
Alto (los bordes de carburo de tungsteno duran entre 100.000 y 200.000 cortes sin afilar con frecuencia) |
El carburo de tungsteno solo se inserta en el "borde de corte" o "área funcional" del cuchillo plano, centrándose en las necesidades de resistencia al desgaste del núcleo y reduciendo el uso de materiales caros |
| El coste |
Bajo (precio del acero: ~ 5 a 12 yuanes/kg; bajo coste de procesamiento) |
Alto (precio del carburo de tungsteno: ~ 200-300 yuanes/kg; el procesamiento requiere herramientas de diamantes) |
El carburo de tungsteno representa sólo el 10%-30% del peso del cuchillo.haciendo que el costo total sea un 30%-50% menor que los cuchillos planos de carburo de tungsteno puro y un 10%-20% más alto que los cuchillos planos de acero puro, sin embargo, la vida útil aumenta 5-10 veces |
| Flexibilidad en la mecanización |
Alta (puede girar, moler y tratarse térmicamente; formas complejas procesadas con máquinas ordinarias) |
Bajo (sólo se puede moler; las formas complejas son difíciles y costosas de producir) |
La base de acero se puede procesar en formas irregulares (por ejemplo, arcos, pasos), mientras que sólo el borde del carburo de tungsteno requiere rectificación de precisión |
Conclusión clave: Los cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en acero no son una "solución de compromiso" sino una "solución optimizada" para los cuchillos planos que requieren "resistencia al impacto, resistencia al desgaste y control de costos."La "mala resistencia al desgaste" de los cuchillos planos de acero puro y el "alto costo"La combinación de las técnicas de fabricación de los cuchillos planos de carburo de tungsteno puro, la fragilidad y la mala maquinabilidad se abordan completamente con esta combinación.
2Tipos estructurales comunes de cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en acero: clasificados por posición de inserción y escenario
En función de las necesidades de corte con cuchillo plano (por ejemplo, corte en línea recta, corte irregular a presión, estampado de alta carga), el diseño del carburo de tungsteno insertado en el acero varía.Hay 3 tipos principales en la industria, cada uno adaptado a escenarios específicos:
| Tipo de estructura |
Método de inserción |
Características básicas |
Escenarios aplicables |
Ejemplos típicos de aplicación |
| Inserción de borde recto |
El carburo de tungsteno en forma de banda larga (de 1 a 3 mm de espesor, con una longitud que coincide con el borde) se inserta en el borde de corte (de una o dos caras) del cuchillo plano.la base de acero forma el cuerpo principal del cuchillo |
Resistente al desgaste a lo largo de toda la longitud del borde; estructura simple; rentable |
Escenarios de corte en línea recta (por ejemplo, recorte de bordes de cartón, corte de películas, corte de chapas de metal delgadas) |
Cuchillos planos de papel ondulado para recortar bordes, cuchillos planos para cortar películas, cuchillos para cortar hojas de metal fino |
| Inserción parcial del área funcional |
El carburo de tungsteno se inserta únicamente en el "área de corte de alta frecuencia" del cuchillo plano (por ejemplo, las esquinas afiladas de los cuchillos de corte a presión, los bordes parciales de los cuchillos de estampado); otras áreas son el acero |
Resistencia al desgaste dirigida; ahorra carburo de tungsteno; evita residuos en áreas no funcionales |
Escenarios de corte irregular o estampado parcial (por ejemplo, corte irregular en blanco de cartón, estampado de bordes de piezas de plástico) |
Cuchillos planos de corte irregular de cartón, cuchillos planos de estampado de piezas de plástico, cuchillos de corte irregular de cuero |
| Inserción compuesta de varias capas |
Base de acero + capa de transición intermedia (por ejemplo, aleación de cobre/níquel para una unión mejorada) + borde de carburo de tungsteno (3-5 mm de espesor); tratamiento térmico general para reforzar |
Alta resistencia a la adhesión; borde resistente a los impactos; adecuado para cortar a gran carga |
Escenarios de corte de materiales gruesos o de alta dureza (por ejemplo, corte de placas de acero gruesas, corte de madera, estampado de materiales compuestos) |
Cuchillos planos para cortar placas de acero grueso, cuchillos planos para cortar madera, cuchillos de estampado de fibra de vidrio compuesta |
Lógico de selección:
- Para el "corte en línea recta de longitud completa" (por ejemplo, recorte de bordes de cartón): elige la inserción de bordes rectos para garantizar una resistencia uniforme al desgaste de los bordes.
- Para "corte irregular o parcial" (por ejemplo, corte irregular de cartón): elige la inserción parcial de la zona funcional para evitar el desperdicio de carburo de tungsteno.
- Para "cortar materiales gruesos o de alta dureza" (por ejemplo, placas de acero gruesas): elige la inserción de compuesto de múltiples capas para mejorar la resistencia al impacto de los bordes y la resistencia a la unión.
3Proceso de fabricación de cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en acero: pasos clave y control de calidad
El requisito básico de calidad para este tipo de cuchillo plano es "la unión firme entre el carburo de tungsteno y la base de acero".haciendo que el cuchillo sea inútil.A continuación se muestra un proceso de fabricación industrial maduro, que consta de 5 pasos clave:
1Diseño y procesamiento de la base de acero (garantía fundamental)
- Selección del material: elegir el grado de acero basado en el escenario ̇45# acero para el corte general (bajo coste, fácil procesamiento);Cr12MoV para escenarios de alto impacto (dureza alcanza HRC58-62 después del tratamiento térmico), con buena dureza).
- Formar: utilizar tornos y fresadoras para procesar el acero en la forma plana de la base del cuchillo (por ejemplo, rectangular, en forma de arco, irregular) y mecanizar una "ranura de inserción" en el borde o área funcional.La profundidad de la ranura es 0.1-0.2 mm más profundo que el espesor del carburo de tungsteno, y la anchura es 0.05-0.1 mm más ancha que el carburo de tungsteno, reservando espacio para la soldadura/instalación de prensas.
- Tratamiento previo: realizar "sandblasting + decapado" en la superficie de la ranura de inserción para eliminar las capas de óxido y aceite, mejorando la unión con el carburo de tungsteno.realizar un tratamiento térmico de calentamiento y templado general en la base de acero (dureza alcanza HRC28-32) para mejorar la dureza general.
2. Preparación del borde del carburo de tungsteno (área funcional central)
- Selección del material: elegir el grado de carburo de tungsteno basado en el material de corte WC-Co (8%-10% de contenido de Co, resistencia al desgaste de equilibrio y resistencia a las astillas de los bordes) para cortar papel/película;WC-TiC-Co (con TiC para mejorar la dureza y la resistencia al desgaste) para cortar metal/plástico duro.
- Formación: Presiona el polvo de carburo de tungsteno en bandas largas o bordes parciales de la hoja que coinciden con la ranura de inserción, luego sinter a 1400-1450 °C en vacío para formar espacios en blanco.
- Moldeado en bruto: se utilizan moldeadores de diamantes para moler los bordes para que encajen con precisión en la ranura de inserción (desviación dimensional ≤ 0,02 mm), asegurando que no haya huecos durante la unión posterior.
3. Enlace de inserción (paso crítico que determina la vida útil)
Hay 3 métodos principales de unión en la industria, seleccionados sobre la base de la aplicación de cuchillos planos:
| Método de unión |
Características del proceso |
La fuerza del vínculo |
Escenarios aplicables |
| Bronceado de cobre y plata |
Aplicar soldadura de cobre y plata (punto de fusión 600-700 °C) a la ranura de inserción, colocar el borde del carburo de tungsteno y calentar en un horno a 750-800 °C durante 15-20 minutos para fundir la soldadura y llenar los huecos |
Resistencia al corte ≥ 180 MPa; unión firme |
La mayoría de los escenarios (cuchillos planos de filo recto e inserción parcial) |
| Instalación con prensas en frío |
Presione el borde del carburo de tungsteno en la ranura de inserción del dispositivo de interferencia (el borde es de 0,01-0,03 mm más grande que la ranura) con una prensa hidráulica (200-300 MPa) a temperatura ambiente; no se requiere calentamiento |
Resistencia al corte ≥ 150 MPa; no hay riesgo de deformación a altas temperaturas |
Cuchillos planos de alta precisión (por ejemplo, cuchillos electrónicos de corte de película) y cuchillos planos de paredes delgadas |
| Soldadura por láser |
Utilice un haz láser de alta energía (1-3 kW de potencia) para soldar el borde del carburo de tungsteno a la base de acero; pequeña zona afectada por el calor (≤ 0,5 mm) |
Resistencia al corte ≥ 200 MPa; unión más fuerte |
Cuchillos planos de gran carga (por ejemplo, cuchillos para cortar placas de acero grueso, cuchillos para cortar madera) |
4Mecanizado de precisión y tratamiento de bordes (garantizar la calidad del corte)
- Grillado de precisión: utilizar las ruedas de molienda de diamantes para moler con precisión el borde del carburo de tungsteno, asegurando que el ángulo del borde (por ejemplo, 30 °/45 °) sea preciso (desviación ≤ 0.5°) y la rugosidad de la superficie de los bordes alcanza Ra ≤ 0.1 μm (para evitar las burras durante el corte).
- Finalización general: realizar fresado o pulido de precisión en las zonas no bordadas de la base de acero para garantizar la planitud general del cuchillo plano (desviación ≤ 0,01 mm), evitando una fuerza desigual durante el corte.
- Prevención de la oxidación: se cromó la superficie de la base de acero (5-10 μm de espesor) o se aplica una pintura antirruda para evitar la oxidación en ambientes húmedos.
5- Inspección de calidad (impedir la entrada en el mercado de productos defectuosos)
- Prueba de resistencia a la unión: utilizar un probador de tracción para comprobar la fuerza de desprendimiento del borde del carburo de tungsteno, que debe ser ≥ 120N (para garantizar que no se desprenda durante el corte).
- Prueba de precisión dimensional: Utilice un instrumento de medición de imágenes 2D para verificar el ángulo del borde, la planitud del cuchillo plano y las dimensiones generales, asegurando el cumplimiento de los dibujos de diseño.
- Corte de prueba: realizar cortes de prueba con materiales reales (por ejemplo, papel ondulado, láminas de metal delgadas) para comprobar la calidad del corte (sin burrs, sin astillados de los bordes).000 cortes consecutivos.
4. Ventajas fundamentales de los cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en acero: valor claro en comparación con los cuchillos planos de material puro
Para demostrar intuitivamente sus ventajas, la siguiente tabla compara los cuchillos planos insertados en acero con los cuchillos planos de acero puro y carburo de tungsteno puro a través del costo, la vida útil y el rendimiento:
| Dimensión de comparación |
Cuchillo plano de carburo de tungsteno insertado en acero |
Cuchillo plano de carburo de tungsteno puro |
Cuchillo plano de acero puro |
| Costo de los materiales |
Mediano (30-50% más bajo que el carburo de tungsteno puro; 10-20% más alto que el acero puro) |
Alto (todo carburo de tungsteno; 2-3 veces el costo del acero insertado) |
Bajo (todo el acero; coste más bajo) |
| Vida útil (condiciones estándar) |
100,000-200,000 cortes (sin afilar con frecuencia) |
150,000-250,000 cortes (vida más larga pero propensa a las astillas) |
10,000-30,000 cortes (vida más corta; se necesita afilar con frecuencia) |
| Resistencia al impacto |
Alto (resistencia al impacto de la base de acero; tasa de astillamiento de los bordes ≤ 0,5%) |
Bajo (frágil; tasa de astillamiento de los bordes ≥ 5%; propenso a romperse por impacto) |
Alto (resistente a los impactos, pero el borde se desgasta rápidamente) |
| Flexibilidad en la mecanización |
Alto (posibles formas irregulares; costo controlable para diseños complejos) |
Bajo (las formas complejas son costosas y difíciles de procesar) |
Alto (posibles formas irregulares, pero el borde se desgasta mal) |
| Eficacia en relación a los costes (vida/coste) |
Alto (el coste unitario de corte es sólo 1/5-1/3 de los cuchillos planos de acero puro) |
Mediano (el coste unitario de corte es de 1,5-2 veces el del acero insertado) |
Bajo (coste oculto elevado debido al afilado o reemplazo frecuente del cuchillo) |
Conclusión clave: Los cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en el acero ofrecen la "mayor rentabilidad global", mientras que su coste inicial es superior al del acero puro, su vida útil aumenta de 5 a 10 veces,que se traduce en menores costes unitarios de corteTambién son más resistentes a los impactos y flexibles a la maquinaria que los cuchillos planos de carburo de tungsteno puro, lo que los convierte en la primera opción para más del 90% de los escenarios de cuchillos planos de carga media a alta.
5Aclaración de los mitos comunes: 3 conceptos erróneos sobre los cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en acero
Mito 1: "El carburo de tungsteno insertado se desprende fácilmente, por lo que es menos duradero que el carburo de tungsteno puro".
Hecho: Con un procesamiento adecuado (por ejemplo, selección correcta del método de unión, pretratamiento exhaustivo), la resistencia de unión de los cuchillos planos insertados en acero satisface plenamente las necesidades industriales.Los fabricantes de buena reputación informan una tasa de desprendimiento de carburo de tungsteno de ≤ 0El coste es del 30% al 50% más bajo, ofreciendo una mayor rentabilidad general.El desprendimiento suele ocurrir en productos de baja calidad de fabricantes que omiten el "tratamiento previo de chorro de arena" o el "aislamiento posterior a la soldadura"; la elección de proveedores cualificados evita este problema.
Mito 2: "Los cuchillos planos con inserción de acero tienen una precisión de corte menor que los cuchillos planos de carburo de tungsteno puro".
Hecho: La precisión de corte de cuchillo plano depende de la "precisión de molienda de borde" y la "planitud general", no de si se inserta el carburo de tungsteno.Los cuchillos planos insertados en acero de buena reputación tienen una desviación del ángulo de los bordes de ≤0Las cuchillas planas de carburo de tungsteno puro tienen un desvío de ángulo ≤ 0,3° y una planitud total de ≤ 0,01 mm (desviación de ángulo ≤ 0,3°, planitud ≤ 0,008 mm).cortar películas electrónicas con una desviación de corte ≤ 0.1 mm).
Mito 3: "Todos los cuchillos planos deben usar inserción de acero; los cuchillos planos de acero puro son innecesarios".
Hecho: Los cuchillos planos de acero puro siguen teniendo valor en escenarios de corte de baja carga y baja frecuencia.en escenarios como el "corte ocasional de residuos de papel de pequeños lotes" o el "recorte de cartón de baja precisión",El bajo coste de los cuchillos planos de acero puro (entre un 10% y un 20% más bajo que los de acero insertado) y la ausencia de complejos procesos los hacen más ventajosos.La ventaja de la vida útil de los cuchillos planos insertados en acero no se puede realizar aquí, lo que conduce a un desperdicio innecesario de costes.
6. Conclusión: Cuchillos planos de carburo de tungsteno insertados en acero"El rey de la rentabilidad para las aplicaciones de cuchillos planos"
La pregunta no es "se pueden hacer cuchillos planos con carburo de tungsteno insertado en acero" sino "cómo seleccionar la estructura y el proceso adecuados basados en el escenario".Este diseño resuelve perfectamente los puntos débiles del acero puro (mala resistencia al desgaste) y el carburo de tungsteno puro (alto costo), fragilidad) de cuchillos planos, convirtiéndose en la solución principal para el corte de cuchillos planos de carga media a alta.
Para los profesionales de la industria del carburo de tungsteno, las recomendaciones deben centrarse en los "requisitos de corte (blandos/duros), carga (baja/alta) y precisión" del cliente:
- Para el corte general de materiales blandos: elija "inserción de borde recto + soldadura de cobre plateado".
- Para el corte de alta precisión: elija "presión en frío".
- Para el corte de materiales duros de alta carga: seleccione "saldadura por láser + inserción de material compuesto de múltiples capas".
Este enfoque ayuda a los clientes a equilibrar el rendimiento y el costo.
Si su empresa se enfrenta a problemas como el desgaste frecuente del cuchillo plano, el reemplazo frecuente del cuchillo o los altos costos o necesita cuchillos planos de carburo de tungsteno con inserción de acero irregular,Siéntase libre de acercarsePodemos proporcionar diseños de estructuras personalizados y soluciones de proceso basadas en su escenario de corte (material, frecuencia, precisión).
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