鎢合金的孔隙度

鎢合金的延性和強度對孔隙度很敏感。燒結過程中,孔隙中殘留著氣體,使孔隙發生Ostwald ripening粗化長大,延長保溫時間會使坯塊產生膨脹效應。當孔隙度大於0.5%~1.0%時,對高密度鎢合金的性能具有嚴重的影響,甚至比氧的介面偏析更為有害。

Churn研究了鎢合金中氣孔形成對鎢合金性能的影響。當鎢合金的相對密度為99%時,殘存的微小孔隙的形狀和大小也可以引起鎢合金性能的顯著降低或不穩定。German研究了孔隙度對鎢合金延性的影響,當保溫時間大於2h時孔隙會發生嚴重長大,鎢合金的延性下降,當孔隙度大於1%時,鎢合金的延性急劇下降。


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銑刀磨損形式

銑刀磨損的基本規律與車刀相似。高速鎢鋼銑刀的切削厚度較小,尤其在逆銑時,刀齒對工件表面擠壓、滑行較嚴重,所以銑刀磨損主要發生在後面上。用鎢鋼面銑刀銑削鋼件時,因切削速度高,切屑沿前面滑動速度大,故後面磨損同時,前面也有較小的銑刀磨損。
鎢鋼銑刀
鎢鋼面銑刀進行高速斷續切削,使刀齒經受著反復的機械衝擊和熱衝擊,產生裂紋而引起刀齒的疲勞破損。銑削速度愈高,產生這種銑刀磨損就愈早和愈嚴重。大多數鎢鋼面銑刀因疲勞破損而失去切削能力。如果銑刀幾何角度選擇不合理或使用不當,刀齒強度差,則刀齒在承受很大的衝擊力後,會產生沒有裂紋的銑刀磨損。
 
 
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硬質合金刀具種類

硬質合金刀具(特別是可轉位硬質合金刀具)是數控加工刀具的主導產品,有的國家有90%以上的車刀,55%以上的銑刀都採用了硬質合金製造,而且這種趨勢還在增加。20世紀80年代以來,工具行業不斷擴大各種整體式和可轉位式硬質合金刀具或刀片的生產,其品種已經擴展到各種切削刀具領域,其中可轉位硬質合金刀具由簡單的車刀、面銑刀擴大到各種精密、複雜、成形刀具領域。硬質合金還是製造鑽頭、面銑刀等通用刀具的常用材料。同時,鉸刀、立銑刀、加工硬齒面的中、大模數齒輪刀具、拉刀等複雜刀具使用硬質合金的也日益增多。目前,硬質合金刀具和刀片的年產值已占切削刀具總產值的30%以上。
 
硬質合金刀具的種類:按晶粒大小區分,硬質合金可分為普通硬質合金、細晶粒硬質合金和超細晶粒硬質合金。按主要化學成分區分,硬質合金可分為碳化鎢基硬質合金和碳化鈦基硬質合金。
 
碳化鎢基硬質合金包括鎢鈷類(YG)、鎢鈷鈦類(YT)和添加稀有碳化類(YW)三類,它們各有優缺點,主要成分為碳化鎢(WC)、碳化鈦(Tic)、碳化鈮(NbC)等常用的金屬粘接相是Co。碳化鈦基硬質合金是以Tic為主要成分的硬質合金,常用的金屬粘接相Mo和Ni。
 
 
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鎢含量影響鎢合金性能

一般來說,當鎢含量小於90%時,由於粘結相過多,鎢合金的綜合性能降低,此時性能的降低主要體現在鎢合金的拉伸斷裂強度和密度都較低,不能滿足密度和強度的要求。隨著鎢含量的增加,鎢合金的抗拉強度略有增加,但同時燒結溫度的提高,鎢合金中的鎢晶粒粗化,鎢合金的延性下降。

當鎢含量達到93%~95%時,鎢合金具有較理想的顯微組織結構,強度和伸長率性能最好。繼續增加鎢含量會導致鎢晶粒很大和鎢晶粒的接觸大大增加,鎢合金的強度顯著下降;而鎢合金的伸長率幾乎隨鎢含量的增加而近似地成線性降低,當鎢含量超過97%時,抗拉強度和伸長率明顯下降。當鎢含量超過98%時,鎢合金的伸長率接近於零。因此,為獲得較好的綜合性能,鎢含量一般控制在90%~96%之間


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硬質合金銑刀的選擇

銑削加工不銹鋼除端銑刀和部分立銑刀及硬質合金作銑刀材料外,其餘各類銑刀均採用高速鋼,特別是鎢—鉬系和高釩高速鋼具有良好的效果,其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1~2倍。適宜製作不銹鋼銑刀的硬質合金牌號有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。

採用噴霧冷卻法效果最為顯著,可提高銑刀耐用度一倍以上;如用一般10%乳化液冷卻,應保證切削液流量達到充分冷卻。硬質合金銑刀銑削不銹鋼時,取Vc=70~150m/min,Vf=37.5~150mm/min,同時應根據合金牌號及工件材料的不同作適當調整。

硬質合金銑刀

不銹鋼的粘附性及熔著性強,切屑容易粘附在銑刀刀刃上,使切削條件惡化;逆銑時,刀刃先在已經硬化的表面上滑行,增加了加工硬化的趨勢;銑削時衝擊、振動較大,使銑刀刀刃易崩刃和磨損。

銑削加工不銹鋼時,切削刃既要鋒利又要能承受衝擊,容屑槽要大。可採用大螺旋角銑刀(圓柱銑刀、立銑刀),螺旋角b從20°增加到45°,刀具耐用度可提高2倍以上,因為此時銑刀的工作前角g0e由11°增加到27°以上,銑削輕快。但b值不宜再大,特別是立銑刀以b≤35°為宜,以免削弱刀齒。

採用波形刃立銑刀加工不銹鋼管材或薄壁件,切削輕快,振動小,切屑易碎,工件不變形。用硬質合金立銑刀高速銑削、可轉位端銑刀銑削不銹鋼都能取得良好的效果。

用銀白屑端銑刀銑削1Cr18Ni9Ti,其幾何參數為gf=5°、gp=15°、af=15°、ap=5°、kr=55°、k′r=35°、g01=-30°、bg=0.4mm、re=6mm,當Vc=50~90m/min、Vf=630~750mm/min、a′p=2~6mm並且每齒進給量達0.4~0.8mm時,銑削力減小10%~15%,銑削功率下降44%,效率也大大提高。其原理是在主切削刃上磨出負倒棱,銑削時人為地產生積屑瘤,使其代替切削刃進行切削,積屑瘤的前角gb可達20~~302,由於主偏角的作用,積屑瘤受到一個前刀面上產生的平行於切削刃的推力作用而成為副屑流出,從而帶走了切削熱,降低了切削溫度。

銑削不銹鋼時,應盡可能採用順銑法加工。不對稱順銑法能保證切削刃平穩地從金屬中切離,切屑粘結接觸面積較小,在高速離心力的作用下易被甩掉,以免刀齒重新切入工件時,切屑衝擊前刀面產生剝落和崩刃現象,提高刀具的耐用度。

不銹鋼材料應用廣泛,在車加工、銑加工、鑽加工、攻絲當中都能碰到。但是因為不銹鋼具有跟別的一般材料不一樣的特性,所以加工不銹鋼成為技術人員的一個不小的難題!

 

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