كما هو الحال مع جميع المنتجات-التي يصنعها الإنسان، يبدأ تصنيع ملحقات القطع بمعالجة مسألة المواد الخام، وتحديدًا تحديد تركيبة المادة المُدخلة وصياغتها. معظم الإدخالات اليوم مصنوعة من كربيد الأسمنت، وتتكون بشكل أساسي من كربيد التنغستن (WC) والكوبالت (Co). يتكون WC من الجزيئات الصلبة الموجودة في الملحق، بينما يعمل Co كمواد رابطة لتشكيله.
إن أبسط طريقة لتعديل خصائص الكربيد الأسمنتي هي تغيير حجم حبيبات جزيئات WC المستخدمة. تتميز مواد الكربيد الأسمنتية المحضرة بجزيئات WC أكبر (3-5 ميكرومتر) بصلابة أقل وأكثر عرضة للتآكل؛ جزيئات مرحاض أصغر (<1 μm) can produce cemented carbide materials with higher hardness and better wear resistance, but also greater brittleness. When machining very hard metals, fine-grained cemented carbide inserts may achieve the best machining results. On the other hand, coarse-grained cemented carbide inserts perform better in interrupted cutting or other machining processes that require high insert toughness.
هناك طريقة أخرى للتحكم في خصائص مدخلات الكربيد الأسمنتي وهي تغيير نسبة محتوى WC إلى Co. بالمقارنة مع المراحيض، يتمتع Co بصلابة أقل بكثير ولكنه يتمتع بصلابة أفضل. ولذلك، فإن تقليل محتوى ثاني أكسيد الكربون سيؤدي إلى أدوات قطع أكثر صلابة. وبالطبع، يثير هذا مرة أخرى مسألة التوازن الإجمالي-تتمتع الأدوات الأكثر صلابة بمقاومة أفضل للتآكل، ولكنها أيضًا أكثر هشاشة. يتطلب اختيار حجم حبيبات WC المناسب ونسبة محتوى ثاني أكسيد الكربون، اعتمادًا على نوع المعالجة المحدد، معرفة علمية ذات صلة وخبرة تصنيع واسعة النطاق.
ومن خلال تطبيق تقنية المواد المتدرجة،-يمكن تجنب المفاضلة بين قوة الأداة ومتانتها إلى حد ما. تتضمن هذه التقنية، المستخدمة على نطاق واسع من قبل كبرى الشركات المصنعة للأدوات العالمية، استخدام نسبة أعلى من محتوى ثاني أكسيد الكربون في الطبقة الخارجية للأداة مقارنة بالطبقة الداخلية. وبشكل أكثر تحديدًا، توفر زيادة محتوى Co في الطبقة الخارجية (بسمك 15-25 ميكرومتر) "منطقة عازلة"، مما يسمح للأداة بتحمل قدر معين من التأثير دون أن تنكسر. يتيح ذلك لجسم الأداة تحقيق العديد من الخصائص الفائقة التي لا يمكن تحقيقها إلا من خلال تركيبات كربيد أسمنتية عالية القوة.
بمجرد تحديد حجم الحبوب، والتركيب، والمعايير الفنية الأخرى للمواد الخام، يمكن أن تبدأ عملية التصنيع الفعلية لأدوات القطع. أولاً، يتم وضع مسحوق التنغستن ومسحوق الكربون ومسحوق الكوبالت بالنسب الصحيحة في مطحنة بحجم الغسالة تقريبًا. يتم طحن المساحيق إلى حجم الجسيمات المطلوب، ثم يتم خلط المواد بشكل موحد. أثناء عملية الطحن، يضاف الكحول والماء لتحضير ملاط أسود سميك. يتم بعد ذلك وضع هذا الملاط في مجفف إعصاري لتبخير السائل، مما ينتج عنه مسحوق متكتل، يتم تخزينه بعد ذلك.
وفي عملية التصنيع التالية، يمكن الحصول على شفرة النموذج الأولي. أولاً، يتم خلط المسحوق المحضر مع البولي إيثيلين جلايكول (PEG). يعمل PEG كمادة ملدنة، حيث يربط المسحوق معًا بشكل مؤقت مثل العجين. ثم يتم ضغط المادة على شكل شفرة في قالب. اعتمادًا على طريقة الضغط، يمكن استخدام مكبس محور واحد- أو مكبس متعدد المحاور- للضغط على شكل الشفرة من زوايا مختلفة.
بعد الحصول على المادة الفارغة المضغوطة، يتم وضعها في فرن تلبيد كبير ويتم تلبيدها عند درجة حرارة عالية. أثناء التلبيد، يتم إذابة PEG وإزالته من الخليط الفارغ، مما يترك شفرة كربيد أسمنتية نصف نهائية. بمجرد ذوبان PEG، تنكمش الشفرة إلى حجمها النهائي. تتطلب هذه العملية حسابات رياضية دقيقة لأن مقدار الانكماش يختلف باختلاف تركيبة المادة ونسبتها، ويجب التحكم في التسامح الأبعاد للمنتج النهائي في حدود بضعة ميكرومترات.
