Som alla konstgjorda-produkter börjar tillverkning av skär med att ta itu med frågan om råvaror, nämligen att bestämma skärmaterialets sammansättning och sammansättning. De flesta skär idag är gjorda av hårdmetall, huvudsakligen sammansatt av volframkarbid (WC) och kobolt (Co). WC består av de hårda partiklarna i insatsen, medan Co fungerar som ett bindemedel för att forma det.
Det enklaste sättet att modifiera egenskaperna hos hårdmetall är genom att ändra kornstorleken på de använda WC-partiklarna. Hårdmetallmaterial framställda med större WC-partiklar (3-5 μm) har lägre hårdhet och är mer benägna att slitas; mindre WC-partiklar (<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.
En annan metod för att kontrollera egenskaperna hos hårdmetallskär är att ändra WC till Co-innehållsförhållandet. Jämfört med WC har Co en mycket lägre hårdhet men bättre seghet. Därför kommer en minskning av Co-innehållet att resultera i hårdare skärverktyg. Naturligtvis väcker detta återigen frågan om övergripande balans-hårdare verktyg har bättre slitstyrka, men är också skörare. Att välja lämplig WC-kornstorlek och Co-innehållsförhållande, beroende på den specifika bearbetningstypen, kräver relevant vetenskaplig kunskap och omfattande bearbetningserfarenhet.
Genom att tillämpa gradientmaterialteknik kan avvägningen-mellan verktygsstyrka och seghet undvikas till viss del. Denna teknik, som används i stor utsträckning av stora globala verktygstillverkare, innebär att man använder ett högre Co-innehållsförhållande i det yttre lagret av verktyget jämfört med det inre lagret. Mer specifikt ger en ökning av Co-innehållet i det yttre lagret (15-25 μm tjockt) en "buffertzon", vilket gör att verktyget tål en viss mängd stötar utan att gå sönder. Detta gör att verktygskroppen kan uppnå olika överlägsna egenskaper som endast kan uppnås med högre hållfasta hårdmetallkompositioner.
När kornstorleken, sammansättningen och andra tekniska parametrar för råvarorna har bestämts kan den faktiska tillverkningsprocessen av skärverktygen börja. Först placeras volframpulver, kolpulver och koboltpulver i rätt proportioner i en kvarn ungefär lika stor som en tvättmaskin. Pulvren mals till önskad partikelstorlek och materialen blandas sedan jämnt. Under malningsprocessen tillsätts alkohol och vatten för att framställa en tjock, svart slurry. Denna uppslamning placeras sedan i en cyklontork för att förånga vätskan, vilket resulterar i ett klumpigt pulver, som sedan lagras.
I nästa tillverkningsprocess kan prototypbladet erhållas. Först blandas det beredda pulvret med polyetylenglykol (PEG). PEG fungerar som ett mjukgörare och binder tillfälligt ihop pulvret som deg. Materialet pressas sedan till formen av ett blad i en form. Beroende på pressmetoden kan en enkel-axelpress eller en multi-axelpress användas för att pressa bladets form från olika vinklar.
Efter att ha erhållit det pressade ämnet placeras det i en stor sintringsugn och sintras vid hög temperatur. Under sintringen smälts PEG och avlägsnas från den tomma blandningen, vilket lämnar ett halv-hårdmetallblad. När PEG är smält ut, krymper bladet till sin slutliga storlek. Denna process kräver noggranna matematiska beräkningar eftersom mängden krympning varierar beroende på materialsammansättning och förhållande, och dimensionstoleransen för den färdiga produkten måste kontrolleras inom några mikrometer.
