ศิลปะ
ความงามและสุขภาพ
งานฝีมือ
วัฒนธรรมและประวัติศาสตร์
ความบันเทิง
สิ่งแวดล้อม
อาหารและเครื่องดื่ม
วิศวกรรมย้อนรอย
วิทยาศาสตร์
กีฬา
เทคโนโลยี
อุปกรณ์สวมใส่
Cemented Carbide
Peter

สร้างโดย

Peter

4. สิงหาคม 2026SE
35
0
0
0
0

Cemented Carbide

Tungsten carbide is nearly as hard as diamond and, on its own, useless: a pressed block of it shatters. The invention is not the carbide. It is the idea of cementing hard carbide grains in a small amount of tough metal, so the composite keeps most of the hardness and borrows the metal's resistance to cracking.

German patent DRP 420,689, filed 1923 by Osram Studiengesellschaft, for a method by Karl Schröter: hard materials made by pressing and sintering tungsten monocarbide with 10-20 weight-per-cent of an iron-group metal — iron, nickel or cobalt — with the binder briefly liquid so the mass densifies into a solid body. Krupp bought the patent in 1926 and marketed the product worldwide from 1927 as WIDIA, from wie Diamant, “like diamond”.

Osram's interest was not machining at all. They needed hard dies for drawing tungsten lamp filaments, and diamond dies were scarce and expensive. The cutting-tool industry was a side-effect.

เริ่มต้น
45 minutes

คำแนะนำ

1

Write the composite idea down

One line: hard grains carry the cutting, a tough binder carries the load. Neither component alone would work.

2

Weigh the carbide blank

Weigh the tungsten carbide round blank on the 0.01 g scale. Record the mass.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษกราฟกระดาษกราฟ1 แผ่น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

แท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้วแท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้ว
เครื่องชั่งดิจิทัลเครื่องชั่งดิจิทัล
3

Measure its volume by displacement

Fill the graduated cylinder to 50 ml, lower the blank in, and read the new level. The difference is its volume in millilitres.

เครื่องมือที่ต้องใช้:

กระบอกตวงมีขีดบอกกระบอกตวงมีขีดบอก
แท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้วแท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้ว
4

Calculate the density

Density = mass ÷ volume. Expect roughly 14-15 g/cm³ for a cobalt-bonded carbide.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษกราฟกระดาษกราฟ1 แผ่น
5

Do the same for steel

Weigh and displace a piece of the mild steel bar. Steel comes out near 7.85 g/cm³.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

แท่งเหล็กกล้าละมุนหน้าตัดสี่เหลี่ยมแท่งเหล็กกล้าละมุนหน้าตัดสี่เหลี่ยม1 ชิ้น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

เครื่องชั่งดิจิทัลเครื่องชั่งดิจิทัล
กระบอกตวงมีขีดบอกกระบอกตวงมีขีดบอก
6

Compare the two densities

Carbide is roughly twice as dense as steel. Tungsten's atomic mass is doing that, and it is your evidence that the blank really is what it claims to be.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษกราฟกระดาษกราฟ1 แผ่น
7

Scratch-test steel with carbide

Drag a corner of the carbide blank across the mild steel bar with light pressure. It marks the steel easily.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

แท่งเหล็กกล้าละมุนหน้าตัดสี่เหลี่ยมแท่งเหล็กกล้าละมุนหน้าตัดสี่เหลี่ยม1 ชิ้น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

แท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้วแท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้ว
8

Try the reverse

Now try to scratch the carbide with an HSS cutter edge. It will not mark. Hardness is one-way, and that asymmetry is the whole ranking.

เครื่องมือที่ต้องใช้:

ชุดดอกกัดปลายเหล็ก HSSชุดดอกกัดปลายเหล็ก HSS
แท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้วแท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้ว
แว่นขยายแว่นขยาย
9

Build a hardness order

Test steel, HSS, carbide and glass against each other in pairs and write them in order. You have reconstructed the logic of the Mohs scale from your own bench.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษกราฟกระดาษกราฟ1 แผ่น
10

Look at a carbide insert's edge

Inspect an indexable insert under the loupe. Note the blunter included angle compared with HSS — hardness bought with brittleness must be supported by geometry.

เครื่องมือที่ต้องใช้:

ชุดเม็ดมีดคาร์ไบด์เปลี่ยนได้ (CCMT/TCMT)ชุดเม็ดมีดคาร์ไบด์เปลี่ยนได้ (CCMT/TCMT)
แว่นขยายแว่นขยาย
11

Find the indexing corners

Count the usable corners on one insert. When one dulls it is rotated, not resharpened — carbide is too hard to grind on an ordinary wheel.

เครื่องมือที่ต้องใช้:

ชุดเม็ดมีดคาร์ไบด์เปลี่ยนได้ (CCMT/TCMT)ชุดเม็ดมีดคาร์ไบด์เปลี่ยนได้ (CCMT/TCMT)
12

Test brittleness safely

Rest the blank on the wooden board and press its edge firmly against the steel bar. Note how unforgiving it feels — carbide chips where steel would deform. Do not strike it.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

แผ่นไม้แบนแผ่นไม้แบน1 ชิ้น
แท่งเหล็กกล้าละมุนหน้าตัดสี่เหลี่ยมแท่งเหล็กกล้าละมุนหน้าตัดสี่เหลี่ยม1 ชิ้น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

แท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้วแท่งกลมดิบทังสเตนคาร์ไบด์ 1/2 นิ้ว
13

Write the selection rule

Interrupted cuts and flexible setups favour HSS; continuous cuts, hard material and high speed favour carbide. Write the rule in your own words.

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

กระดาษกราฟกระดาษกราฟ1 แผ่น
14

History & Context

German patent DRP 420,689, Osram Studiengesellschaft, filed 30 March 1923 and published 30 October 1925; method by Karl Schröter. Two things are claimed: a composition — tungsten monocarbide with 10-20 wt% of an iron-group metal — and a manufacturing route, pressing and sintering with a liquid phase present. Krupp acquired the patent in 1926 and launched WIDIA (wie Diamant) in 1927.

Why a lamp company invented a cutting tool. Osram drew tungsten wire for filaments through diamond dies, which were costly and wore out. A synthetic die material was the goal; machining was an application nobody had asked for. The pattern — a material developed for one industry that reshapes another — recurs constantly in materials history.

Cobalt won. The patent lists iron, nickel or cobalt as binder. Cobalt proved best because it wets tungsten carbide grains almost perfectly during liquid-phase sintering, giving a dense body with no voids. Modern grades are still overwhelmingly WC-Co, tuned by grain size and cobalt percentage: more cobalt is tougher and less hard, less cobalt is harder and more brittle.

Why this blueprint does not sinter anything. The process needs powders at 1,400 °C, and fine cobalt powder is a genuine inhalation hazard. Solid sintered carbide — the blank and inserts used here — is inert and safe to handle. The measurements in steps 2-9 establish everything the patent claims about the material without ever making it: density proves the tungsten content, and the scratch order proves the hardness ranking.

What it displaced. High-speed steel (Taylor and White, US 668,270, 1901) gave a tool that survived at 600 °C. Carbide survives past 1,000 °C and cuts several times faster again. It did not replace HSS — drills, taps and end mills for general shop work are still largely HSS, because it can be resharpened and it tolerates flex.

วัสดุ

3

เครื่องมือที่จำเป็น

6

วัสดุจากพิมพ์เขียวที่เชื่อมต่อ

บลูพริ้นท์ที่เกี่ยวข้อง

บลูพริ้นท์เหล่านี้แบ่งปันความรู้ — เทคนิค วัสดุ หรือหลักการ

CC0 สาธารณสมบัติ

พิมพ์เขียวนี้เผยแพร่ภายใต้ CC0 คุณสามารถคัดลอก แก้ไข แจกจ่าย และใช้งานผลงานนี้เพื่อวัตถุประสงค์ใดก็ได้ โดยไม่ต้องขออนุญาต

สนับสนุนเมกเกอร์โดยซื้อสินค้าผ่านพิมพ์เขียวของพวกเขา ซึ่งพวกเขาจะได้รับ ค่าคอมมิชชันเมกเกอร์ ที่ผู้ขายกำหนด หรือสร้างเวอร์ชันใหม่ของพิมพ์เขียวนี้และรวมเป็นการเชื่อมต่อในพิมพ์เขียวของคุณเพื่อแบ่งรายได้

การสนทนา

(0)

เข้าสู่ระบบ เพื่อร่วมการสนทนา

กำลังโหลดความคิดเห็น...