硬質合金刀(dāo)具的(de)生產過程(chéng)、特性
一、
硬質合金概(gài)述
由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝製成的一種合金
材料。硬(yìng)質合金(jīn)具有硬度高、耐(nài)磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一係(xì)列優良性能,特別是它的高硬度(dù)和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本(běn)保持(chí)不變,在1000℃時仍有很(hěn)高的硬度。現在新型硬質合金刀具的切削速度等於碳素鋼(gāng)的數百倍。硬質合金刀具
二、硬質合金的生產過程
1.生產原料
生產硬(yìng)質合金的主要原料有(yǒu)三氧化鎢(wū)、鎢粉、三氧化鈦、铌粉或五氧化(huà)二铌、氧化鈷及炭黑等(děng)。在硬質合(hé)金的生產中,一般需要製取碳化鎢、碳化鈦、碳化铌和金屬鈷粉。
2.工藝流程
將(jiāng)碳化(huà)鎢和鈷(gǔ)按所(suǒ)需的(de)比例進行配製,然後加入酒精,進(jìn)行球磨。球(qiú)磨後(hòu)經幹燥、過篩、加入成型劑,在進行幹燥、擦碎過篩,便得到所需的混(hún)合料。混合料送去進行壓(yā)製。壓製品(pǐn)在經燒結,變成最終成品。工藝流(liú)程(chéng)圖如圖一所(suǒ)示。
3.加(jiā)工種類
3.1
磨料磨削加工
磨料磨削加工方法,可用以加工模具及切削刀具。
3.2
金剛石磨輪磨削加工
金剛(gāng)石磨輪是目前磨削硬質合金最好的工具,適用於(yú)精磨及半精(jīng)磨工序,用以加工硬質合金、陶瓷(cí)、半導體等高硬度脆性材料。磨削餘量應控製在0.1—0.2毫米,過大則引起金剛(gāng)石消耗量增大,在刃磨硬質合金(jīn)道具中,適用於刀刃磨前(qián)刃麵等麵積大而餘量小的工序
硬質合(hé)金刀具
3.3
電火花加工
電(diàn)火花加工(gōng)硬質合金可用(yòng)於內外磨、平麵磨、螺(luó)紋磨、成型模等。
3.4
電解磨(mó)削加工
電解磨削適用於各種金屬材料加工,特別是對於一般機械加工方法以磨削的材料,目前主要用於磨削硬質(zhì)合金刀具、量具和模(mó)具。
三、
硬(yìng)質合金的性能
硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一係列優良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度(dù)下也基(jī)本保持不變,在1000℃時仍有很(hěn)高的硬度。
以下是具體分析。硬質(zhì)合金刀具
1.
硬(yìng)度
硬質合金的主要成分是難溶金屬鎢和鈦的碳化物和膠結金屬鈷。由(yóu)於難熔金屬碳(tàn)化物具有極高(gāo)的硬度(dù),所以合金本身就具(jù)有很高的硬度。硬質合金的硬度(dù)一般在HRA86-93之間,並隨合金中含(hán)鈷量的增加而降低。在鎢鈦鈷合(hé)金中,硬(yìng)質合金的硬度又隨其中碳化鈦含量的增加而提高。因此,在含(hán)鈷量相同時(shí),鎢鈦鈷合金的硬度高於鎢鈷合金(jīn)。硬質合金高(gāo)溫硬度好,在500℃以下時,其硬度維持不(bú)變。當溫度(dù)高於500℃時,才有明顯的下降。但在1000-1100℃時,硬質合金的硬度(dù)HRA仍有(yǒu)73-76相當HB430-477。二淬火鋼在200℃時,硬度即(jí)迅速下降,在1000-1100℃時,其硬度就降低到HB30-40.
2.
抗(kàng)彎強度在常溫時,硬(yìng)質合金的(de)抗彎強度(dù)在75-250公斤/平方毫米之間,並且含鈷量越高,抗彎強度越高,在含鈷量一定時,碳化鈦含量增加引起抗(kàng)彎強(qiáng)度急劇下降。硬(yìng)質合金的表麵狀況對它的抗彎強度有(yǒu)很大的影響。在製造硬質合金工具時,應(yīng)防止其(qí)表麵產生各種類型的裂紋,否則就會影響到它的抗彎強度。
4.
衝擊韌性
硬質合金脆性很高(gāo),而且幾乎與溫度(dù)無關。在常溫時,淬(cuì)火鋼的衝擊韌性大於硬(yìng)質合金的衝擊韌(rèn)性1-2倍,而退火鋼則(zé)大(dà)於硬質合金9倍(bèi)。所以,在鑲焊(hàn)硬質合金(jīn)工具時,不允許對(duì)硬
質合金(jīn)刀片作衝擊性的壓緊。在運輸硬質合金(jīn)工具時,應注意不要使其互相碰撞或(huò)受到衝擊,
否(fǒu)則就會造成損壞現象。
5.
耐磨性
硬質合金的耐(nài)磨性比最好的高速鋼要高15-20倍。硬質合金的耐磨(mó)性在金屬切削加工中,起著極大的作用,特別是在鋼材的連續切削加工中,刀具磨損時,尤為顯著。
6.
抗壓(yā)強度
硬(yìng)質(zhì)合金的抗壓強度與(yǔ)合金中的含鈷量和碳化鎢晶粒粗細有關;鎢鈷合金(jīn)的抗壓強(qiáng)度隨鈷含量增加而增加,鈷含量5%時抗壓(yā)強度值最大,鈷(gǔ)含量繼續增加,其抗壓強度隨之而下降;細晶粒鎢鈷合金的抗壓強度也較粗晶粒鎢鈷(gǔ)合金較高,而鎢鈦鈷合金的抗壓強度又低於(yú)鎢鈷合金。硬質合金刀具
7.
導熱率在金屬切削加(jiā)工時,導(dǎo)脹、熱率這一性能具有特別重要的意義。大家知道,金屬(shǔ)切削加工中產生的熱量,主要傳導於刀具、切屑(xiè)和被加工的零(líng)件上。熱量(liàng)的傳導過程,在頗大程度(dù)上取決於刀具的導率。當刀具的導(dǎo)熱(rè)率很高時,絕大部分的(de)熱量傳給刀具,極小部分傳(chuán)給切屑與被加工零件。當刀具的導熱率低時,則與(yǔ)此相(xiàng)反,熱量即大部(bù)分集(jí)中(zhōng)於(yú)切(qiē)屑上(shàng),這對於切屑(xiè)加工是有利的。因(yīn)為切屑受到(dào)強熱就會軟化。鎢(wū)鈷合金的導熱率為0.14-0.15卡/厘米.度.秒,比高速鋼高1-2倍;而鎢鈦鈷合金的導熱率僅(jǐn)為0.04-0.15卡/厘米.度.秒,高鈦合金如YT30、YT60的導熱率比高速(sù)鋼低。
8.
線脹係數
鎢鈷合(hé)金的線脹係數較小(xiǎo),低於高速鋼(gāng)、碳素鋼和銅的(de)線脹係數,並且隨含鈷量增加而增加(jiā);鎢(wū)鈦鈷(gǔ)合金的線脹係數比鎢(wū)鈷合金(jīn)高,且隨碳化鈦(tài)含量增加而略增,但其線脹係數比高(gāo)速鋼仍小的多。在鑲焊(hàn)硬質合金工具(jù)時,由於硬質合(hé)金和剛體線脹係數的差異,經鑲焊的工具冷卻時,內外所受應力不同,在表麵形成內向拉應力。在鑲焊後(hòu),應采取措施消除這(zhè)種內(nèi)應力。否則,硬質(zhì)合金片會產生裂紋或脫焊現象,從而造成硬質合金工具的報廢。