鎢以及鎢合金在軍事上的應用

鎢及鎢合金穿甲彈的研製是從上世紀五十年代開始的,上世紀七十年代開始,英國、美國、西德等國用液相燒結高比重鎢合金(W-Ni-Fe和W-Ni -Cu)做大口經脫殼穿甲彈芯及槍榴彈(穿甲彈)彈頭,從而大大提高了彈芯的韌性,增加了穿甲威力。國外脫殼穿甲彈用鎢合金彈芯的化學成份及機械性能如表1所示, 國外幾種典型穿甲彈芯用鎢合金化學成份及機械性能如表2所示。

據1999年8月26日的《美國金屬市場報》報導了這月開始新鎢芯子彈的使用。新銅殼鎢子彈使用鎢聚合物複合材料代替老的鉛/銻合金芯。

鉛子彈碎屑射擊在地面或土製的狹道上最後引起腐蝕,污染土壤和潛在的鉛灰汁進入局部水供應,嚴重地威脅人民的身體健康。

為了避免鉛制子彈對環境的污染,美國計劃生產主要用鎢合金製造“綠色子彈”。所謂“綠色” 子彈僅是指其對於環境污染較少而言,其殺傷力與鉛制子彈有過之而無不及。按照美國軍隊武器研究開發與工程中心(AARDEC) 綠色子彈方案Wade Bunting經理的計劃,1999年美國決定生產100萬枚鎢合金子彈。最後把軍隊所有的子彈芯全部換成新鎢芯子彈—每年生產2000~3000萬枚。

美國俄勒岡州奧爾巴尼的Environ Metal有限公司已經開發出了一種50﹪鎢-35﹪鎳-15﹪鐵組成的獵槍子彈,作為鉛彈的替代品,該子彈重12g。

因為環境的要求,美國政府選擇粉末金屬複合材料,如鎢-錫和鎢-聚合物複合材料取代鉛,用於軍事打靶的小型武裝彈藥等目的。

粉末金屬複合材料子彈的彈芯用機械壓制,再裝入銅製的金屬套中,最後旋鍛成最終形狀。壓制的全過程給於彈芯足夠的強度,無需燒結,而粉末金屬子彈的所有生產步驟與生產鉛制彈藥幾乎一致。

據稱,粉末金屬複合子彈與鉛子彈大同小異,粉末金屬子彈比鉛子彈更容易炸裂。所有的研究表明,鎢還可以回收,有利於環境。 2005年後美國陸軍每年使用鎢彈芯150萬磅。

據美國有關學者唐納德﹒華特報導,鎢聚合物複合材料和鎢-錫彈芯還可作為警察和民間用小型武裝彈藥。鎢複合材料彈芯可以滿足11.3g/cm3密度的要求。粉末金屬子彈的發射性能和鉛子彈的一樣好,且用鎢粉末金屬複合子彈的壽命週期更有優越性。同時考慮把鎢作為鉛的一種替代品用於輻射屏蔽,比如X-光管套、同位素和中子的屏蔽,還可以作為漁錘等。

藥型罩具有破碎性好、侵蝕力強、滲透率高等特點,從而要求藥型罩材料密度高、延展性好,以便使射流在侵蝕之前能充分拉長而不斷裂。鎢合金由於具有高熔點、高密度、良好的機加工性能等特點,成為很有應用前景的新型藥型罩材料。



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超薄硬質合金刀片

硬質合金刀片的種類多樣,用途廣泛。硬質合金刀片,硬度高、熱硬性好、耐磨性好、切削速度塊、使用壽命長,被廣泛使用。由於許多生產廠家的一些特殊專業用途,則需要定制非標硬質合金刀片來使用,其中超薄硬質合金刀片應運而生。
超薄硬質合金刀片的厚度可以達到0.1-0.4mm,但並不影響其硬度、耐磨性、使用壽命等優良特性,且形狀多樣,可根據具體需求來制定尺寸。
超薄硬質合金主要用於金屬、塑料等的分切,分切速度快,切口整齊,大大提高了生產質量和生產效率。
 
 
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硬質合金球簡介

硬質合金球,俗稱鎢鋼球,是指用硬質合金為材料製成的球珠、滾珠,硬質合金球硬度高、耐磨、抗腐蝕、抗彎曲、使用環境惡劣,可代替一切鋼珠類產品。

硬質合金球是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分,以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結劑,在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金製品,現目前常見的硬質合金有YG、YN、YT、YW系列。
 
硬質合金球硬度高、耐磨、抗腐蝕、抗彎曲、使用環境惡劣,可代替一切鋼珠類產品。硬質合金球硬度≥90.5,密度=14.9g/cm3。

硬質合金球適用範圍極為廣泛,如:精密件沖孔拉伸了、精密軸承、儀器、儀表、製筆、噴塗機、水泵、機械配件、密封閥、制動泵、衝擠孔、油田、鹽酸實驗室、硬度測量儀、漁具、配重、裝飾、精加工等等高端行業!

 

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廢舊硬質合金刀片

硬質合金刀片主要是由碳化鎢和鈷燒結而成,是各領域的主要切削工具。硬質合金刀片在使用過程中會磨損,或者使用不當會導致刀片損壞。如果直接丟棄廢舊的硬質合金刀片,都會影響到經濟性和環保性。
廢舊的硬質合金刀片的用途主要有幾點:
1.重磨再利用。對於正常的耐久磨損,可以通過重磨而繼續使用。
2.改制成其他用途。可以用來焊接刀頭,還可以打磨後鑲嵌機械耐磨損部位,以及磨成粉末攙雜另類金屬做成工件外表鍍層來提高工件抗磨損及防腐蝕性和美觀效果。
3.提取有價物質。硬質合金刀片是由碳化鎢和鈷燒結而成,廢舊的硬質合金刀片可以提取出鎢和鈷等元素,對材料元素進行循環再利用。
 
 
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硬質合金刀片與立方氮化硼刀片

硬質合金刀片是當今最主要的切削加工刀片,性能優良,應用廣泛。但在材料資源豐足的現在,各類刀片層出不窮,立方氮化硼刀片就是其一。
硬質合金刀片和立方氮化硼刀片都是通過粉末冶金制造而成,都具有高硬度、高耐磨性、好的熱穩定性等。
硬質合金刀片用來切削耐熱鋼、不鏽鋼、高錳鋼、工具鋼等。立方氮化硼刀片主要應用於灰鑄鐵,耐磨鑄鐵,各種高硬度材料的切削加工。
雖然立方氮化硼刀片的硬度較硬質合金刀片高,但是也正因為如此,其脆性較大,強度和韌性較差,不適用於沖擊負荷下的間斷表面加工。此外,用它加工軟的鐵族元素材料時,因易於產生長切屑,擦傷刀片前刀面並形成積屑瘤,會導致切削力的波動而損壞刀片。
硬質合金刀片與立方氮化硼刀片都有各自的優缺點,根據具體的加工需求來選擇合適的刀片,以提高加工質量和加工效率。
 
 
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硬質合金刀片超聲波清洗機

硬質合金刀片具有油汙分布的特性,油跡和其表面結合緊密,很難清洗,可以使用穿透力充足的超聲波清洗機進行清洗。
硬質合金刀片超聲波清洗機是由多槽、多工位組成,其工作流程分為上料、超聲清洗、噴淋、 烘幹、下料等多個工序,超聲清洗可根據不同要求分成粗洗、精洗等環節,如果是氣相型的還有蒸餾、過濾、回收等環節。根據工件的傳送方式不同,分為機械手傳送、履帶傳送、鏈條傳送等。該系列清洗線采用PLC工控機,全自動控制清洗過程,比人工清洗省時、省力、高效。
硬質合金刀片超聲波清洗機擁有其它清洗設備沒有的性能特點:
1.從清洗至幹燥過程全部在真空中進行,氧氣濃度極低。洗淨室一直處於真空壓力下,被加熱的溶液不會接觸到大氣。
2.時有泄漏,因清洗室處於真空狀態,只會從外部往真空室內漏氣,當室內壓力上升時,使設置的壓力檢知器可及時發現漏氣問題。
3.用真空泵從清洗室或幹燥室抽出來的碳氫溶劑蒸氣和霧氣,硬質合金刀具超聲波清洗機在氣液分離槽中被冷卻凝縮回收,排氣瓦斯濃度大幅度降低。
 
 
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安裝硬質合金切斷刀片

使用硬質合金刀片進行切斷操作時,正確安裝刀片是非常重要的。如果切削刃和工件接觸位置不正確,刀片可能崩刃或者損壞工件,有時甚至損壞機床。正確安裝硬質合金刀片將對其壽命、切屑控制和是否能保持垂直和平穩的切斷將產生較大的影響,也將導致在加工完的零件表面上留有凸、凹表面。如果這些問題非常嚴重,刀片將會失效。
1.首先仔細清潔鎖緊區域,並將硬質合金切斷刀片安裝在刀槽上。
2.檢測硬質合金切斷刀片是否垂直。通常檢測方法是檢查產生的切屑。如果工件產生的切屑以長絲狀流向一側,或者是切斷刀片圓角處的提前磨損,都說明了刀片安裝未與工件垂直。
3.如果加工中刀片性能或加工質量發生變化,必須依照前面兩點進行檢查。 
4.在硬質合金刀片安裝中,有一個特別需要注意的問題,就是切削刃相對於工件軸線的位置。如果沒有安裝在正確的位置,刀片會提前磨損、突然失效,加工時會產生振動,切屑形式差,表面粗糙度達不到要求。目前,制造商設計的大多數硬質合金刀片,使用時需安裝得略高於工件中心軸線,這個位置有利於使用焊接斷屑器並保證刀片可靠地裝夾在刀杆上。
5.硬質合金刀片安裝過低將會導致拉刀情況,導致被加工工件甚至是機床受到損壞。
總之,正確安裝硬質合金刀片不僅有利於被加工工件和機床,而且能夠提高加工質量和加工效率。
 
 
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硬質合金刀片後角選擇

硬質合金刀片常用的刀片後角有N(O°)、C(7°)、P(11°)、E(20°)等。一般粗加工、半精加工可用N型。半精加工、精加工可用C型、P型,也可用帶斷屑槽形的N型刀片。加工鑄鐵、硬鋼可用N型。加工不鏽鋼可用C型、P型。加工鋁合金可用P型、E型等。加工彈性恢複性好的材料可選用較大一些的後角。一般硬質合金鏜孔刀片,選用C型、P型,大尺寸孔可選用N型。
此外,有將後角集成到刀體刀槽上,這樣組合上刀片的後角便有多種參數選擇,能夠適應各類加工需求。
 
 
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硬質合金刀片夾緊結構

硬質合金刀片的夾緊結構很多,最常用的夾緊結構及特征有以下幾種:
1.杠杆式:定位精度高,調節餘量大,夾緊可靠,拆卸方便。
2.楔鉤式:是楔壓和上壓的組合式。夾緊可靠,裝卸方便。重複定位精度低。
3.楔銷式:刀片尺寸變化較大時也可夾緊。裝卸方便。重複定位精度低。
4.上壓式:夾緊元件小,夾緊可靠,裝卸容易,排屑受一定影響。
5.偏心式:夾緊元件小,結構緊湊,刀片尺寸誤差對夾緊影響較大,夾緊可靠性差。
6.螺銷上壓頭:是偏心和上壓式的組合式。螺銷旋入時上端圓柱將刀片推向定位面,壓板從上面壓緊刀片,夾緊可靠,重複定位精度高。
7.壓孔式:結構簡單,零件少。定位精度高,容屑空間大。對螺釘質量要求高。
根據具體的加工需求來選擇可轉位硬質合金刀片的加緊方式,將會進一步優化硬質合金刀片的加工性能。
 
 
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硬質合金刀片刃口鈍化技術

硬質合金刀片刃口鈍化技術是一個還不被普遍重視,而又是十分重要的問題。經鈍化的刀片能夠有效提高刀片刃口強度、使用壽命和切削過程的穩定性。
經過普通砂輪或金剛石砂輪刃磨後的刀片刃口存在不同程度的微觀缺口,在切削過程中微觀缺口極易擴展,加快刀片磨損和損壞。塗層硬質合金刀片在塗層前必須經過刀片刃口鈍化處理,才能保證塗層的牢固性和使用壽命。
硬質合金刀片刃口鈍化幾何形狀,對刀片的壽命有很大影響,主要有兩種刃口鈍化形狀:一種為圓弧形刃口,在刃口轉角處形成對稱圓弧,80%以上的刀片鈍化處理都采用,適用於粗精加工;另一種為瀑布型刃口,在刃口轉角處的頂面與側面形成比率為2:1的不對稱圓弧,適用於惡劣的沖擊性加工。
硬質合金刀片刃口鈍化的方法也在不斷發展,最早采用手工鈍化,而後機械鈍化提高了鈍化效率和質量,隨著不斷發展的技術,有專用的CNC刃口鈍化機的出現。
硬質合金刀片鈍化技術是提高刀片使用壽命的有效措施之一,無論在經濟和技術兩個方面都是可行有效的,進一步推動硬質合金刀片切削加工水平的提高。
 
 
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