硬質合金用什么方法可以加工

2020-12-10

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硬質合金作為一種具有硬度高。強耐磨、高強度、韌性好、耐高溫、耐腐蝕等一系列優良性能的合金材料，被廣泛應用于石油鉆采、煤炭挖掘、化工設備、流體控制、工程機械等眾多領域，隨著下游產業的不斷發展，硬質合金市場需求不斷加大。擴大硬質合金零件的生產成了硬質合金廠家最主要的任務。那么硬質合金用什么方法可以加工呢？西迪小編今天給大家分享關于硬質合金加工工藝的方法。

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。

即便在極高的成型壓力下，堅硬的碳化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。牌號硬質合金粉料的模壓特性可能各不相同，取決于金屬結合劑的含量、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。為了提供有關牌號硬質合金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。

大尺寸硬質合金工件或具有高長寬比的硬質合金工件（如立銑刀和鉆頭的刀桿）通常采用在一個柔性料袋中均衡壓制牌號硬質合金粉料來制造。雖然均衡壓制法的生產周期比模壓法要長一些，但刀具的制造成本較低，因此該方法更適合小批量生產。

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，并為磨削加工提供足夠的余量。由于工件在壓制成型后要進行加工，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，工件在壓制成型后就需要加工去除更多的粉料。盡管去除的多余粉料和報廢的工件都可以回收再用，但這樣做畢竟會降低生產效率。

硬質合金工件還可以利用擠出模或注射模進行成型加工。擠出成型工藝更適合軸對稱形狀工件的大批量生產，而注射成型工藝通常用于復雜形狀工件的大批量生產。在這兩種成型工藝中，牌號硬質合金粉末懸浮在有機結合劑中，結合劑賦予硬質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孔被擠出成型，或者被注入一個模腔中成型。牌號硬質合金粉料的特性決定了混合料中粉末與結合劑的最佳比例，并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后，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。

在燒結后，工件的幾何形狀保持不變，但尺寸會縮小。為了在燒結后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。在設計用于制造每種刀具的牌號硬質合金粉料時，都必須保證其在適當壓力下壓緊時具有正確的收縮率。

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