Articles by langfeng

Materials Classification of Diamond Cutting Tools

Materials of diamond tools include single crystalline diamond (both natural and artificial, natural signal crystal diamond is expensive and is replaced by an artificial single crystal diamond), synthetic polycrystalline diamond (PCD) and synthetic polycrystalline diamond and cemented carbide composite blade (PCD / CC) and CVD diamond. Single crystalline diamond Single crystalline diamond used as cutters should be coarse grain size,  (mass greater than 0.1g, minimum length not less than 3mm), mainly used for precision and ultra-precision machining which has strict requirement on geometry and dimensional accuracy. Natural single crystal diamond exhibits the most wear-resistance. Fine texture of its own, after fine grinding, rounded cutting edge radius can be as small as 0.008 ~ 0.005μm. Natural single crystal diamond has multiple crystal orientations thus giving differing machining results, and contains impurities. Due to its demanding application condition, and the limited resource, higher price, PCD,PCD/CC and CVD diamond cutters are mostly used, while natural single crystal diamond cutters are mainly used in some ultra-precision machining non-ferrous metals or gold jewelry production. The size, shape and properties of synthetic single crystal diamond has a good consistency. Due to increasingly developed high temperature and pressure technology, synthetic single crystal diamond can be manufactured. Especially in the processing of high wear layered laminated wood, its performance is better than PCD diamond, and does not cause edge passivation at an early stage. Synthetic polycrystalline diamond (PCD) and synthetic polycrystalline diamond and carbide composite blade (PCD / CC) PCD consists of small particles of diamond (on the order of micrometers to tens of micrometers) which are mixed with a binder, normally cobalt-based, at a high temperature (about 1800 ℃), high voltage (5 ~ 6MPa). Its hardness is inferior to single crystal diamond, but it has single crystal orientation, when used as a cutting tool, there is no requirements on sharpening, otherwise natural diamond must  select the best of the cleavage plane as a rake. During cutting, it exhibits higher wear-resistance, and stands long time cutting.The polycrystalline diamond layer offers controlled wear and the retention of a sharp cutting edge. The service life is 10-500 times of WC tools, and due to the conductivity of metallic binder, PCD is easy to cut to shape, and rich source of raw materials, the price is just  a hundredth to tenth of the WC tools, and it is a perfect substitute of WC tool. In order to improve the toughness and weldability of PCD cutters, cemented carbide as base material,0.5 ~ 1mm PCD is sintered or pressed on its surface to make PCD / CC. PCD / CC can be welded or clamped to tool. Because of its good weldability, easy regrinding, low cost, it is widely used. Be noted, sharp edge and surface quality of PCD and PCD/CC are not as good as singlecrystal diamond tool, further more, its poor workability, the small grinding ratio, it is difficult to fabricate complex products including the indexable inserts with chip breakers and end mill. CVD diamond  CVD diamond is a pure diamond material of high abrasion resistance,free of binding agent, which is manufactured at low pressure (<0.1MPa). There are two main forms:CVD film coating (CD) and CVD thick (TFD). CD is made from polycrystalline diamond by chemical vapor deposition process, VCD depositing Because the base material can fabricated to complex shapes easily, it applies to geometrically complex tools, such as taps, drills, end mills and indexable blades with chipbreaker. There are many CD tools on the international market,CD1810 of Sandvik in Sweden,KCD25of Kennemetal in United States, mainly for non-ferrous metals and non-metallic materials, high-speed precision machining, service life is nearly 10 times or more than that of uncoated WC tools. But CD tool is not suitable for machining metallic composite materials, because hard particles in composite materials will damage the coating in a very short time, so even though the price of CD tool is lower than the same PCD tools, however, due to poor adhesion between the diamond film and base material, its application is limited. [Read More]

Climb milling cutter and milling technology

Viewing from the material feed direction, if the workpiece is located on the right side cutter feed direction, then the direction of feed called clockwise. Conversely, when the workpiece is on the left cutter feed direction, the feed direction is defined as counterclockwise. If the  cutter rotation and material feed are in the same direction, called climb milling, as shown in the following left figure on the left; cutter rotation and material feed are in the opposite direction, known as conventional milling, as shown on the right figure. When conventional milling, The chip thickness starts at zero thickness, and increases up to the maximum. The cut is so light at the beginning that the tool does not cut, but slides across the surface of the material, until sufficient pressure is built up and the tooth suddenly bites and begins to cut. This deforms the material, work hardening it, and dulling the tool. The sliding and biting behaviour leaves a poor finish on the material. For climb milling, each tooth engages the material at a definite point, and the width of the cut starts at the maximum and decreases to zero. The chips are disposed behind the cutter, leading to easier swarf removal. The tooth does not rub on the material, and so tool life may be longer. However, climb milling can apply larger loads to the machine, and so is not recommended for older milling machines, or machines which are not in good condition. This type of milling is used predominantly on mills with a backlash eliminator. Climb milling, compared with conventional milling, the power consumption is reduced by 5% to 15%, leading to easier swarf removal. Generally,climb milling is adopted, in order to improve the surface finish of machined parts (lower roughness), to ensure dimensional accuracy. But when milling surfaces with hard layer,slag accumulation, unevenness, or rough forging machining, milling method should be used. [Read More]

General Technical Specification for Safety of Stirring Ball Mill

All protective clothing(suits, gloves, footwear, headgear,dust mask) should be clean, available each day, and puton before work. Make sure all components andpartsin good condition before work, the height of the stirring rod is proper and free-running operates correctly. Lid should be covered during operation to avoid debris falling into the milling jar, and it is forbidden to put hand into jar; please shut down the ball mill for feeding materials. During motor operation, adjust the speed of stirring rod to 25rev / min. Refuelthe motor every six months. Do check the equipment operating conditions, stop operation for any abnormal situations.  Cut downpower supply of the motorfor discharge, and then clean up the lid, turn the lifting handle, slowly rise stirring rod, and then remove the milling bucket for  8.Keeping the on-site environment and equipment clean. This technical specification for safety is available to all our carbide powders: TiC,Mo2C,ZrC,TaC,NbC,HfC,VC,Cr3C2,TiCN. [Read More]

Make Tungsten powder to replace Tungsten carbide powder in the selection for compound carbide powder

We adopt tungsten powder (W powder), rather than the WC, to produce compound carbide powder. Tungsten powder is of original 2-3μm powder. In my opinion, the adoption of W powder is not just to reduce costs, there are several advantages: It canmake a more complete lattice and higher solubility of compound carbide powder.The existing production process is: blending WC + TiO2 + C, then sintering under high temperature. Because WC do not dissolve into Tic as a whole part, the WC decompose into W and C before respective dissolution. At the same time, there are two kinds of solution, W into TiC is of substitutional solid solution, while TiC is of interstitial solid solution.Then there will be a problem, during the ingredients and mixing process, WC, TiO2, C is mechanical mixing and therefore, the carbon black distributes evenly around TiO2 and WC. As we know, the deoxidation and carbonization of TiO2 require a lot of carbide black, and WC itself doesn’t need carbon black. Thus, in a limited time and temperature, carbon black cannot fully complete the deoxidation and carbonization of TiO2, and the solid solution with WC.Especially in the case of containing Ta, Nb, and the effect is worse. But if W powder, the situation is quite different. Because, W powder itself needs carbon black for carbonization, which avoids in the excess carbon black, and further, the diffusion of carbon black lowers down. In addition,since the affinity of Ti and C is greater than the affinity of W and C, so, TiO2 is more likely to be the reduction and carbonization, so that the entire structure of the solid solution is more complete, more fully carbonized. the particle size is more evenand more homogenous I think, it is better for mix to receive energy if W powder is adopted as raw material than WC. Because, WC is formed by W and C under high temperature. In the process of rising temperature, a considerable part of the WC will continue to gather in the solution before solid solution, thus resulting in uneven particle size. If the W powder is adopted and, as the temperature rises, a part of W dissolves into the TiC powder directly, and the other part, in the case of increasing the energy, combines with C to generate WC. This will reduce the particle growth, so that the solid solution is more homogenous. The use of W powder can reduce the particle growth in the solid solution, which is well understood. Because at the same sintering temperature and timing condition, W powder requires energy for its carbonation. For the above two points, I have done several times related contrast detection, it is indeed the case. The low contentthe free carbon and oxygen in solid solution. Because of the use of W ,as the raw material powder, can facilitate the more fully and effectively reaction between the carbon black and TiO2, Ti, and W ,occur, thus, the content of free oxygen in solid solution is lowered. The better apparent density of powders Due to the use of W powder, the amount of carbon black in ingredient increases, the size of the raw material is increases, thereby the loading amount reduces per time, and therefore the finished products are more loose and more easily broken, the apparent density is also better. [Read More]

The Development Trends of Thermal Spray Technology and Its Major Application Field

Thermal spray technology has been widely used, its main application areas are as follows: 1.Protective coating; 1.1Anodic protective coating (anti-atmospheric pressure and anti-immersion corrosion coating); Coating material: Zn, Al, Zn-Al alloy, Al-Mg alloys, Al-Re, 1.2Cathodic protective coating (chemical resistant coating); Coating material: Stainless steel, non-ferrous metals and alloys, oxide ceramics, plastics and other polymer materials; 1.3High temperature oxidation resistant coating; Coating material:Ni-based, Co-based alloys, MCrAIY alloys, oxide ceramics 2.Strengthen the coating; 2.1Abrasive wear and erosion wear 2.2Coating material:Metal carbides, self-fluxing alloys, oxide ceramics 2.3Abrasion and wear resistant coating; Changsha Langfeng Metallic Material Co.,Ltd  have a newly-built production line for spraying coating additive: carbide powders in below particle sizes: –80+100 mesh ,-100+120 mesh,-120+150 mesh,-150+180mesh,-180+200mesh,-200+325mesh. If you have any need, [Read More]

Discussion on how to select the compound carbide (CK materials) for YT carbides

There are mainly three kinds of compound carbides (CK materials) for YT hard metals: 3/7(4K24)、4/6(4K32)、5/5(4K40),among of them, 4/6(4K32) is the most popular. Yet considering alloy structure, solubility and solid solubility of compound carbide, and the thermodynamics of Substance diffusion, 4/6(4K32) is the one to be suspended. Without the futher study on the solid alloy structure and solid solution, 4/6(4K32) is the simply average between 3/7 and 5/5 by the original designer. Firstly, we will analyse the 3/7 solid solution. Its main characteristic is: WC dissolves into TiC under the sintering temperature, which results in the stable alloy structure and easy process. As mentioned in Technical Research and The Communication with Alloy Factories, different alloys requires the approximate value 3:7, rather than the traditional TiC/WC=29/71. 3/7 solid solution is not suitable for the factories with high level and advaced controlling methods, and those facotires require 5/5 solid solution, even ultra-fine solution and other alloy raw materials. As we all know, 5/5 solution is totally non-saturated, thus, it can easily form a “ring structure”, while the additional WC dissolve into the TiC solution when sintered.WC cannot fully dissolve due to the limited temperature and time of sintering.So, from the inside to outside,TiC content descend while the WC ascend, theorily, the outmost ring is total WC, which results in the color changing of the alloy metallography, so it looks like a ring. So the “ring” is good or bad for alloy? My opinion is if under good control, it is good for alloy and vice versa. Why? In brief, the “ring” means gradient dissolve of WC into TiC, which leads to the partial unbalance. But it is still short range disorder and long rang order. The existence of “ring” enhaces the wear-resistance and fragility of alloy. While the outmost ring is WC, which improves the wettability of Cobalt to hard phase,hence, all of this neutralizes the fragility of alloy. If Ta and Nb are added in the mixing powder, 5/5 solid solution is adopoted without any consideration, because of the inferior wettability of WC by Cobalt. That is to say, Ta and Nb cannot be wetted without the solid dissolution with W and Ti. Therefore, Ta and Nb can be dissolved to the fullest extent during the sintering process. In a word, with the development of technology and the enhance of strength, the fine grain and extra fine grain 5/5 solid solution and other alloy raw materials will be selected for solid solution.(3/7 refer to WC:TIC=30:70   4/6 refer to:WC:TIC=40:60  5/5 refer to : WC:TIC=50:50 tungsten titanium series, with YT as its code name)   [Read More]

Highly recommend Compound carbide powder in ultra low Fe (Fe≤0.03%)

Through strict control of raw materials and the continuous adjustment process, we, the company, Changsha Langfeng Metallic Material Co.,Ltd  has been able to stabilize production of ultra-low iron double/compound carbide powder (Fe≤0.03%), will provide a strong material foundation and improve your alloy products.We know that, in the cemented carbide product, Fe plays bad effects: First, due to the ration of C atom radius and Fe atomic radius near 0.59, C could be solut the carbon in the iron solvent in both the substitution solid solutions have interstitial solid solution, therefore, is very strong carbon absorption of iron. This will result in the presence of local non-equilibrium carbon alloy, making the alloy variants, embrittlement. Second, there is cause abnormal iron alloy structure. Since iron and tungsten carbide hard phase of the wettability is poor, and a solid solution of iron and cobalt can be formed infinite, and thus, the structure of the iron carbide is undoubtedly weaken the impurity phase of cobalt and the hard phase wettability. Third, due to the presence of iron, can cause transaction magnetic alloy, cobalt magnetic measurements, enabling us to accurately determine the magnetic alloy, cobalt magnetic difficult. Because of the bad influence of iron carbide, carbide developed countries and high levels of domestic manufacturers are the raw material of iron have strictly controlled. To this end, I would strongly recommend that you double-ultra low iron carbide, welcome your company to try and use. [Read More]

End Mill Application and Technical Features

End mills are used for producing precision shapes and holes on Milling or Turning machine. The correct selection and use of end milling cutters is paramount with either machining centers or lathes. End mill are available in a variety of design styles and materials. The successful application of end mill depends on how well the tool is held(supported) by the tool holder. To achieve best results an end mill must be mounted concentric in a tool holder.The end mill can be selected for the following basic processes: 1: face milling: for small face areas, of relatively shallow depth of cut. The surface finish produced can be “scratchy”; 2: keyway production: normally two separate end mils are required to produce a quality keyway; 3: woodruff  keyways: normally produced with a single cutter, in a straight plunge operation; 4: specialty cutting: includes milling of tapered surfaces, “T” shaped slots & dovetail production; 5: finish profiling: to finish the inside/outside shape on a part with a parallel side wall; 6: cavity die work: generally involves plunging and finish cutting of pockets in die steel. Cavity work requires the production of three dimensional shapes. A ball type end mill is used for the finishing cutter with this application. Type of milling procedures: 1: end milling 2: conventional milling 3: climb milling 4.Ramp cutting 5.Plunge cutting 6.Peripheral milling ngular Edge: that cutting edge that is a straight line, forming an angle with the cutter axis.The surface produced by a cutting edge of this type will not be flat as is the case with a helical cutting edge. Axial Runout: the difference between the highest and lowest indicator reading taken at the face of a cutter near the outer diameter. Chamfer: a short relieved flat installed where the periphery and face of a cutter meet. Used to strengthen the otherwise week corner. Chip Breakers: special geometry of the rake face that causes the chip to curl tightly and break. Chip Splitters: Notches in the circumference of a corn cob style end mill cutter resulting in narrow chips.Suitable for rough machining. Cutting Edge(A):the leading edge of the cutter tooth. The intersection of two finely finished surfaces, generally of an included angle of less than 90 degrees. Cutting Edge Angle: the angle formed by the cutting edge and the toolaxis. Flute: space between cutting teeth providing chip space and regrinding capabilities. The number of cutting edge.Sometimes referred to as “teeth” or “gullet”. The number on an end mill will determine the feed rate. Flute length: length of flutes or grooves.Often used incorrectly to denote cutting length. Shank: Projecting portion of cutter which locates and drives the cutter from the machine spindle or adapter; Tooth: The cutting edge of the end mill Tooth face: also known as the rake face. The portion of the tooth upon which the tooth meets the part. Clearance angel: the angle formed by the cleared surface and line tangent to the cutting edge. -primary (1st angle, 50-90)-relief adjacent to the cutting edge; -secondary (2nd angle,140-170) -relief adjacent to cutting edge; tertiary (3rd)- additional relief clearance provided adjacent to the secondary angle; Dish Angle: the angle formed by the end cutting edge and a plane perpendicular to the cutter axis. Dish ensures that a flat surface is produced by the cutter. Gash (Notch): the secondary cuts on a tool to provide chip space at corners and ends. The space forming the end cutting edge, which is used when feeding axially. Gash Angle: the relief angle of the gash feature. Gash Width: the width of the gash feature. The space between cutting edges, which provides chip space and resharpening capabilities.Sometimes called the flute. Helix Angle:the angle formed by a line tangent to the helix and a plane through the axis of the cutter or the cutting edge angle which a helical cutting edge makes with a plane containing the axis of a cylindrical cutter. Rake: the angular relationship between the tooth face or a tangent to the tooth face at a given point and a reference plane or line. An angular feature ground onto the surface of an end mill. -Axial rake : the angle formed by a plane passing through the axis and a line coinciding with or tangent to the tooth face [Read More]

Make Ti(C,N)powder, no need TiN any more

Right now, as main material of cermet cutter : TiCN powder, its low quality and high price become a stumbling block on the development of cermet cutting tools. So, the need of TiCN powder in high quality and low price is urgent.  As main raw material of cermet cutting tools, TiCN powder should meet below requirements:1: low oxygen content;2: carbon content should achieve certain data;3: TiC and TiN: high solid solubility;4: fine particle size;   General domestic TiCN powder’s technical process and its disadvantages: Process: 1: contact me for process photo, one patent and home-made Ti(C,N) based cermet rod use this powder in Ti(C,N)50:50. 3:some take solid solution treatment on TiC & TiN to get TiCN. It is rare bcz the quality will not stable and cost much higher.   Disadvantages:1: O, C content will over high, and N content will in a low level; During the process of carbon reduction, the oxygen of TiO2 should be reduced totally as the best result. Otherwise, O or O content will show over high.2: nitridation in the low efficiency; the supplied TiC on the second step, on the one hand, block the binding of TiO2 and C in some extent, which results O content can not reach lower level;on the other hand, it is so stable and not easy to be nitrided, which makes the Ti in TiN only could be get from the process of reduction in TiO2.3: repeated production, especially the waste of N2 and electrical energy;4: low utilization rate on equipment, resulting low productivity;  Our newly developed technical are as below: 1: change on proportion: No longer need TiN  2: change on sintering:One furnace two–stage sintering in different temperature ( automatic temperature control );On the low temperature stage: TiO2+C=TiO+COThis stage focus on reduction of partial O and activating activity of TiO2. The main function is that makes high O to be low O.On the high temperature stage : TiO2’s 100% reduction, carbonation, nitridation.The chemical principle on this stage are as below :TiO2 and C react quickly to form high activity metal Ti, meanwhile, CO is being carried away, the left C could guarantee the reduction of O. As a result, on one hand, O content will be low ( lowest could reach 0.1% , and in traditional way will get over 0.5%), on the other hand, the rate of nitridation on the materials increases twofold due to keeping all materials’ reaction under N2 atmospheres.Furthermore, TiC and TiN could get high solid solubility and more complete crystalline structure, narrower particle size distribution, could see directly from below metallographic contrast diagram:X5000, SEM of TiCN produced by traditional technique:   X5000, SEM of TiCN produced by our newly developed technique:SEM of cermet alloy by using traditional TiCN VS  SEM of cermet alloy by using our newly -developed TiCN:   Our technique innovative points: 1: net reaction: 2TiO2 + 6C +N2 = 2TiCN + 4COWe take low price TiO2 and C as materials in accurate proportion , put into one furnace with two-stage temperature zone to get TiCN.Below are main points of our technique: A:the proportion of TiO2 and C should be accurate according to different grade of TiCN;B: the temperature in low-temperature zone should be strictly controlled;C: the material should be pressed in enough compact surface in graphite sintering ship; 2: technical process is as below: [Read More]