2019年09月24日

硬質合金(鎢鋼)工件制造工藝 


  硬質合金常稱為鎢鋼,是用粉末冶金法生產的由鎢鋼難熔金屬化合物(硬質相)和粘結金屬(粘結相)所構成的復合材料。其基本特點是:高硬度、高耐磨性;高彈性模量;高抗壓強度;化學穩定性好(耐酸、堿、高溫氧化);衝擊韌性較低;膨脹系數低,導熱、導電與鐵及其合金相近。

  鎢鋼工件可采用多種工藝方法成型。根據工件的尺寸、形狀復雜水平和生產批量,大部分切削刀片都銑刀是采用頂壓和底壓式剛性模具模壓成型。在每一次壓制時,為了保持工件重量和尺寸的一致性,必須保證流入模腔的粉料量(質量和體積)都完全相同。粉料的流動性主要通過團塊的尺寸分布和有機結合劑的特性來控制。通過在裝入模腔的粉料上施加10-80ksi(千磅/平方英尺)的成型壓力,就可以形成模壓工件(或稱“坯件”)。

  即便在極高的成型壓力下,堅硬的碳化頂針鎢顆粒也不會變形或破碎,而有機結合劑卻被壓入碳化鎢顆粒之間的縫隙之中,從而起到固定顆粒位置的作用。壓力越高,碳化鎢顆粒的結合就越緊密,工件的壓制密度就越大。不同牌號鎢鋼粉料的模壓特性可能各不相同,取決於金屬結合劑的含量、碳化鎢顆粒的尺寸和形狀、形成團塊的程度,以及有機結合劑的成分和添加量。為了提供有關牌號鎢鋼粉料壓制特性的量化信息,通常由粉料生產商來設計構建模壓密度與成型壓力的對應關系。這種信息可確保提供的粉料與刀具制造商的模壓工藝協調一致。

  大尺寸鎢鋼工件或具有高長寬比的鎢鋼工件通常采用在一個柔性料袋中均衡壓制牌號鎢鋼粉料來制造。這種工藝方法是將粉料裝入料袋中,並將袋口密封,然後將裝滿粉料的料袋置於一個腔室中,通過液壓裝置施加30-60ksi的壓力進行壓制。壓制成的工件通常要在燒結之前加工成特定的幾何形狀。料袋的尺寸被加大,以適應壓緊過程中的工件收縮,並為磨削加工提供足夠的余量。由於工件在壓制成型後要進行加工,因此對裝料一致性的要求不像模壓法那樣嚴格,但是,仍然希望能保證每一次裝入料袋的粉料量相同。如果粉料的裝料密度過小,就可能導致裝入料袋的粉料不足,從而造成工件尺寸偏小而不得不報廢。如果粉料的裝料密度過大,裝入料袋的粉料過多,工件在壓制成型後就需要加工去除更多的粉料。

  鎢鋼工件還可以利用擠出模或注射模進行成型加工。擠出成型工藝更適銑刀合軸對稱形狀工件的大批量生產,而注射成型工藝通常用於復雜形狀工件的大批量生產。在這兩種成型工藝中,不同牌號鎢鋼粉末懸浮在有機結合劑中,結合劑賦予鎢鋼混合料像牙膏那樣的均勻一致性。然後,混合料或者通過一個孔被擠出成型,或者被注入一個模腔中成型。不同牌號鎢鋼粉料的特性決定了混合料中粉末與結合劑的最佳比例,並對混合料通過擠出孔或注入模腔的流動性具有重要影響。

  當工件通過模壓法、均衡壓制法、擠出模或注射模成型法成型後,在最終燒結階段之前,需要從工件中去除有機結合劑。燒結可以去除工件中的孔隙,使其變得完全(或基本上)密實。在燒結時,壓制成型的工件中的金屬結合劑變成液體,但在毛細作用力和顆粒聯系的共同作用下,工件仍然能夠保持其形狀。

  在燒結後,工件的幾何形狀保持不變,但尺寸會縮小。為了在燒結後得到所要求的工件尺寸,在設計刀具時就需要考慮其收縮率。在設計用於制造每種刀具的牌號鎢鋼粉料時,都必須保證其在適當壓力下壓緊時具有正確的收縮率。幾乎在所有情況下,都需要對燒結後的工件進行燒結後處理。對切削刀具最基本的處理方式是刃磨切削刃。許多刀具在燒結後還需要對其幾何形狀和尺寸進行磨削加工。有些刀具需要磨削頂部和底部;另一些刀具則需要進行外周磨削。
ラベル:鎢鋼
posted by 生理期保養 at 10:31| Comment(0) | 機械元件 | 更新情報をチェックする
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