硬質(zhì)合金工件如何加工

2021-01-14

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硬質(zhì)合金常常也被稱作為鎢鋼，是用粉末冶金法生產(chǎn)的由難熔金屬化合物和粘結(jié)金屬所構(gòu)成的復(fù)合材料。具有高硬度、高耐磨性、高彈性模量、高抗壓強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性好、沖擊韌性較低、膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱、導(dǎo)電等相關(guān)優(yōu)越性能。因此在眾多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，但硬質(zhì)合金工件的加工卻是一件難度非常大的工作，西迪小編今天就給大家分享下關(guān)于硬質(zhì)合金工件加工的相關(guān)工藝。

硬質(zhì)合金工件可采用多種工藝方法成型。根據(jù)工件的尺寸、形狀復(fù)雜水平和生產(chǎn)批量，大部分硬質(zhì)合金工件都是采用頂壓和底壓式剛性模具模壓成型。在每一次壓制時(shí)，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都完全相同。粉料的流動(dòng)性主要通過團(tuán)塊的尺寸分布和有機(jī)結(jié)合劑的特性來控制。

即便在極高的成型壓力下，堅(jiān)硬的碳化鎢顆粒也不會(huì)變形或破碎，而有機(jī)結(jié)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(jié)合就越緊密，工件的壓制密度就越大。不同牌號(hào)硬質(zhì)合金粉料的模壓特性可能各不相同，取決于金屬結(jié)合劑的含量、碳化鎢顆粒的尺寸和形狀、形成團(tuán)塊的程度，以及有機(jī)結(jié)合劑的成分和添加量。

大尺寸硬質(zhì)合金工件或具有高長(zhǎng)寬比的硬質(zhì)合金工件通常采用在一個(gè)柔性料袋中均衡壓制牌號(hào)硬質(zhì)合金粉料來制造。這種工藝方法是將粉料裝入料袋中，并將袋口密封，然后將裝滿粉料的料袋置于一個(gè)腔室中，通過液壓裝置施加30－60ksi的壓力進(jìn)行壓制。壓制成的工件通常要在燒結(jié)之前加工成特定的幾何形狀。

硬質(zhì)合金工件還可以利用擠出模或注射模進(jìn)行成型加工。擠出成型工藝更適合軸對(duì)稱形狀工件的大批量生產(chǎn)，而注射成型工藝通常用于復(fù)雜形狀工件的大批量生產(chǎn)。在這兩種成型工藝中，不同牌號(hào)硬質(zhì)合金粉末懸浮在有機(jī)結(jié)合劑中，結(jié)合劑賦予硬質(zhì)合金混合料像牙膏那樣的均勻一致性。然后，混合料或者通過一個(gè)孔被擠出成型，或者被注入一個(gè)模腔中成型。不同牌號(hào)硬質(zhì)合金粉料的特性決定了混合料中粉末與結(jié)合劑的最佳比例，并對(duì)混合料通過擠出孔或注入模腔的流動(dòng)性具有重要影響。

當(dāng)工件通過模壓法、均衡壓制法、擠出模或注射模成型法成型后，在最終燒結(jié)階段之前，需要從工件中去除有機(jī)結(jié)合劑。燒結(jié)可以去除工件中的孔隙，使其變得完全密實(shí)。在燒結(jié)時(shí)，壓制成型的工件中的金屬結(jié)合劑變成液體，但在毛細(xì)作用力和顆粒聯(lián)系的共同作用下，工件仍然能夠保持其形狀。

在燒結(jié)后，工件的幾何形狀保持不變，但尺寸會(huì)縮小。為了在燒結(jié)后得到所要求的工件尺寸，在設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮其收縮率。在設(shè)計(jì)用于制造每種工件的牌號(hào)硬質(zhì)合金粉料時(shí)，都必須保證其在適當(dāng)壓力下壓緊時(shí)具有正確的收縮率。幾乎在所有情況下，都需要對(duì)燒結(jié)后的工件進(jìn)行燒結(jié)后處理。

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