硬質(zhì)合金刀具的生產(chǎn)過程、特性
一、
硬質(zhì)合金概述
由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金
材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特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(shí)仍有很高的硬度。現(xiàn)在新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。硬質(zhì)合金刀具
二、硬質(zhì)合金的生產(chǎn)過程
1.生產(chǎn)原料
生產(chǎn)硬質(zhì)合金的主要原料有三氧化鎢、鎢粉、三氧化鈦、鈮粉或五氧化二鈮、氧化鈷及炭黑等。在硬質(zhì)合金的生產(chǎn)中，一般需要制取碳化鎢、碳化鈦、碳化鈮和金屬鈷粉。
2.工藝流程
將碳化鎢和鈷按所需的比例進(jìn)行配制，然后加入酒精，進(jìn)行球磨。球磨后經(jīng)干燥、過篩、加入成型劑，在進(jìn)行干燥、擦碎過篩，便得到所需的混合料。混合料送去進(jìn)行壓制。壓制品在經(jīng)燒結(jié)，變成最終成品。工藝流程圖如圖一所示。
3.加工種類
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
金剛石磨輪是目前磨削硬質(zhì)合金最好的工具，適用于精磨及半精磨工序，用以加工硬質(zhì)合金、陶瓷、半導(dǎo)體等高硬度脆性材料。磨削余量應(yīng)控制在0.1—0.2毫米，過大則引起金剛石消耗量增大，在刃磨硬質(zhì)合金道具中，適用于刀刃磨前刃面等面積大而余量小的工序
硬質(zhì)合金刀具
3.3
電火花加工
電火花加工硬質(zhì)合金可用于內(nèi)外磨、平面磨、螺紋磨、成型模等。
3.4
電解磨削加工
電解磨削適用于各種金屬材料加工，特別是對于一般機(jī)械加工方法以磨削的材料，目前主要用于磨削硬質(zhì)合金刀具、量具和模具。
三、
硬質(zhì)合金的性能
硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特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(shí)仍有很高的硬度。
以下是具體分析。硬質(zhì)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(jié)金屬鈷。由于難熔金屬碳化物具有極高的硬度，所以合金本身就具有很高的硬度。硬質(zhì)合金的硬度一般在HRA86-93之間，并隨合金中含鈷量的增加而降低。在鎢鈦鈷合金中，硬質(zhì)合金的硬度又隨其中碳化鈦含量的增加而提高。因此，在含鈷量相同時(shí)，鎢鈦鈷合金的硬度高于鎢鈷合金。硬質(zhì)合金高溫硬度好，在500℃以下時(shí)，其硬度維持不變。當(dāng)溫度高于500℃時(shí)，才有明顯的下降。但在1000-1100℃時(shí)，硬質(zhì)合金的硬度HRA仍有73-76相當(dāng)HB430-477。二淬火鋼在200℃時(shí)，硬度即迅速下降，在1000-1100℃時(shí)，其硬度就降低到HB30-40.
2.
抗彎強(qiáng)度在常溫時(shí)，硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度在75-250公斤/平方毫米之間，并且含鈷量越高，抗彎強(qiáng)度越高，在含鈷量一定時(shí)，碳化鈦含量增加引起抗彎強(qiáng)度急劇下降。硬質(zhì)合金的表面狀況對它的抗彎強(qiáng)度有很大的影響。在制造硬質(zhì)合金工具時(shí)，應(yīng)防止其表面產(chǎn)生各種類型的裂紋，否則就會(huì)影響到它的抗彎強(qiáng)度。
4.
沖擊韌性
硬質(zhì)合金脆性很高，而且?guī)缀跖c溫度無關(guān)。在常溫時(shí)，淬火鋼的沖擊韌性大于硬質(zhì)合金的沖擊韌性1-2倍，而退火鋼則大于硬質(zhì)合金9倍。所以，在鑲焊硬質(zhì)合金工具時(shí)，不允許對硬
質(zhì)合金刀片作沖擊性的壓緊。在運(yùn)輸硬質(zhì)合金工具時(shí)，應(yīng)注意不要使其互相碰撞或受到?jīng)_擊，
否則就會(huì)造成損壞現(xiàn)象。
5.
耐磨性
硬質(zhì)合金的耐磨性比最好的高速鋼要高15-20倍。硬質(zhì)合金的耐磨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(xù)切削加工中，刀具磨損時(shí)，尤為顯著。
6.
抗壓強(qiáng)度
硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度與合金中的含鈷量和碳化鎢晶粒粗細(xì)有關(guān)；鎢鈷合金的抗壓強(qiáng)度隨鈷含量增加而增加，鈷含量5%時(shí)抗壓強(qiáng)度值最大，鈷含量繼續(xù)增加，其抗壓強(qiáng)度隨之而下降；細(xì)晶粒鎢鈷合金的抗壓強(qiáng)度也較粗晶粒鎢鈷合金較高，而鎢鈦鈷合金的抗壓強(qiáng)度又低于鎢鈷合金。硬質(zhì)合金刀具
7.
導(dǎo)熱率在金屬切削加工時(shí)，導(dǎo)脹、熱率這一性能具有特別重要的意義。大家知道，金屬切削加工中產(chǎn)生的熱量，主要傳導(dǎo)于刀具、切屑和被加工的零件上。熱量的傳導(dǎo)過程，在頗大程度上取決于刀具的導(dǎo)率。當(dāng)?shù)毒叩膶?dǎo)熱率很高時(shí)，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。當(dāng)?shù)毒叩膶?dǎo)熱率低時(shí)，則與此相反，熱量即大部分集中于切屑上，這對于切屑加工是有利的。因?yàn)榍行际艿綇?qiáng)熱就會(huì)軟化。鎢鈷合金的導(dǎo)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(dǎo)熱率僅為0.04-0.15卡/厘米.度.秒，高鈦合金如YT30、YT60的導(dǎo)熱率比高速鋼低。
8.
線脹系數(shù)
鎢鈷合金的線脹系數(shù)較小，低于高速鋼、碳素鋼和銅的線脹系數(shù)，并且隨含鈷量增加而增加；鎢鈦鈷合金的線脹系數(shù)比鎢鈷合金高，且隨碳化鈦含量增加而略增，但其線脹系數(shù)比高速鋼仍小的多。在鑲焊硬質(zhì)合金工具時(shí)，由于硬質(zhì)合金和剛體線脹系數(shù)的差異，經(jīng)鑲焊的工具冷卻時(shí)，內(nèi)外所受應(yīng)力不同，在表面形成內(nèi)向拉應(yīng)力。在鑲焊后，應(yīng)采取措施消除這種內(nèi)應(yīng)力。否則，硬質(zhì)合金片會(huì)產(chǎn)生裂紋或脫焊現(xiàn)象，從而造成硬質(zhì)合金工具的報(bào)廢。
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