硬質合金刀具的生產(chǎn)過程、特性
一、
硬(yìng)質合(hé)金概(gài)述(shù)
由難熔金屬的硬質化合物和(hé)粘結金屬通(tōng)過粉末冶金工(gōng)藝(yì)製成(chéng)的一種合(hé)金
材料。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(tè)別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍(réng)有很高的(de)硬(yìng)度。現在新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等於碳素鋼的數百倍。硬(yìng)質合金刀具
二、硬質合金的生產(chǎn)過程
1.生產原料
生產硬質合金的主要原(yuán)料(liào)有三氧化鎢、鎢粉、三氧化鈦、铌(ní)粉或五氧化二铌、氧(yǎng)化鈷及炭黑等。在硬質合金的生產中,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
將碳(tàn)化鎢和鈷按所需的比例(lì)進行配製,然後加入(rù)酒精,進(jìn)行球磨。球磨後經幹燥、過(guò)篩、加(jiā)入成型劑,在進行幹燥、擦碎過篩,便得到所需(xū)的混(hún)合料(liào)。混合料送去進行壓製。壓製品在經燒結,變成最終成品(pǐn)。工藝流程圖(tú)如圖一所示。
3.加工種類
3.1
磨料磨削(xuē)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(shí)磨輪磨削(xuē)加工(gōng)
金(jīn)剛石磨輪是目前磨削硬質合金最好(hǎo)的工具,適用於精磨及半精磨工序,用以加工硬質(zhì)合(hé)金、陶瓷、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(zé)引起金剛石消耗量(liàng)增大,在刃磨硬質合金道(dào)具中(zhōng),適用於刀刃(rèn)磨(mó)前刃麵等麵積(jī)大而餘量小的工(gōng)序
硬質合金刀具
3.3
電火花加工
電火花(huā)加工硬質合金可用於內外(wài)磨、平麵磨、螺紋磨、成型模等。
3.4
電解(jiě)磨削加工
電解磨削適用於各(gè)種金屬材料加工,特別是對於一般機械加(jiā)工方(fāng)法以磨削的材料,目前主要用於磨削硬質合金刀具、量具和模具。
三、
硬質合金的性能
硬質合金具有硬度(dù)高、耐磨、強度和(hé)韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一係列優良性能(néng),特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保(bǎo)持不變,在1000℃時(shí)仍有很高的硬度。
以下是具體分析(xī)。硬(yìng)質合金刀具
1.
硬度
硬質(zhì)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。由於難熔金屬碳化物具有(yǒu)極高的硬度,所以(yǐ)合金本身就(jiù)具有很高的硬(yìng)度(dù)。硬質合金的硬度一般在HRA86-93之間,並隨合金中含鈷量的增加而降低。在鎢鈦鈷合(hé)金中,硬質合金的硬度又隨其中碳化(huà)鈦含量的增加而提高。因此,在含鈷量相同時,鎢鈦鈷合金的硬度高於鎢鈷合金。硬質合金高溫硬度好,在500℃以下時,其硬度維持不變。當溫度高於500℃時,才有明顯的下降(jiàng)。但在1000-1100℃時,硬質合金的硬度HRA仍(réng)有73-76相當HB430-477。二淬火鋼在(zài)200℃時,硬度(dù)即(jí)迅速下降(jiàng),在1000-1100℃時,其硬(yìng)度就降低到HB30-40.
2.
抗彎強度在常溫時,硬(yìng)質合金的抗彎強度在75-250公斤/平方毫米之(zhī)間,並且(qiě)含鈷量越高,抗彎強度越高,在(zài)含鈷量(liàng)一(yī)定時,碳化鈦含量增(zēng)加(jiā)引起抗彎強度急劇下降。硬質合金的表麵狀況對它(tā)的(de)抗彎強度有很大的影響。在製造硬質合金工具(jù)時,應防止其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,而且幾乎與溫度無關。在常溫時,淬火鋼的衝擊韌性大於(yú)硬質合金的衝擊韌性(xìng)1-2倍,而退火鋼則大於硬質合金9倍。所以,在鑲焊硬質合金工具時,不允許對(duì)硬
質合金刀片作衝擊性的壓緊(jǐn)。在運輸硬質合金工具時,應注意不要使其互相碰撞或受到衝擊,
否則就會造成損壞現象。
5.
耐磨性
硬質合金的耐磨性比最好的高速(sù)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(dà)的作用,特別是(shì)在鋼材的連續切削加(jiā)工中,刀具磨損時,尤(yóu)為顯著。
6.
抗壓強度
硬質合金的抗壓強度(dù)與合金中的含鈷量和碳化鎢晶粒粗細有關;鎢鈷合(hé)金的抗壓強度隨鈷含量增(zēng)加而增加,鈷含量(liàng)5%時抗壓強度值最大,鈷含量繼續增加,其抗(kàng)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合金(jīn)較(jiào)高,而鎢鈦鈷(gǔ)合金的抗壓強度又低於鎢鈷合(hé)金。硬質合金刀(dāo)具
7.
導熱率在金屬切(qiē)削加工時,導脹(zhàng)、熱率這一性能具有特(tè)別重要的意義。大家知道,金屬切削加工中產生的(de)熱量,主要傳導於刀具、切屑和被加工(gōng)的零件上。熱量的傳導過程,在頗(pō)大程度上取決(jué)於刀具的導率。當刀具的導熱(rè)率很高時,絕大部分的熱量傳給刀具,極小部分傳給切屑與被加工零件(jiàn)。當(dāng)刀具的(de)導熱率低時,則與此相反,熱量即大部分集中於切屑上,這對於切屑加工是有利的。因為切屑受到強熱就會軟化。鎢鈷合金的(de)導熱率為0.14-0.15卡/厘米(mǐ).度.秒(miǎo),比高速鋼高1-2倍;而鎢(wū)鈦鈷合金的導(dǎo)熱率僅為0.04-0.15卡/厘米.度.秒,高(gāo)鈦合金如YT30、YT60的導熱率比高(gāo)速鋼低。
8.
線脹係數
鎢鈷合金的線脹係數較小,低於高速鋼、碳素鋼和銅(tóng)的線脹係數,並且隨含鈷量增加而增加;鎢鈦鈷合金的線脹係數比鎢鈷合金高,且隨碳化鈦含量增加而略增,但其線脹係數比高速鋼仍(réng)小(xiǎo)的多。在鑲焊(hàn)硬(yìng)質合金工具時,由於硬質合(hé)金(jīn)和剛體線脹係(xì)數的差異,經(jīng)鑲(xiāng)焊的工具(jù)冷(lěng)卻時,內外所受應力不同,在表麵(miàn)形成內向拉應力。在鑲焊(hàn)後,應采取措施消除這(zhè)種內應力。否則,硬質合金片會產生裂紋或脫焊現象(xiàng),從而(ér)造成硬質合金(jīn)工(gōng)具的報廢。