塗層梯度硬質合金

近年來,隨著功能梯度材料概念的提出,功能梯度硬質合金正在發展成為當前硬質合金領域的重要研究內容之一。為了提高硬質合金切削工具的切削性能和使用壽命,可在合金的表面塗上薄層高硬度耐磨材料。由於不同材料的熱膨脹係數不同,塗層材料在冷卻過程中可能因熱應力而產生裂紋。由於塗層材料的脆性通常裂紋更容易在塗層表面產生並向基體中擴展。為了盡可能防止由於裂紋擴展而導致的材料失效,並有利於獲得高性能的硬質合金切削工具材料,可對基體進行梯度處理,使在基體表面區域形成缺立方相碳化物和碳氮化物的韌性區域,此區域的粘結劑含量高於基體的名義粘結劑含量。當塗層中形成的裂紋擴展到該區域時,由於其良好的韌性,可以吸收裂紋擴展的能量,因而能有效地阻止裂紋向合金內部擴展,提高硬質合金切削工具的使用性能。

塗層梯度硬質合金刀具具有優異的使用性能,應用領域大,前景十分廣闊。要獲得性能良好的塗層梯度硬質合金產品,除選好塗層材料和控制好塗層工藝外,梯度合金基體的製備是一個非常關鍵的問題。目前國內外研究者對梯度硬質合金塗層基體製備過程的熱力學和梯度形成機理進行了一些有益的研究和探索,但這些研究還只是初步的,尚存在一定的局限性,有待進一步深入研究。


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超硬刀具專用機床的類型

1.PCD刀具刃磨機床
該刃磨機床可利用陶瓷結合劑金剛石砂輪的鋒利性和一定的磨削壓力實現對PCD、PCBN及天然金剛石刀具的刃磨,其特點是機床剛性好,帶有投影測量裝置,是目前國外應用最廣泛的超硬刀具專用刃磨設備。目前,PCD刀具刃磨技術不斷改進,如將以彈簧產生的恒壓力改為氣動壓力,並可在0~300N範圍內調整,以適應不同的磨削物件。為便於控制磨削尺寸,刃磨機上的刻度均帶有數顯裝置。

2.數控電火花PCB刀具成形機床
該機床採用電火花線切割加工PCD、PCBN刀具,由於採用了先進的數控系統,加工出的多刃刀具的跳動可控制在 0.001mm,刀具表面粗糙度可達Ra0.4µm。該機床有六個數控軸、兩個手動軸,特別適合帶柄階梯鑽、銑刀、鋸片等多刃刀具的加工,一次輸入程式即可切割出階梯刀具、曲線刀具的刃、背、內折線等幾何形狀,自動化程度及加工精度均很高。不足之處是切割表面粗糙度稍遜於磨削表面,此外機床價格較為昂貴。

3.超精金剛石刀具研磨機
該設備可對航空航太、軍工等行業用的超精加工直線刃金剛石刀具進行研磨,刀具表面粗糙度Ra≤0.01µm, 刀具刃口半徑r≤0.1µm。該設備採用空氣靜壓主軸,精度0.1~0.2µm,研磨盤端面跳動0.1~0.2µm/ø300mm。


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如何提高硬質合金鋸片的使用壽命?

硬质合金锯片的使用寿命比碳素钢、高速钢的使用寿命大大延长,但在使用中有些问题还是要引起重视。硬质合金的锯齿刚修磨好是很锋利的,以后渐渐地磨损。

我们把磨损情况分为三个阶段,刚刃磨的硬质合金有个初始磨损阶段,以后进入正常磨阶段,当磨损到一定程度会发生急剧磨损。我们希望在急剧磨损发生前进行修磨,这样修磨数量最小,能延长锯片的寿命。用户千万不要“拼”锯片。


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焊接:氣體保護電弧焊

以電弧作為熱源﹑利用氣體保護熔池的焊接方法。氣體的作用主要是保護熔化金屬不受空氣中氧﹑氮﹑氫等有害元素和水分的影響﹐但它同時對電弧的穩定性﹑熔滴過渡形式和熔池的活動性有一定影響。因此﹐採用不同的氣體會產生不同的冶金反應和工藝效果。氣體保護電弧焊的主要特點是電弧可見﹐熔池較小﹐易於實現機械化和自動化﹐生產率高。20世紀70年代迅速發展的焊接機器人主要就是用於電阻點焊和氣體保護電弧焊。氣體保護電弧焊適用於鋼鐵﹑鋁和鈦等金屬的焊接﹐廣泛應用於汽車﹑船舶﹑鍋爐﹑管道和壓力容器等產品的製造﹐特別是其中要求品質較高或全位置焊接的場合。氣體保護電弧焊按電極類型可分為鎢極惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊。 

鎢極惰性氣體保護焊 簡稱 TIG焊。用鎢棒作為電極﹐用氬或氦作為保護氣體。電弧熔化母材形成接頭﹐必要時還可加入填充焊絲鎢極惰性氣體保護焊的特點是電弧穩定﹐輸入能量易於控制。因此多用於焊接尺寸精度要求較高﹑材料易於過熱脆化和在空氣中易於氧化的工件。

熔化極氣體保護焊用連續送進的焊絲作為電極﹐用氬﹑二氧化碳或混合氣體作為保護氣體。與鎢極惰性氣體保護焊相比﹐這種保護焊生產率較高﹐應用較廣﹐僅次於手工電弧焊和埋弧焊﹐有進一步發展的趨勢。焊絲可用實心焊絲﹐也可用藥芯焊絲。熔化極氣體保護焊按保護氣體種類不同又可分為惰性氣體保護焊﹑二氧化碳氣體保護焊和混合氣體保護焊。 

①熔化極惰性氣體保護焊﹕用氬或氦作為保護氣體。惰性保護氣體不參與熔池的冶金反應﹐適用於各種品質要求較高或易氧化的金屬材料﹐如不銹鋼﹑鋁﹑鈦﹑鋯等的焊接﹐但成本較高。
②二氧化碳氣體保護焊﹕以二氧化碳作為保護氣體。二氧化碳在高溫下會分解出氧而進入熔池﹐因此必須在焊絲中加入適量的錳﹑矽等去氧劑。這種保護焊的主要優點是成本較低﹐但只能用於碳鋼和低合金鋼焊接。 

③混合氣體保護焊﹕保護氣體以氬為主﹐加入適量的二氧化碳(15~30%)或氧(0.5~5%)。與二氧化碳氣體保護焊相比﹐這種保護焊焊接規範較寬﹐成形較好﹐品質較佳﹔與熔化極惰性氣體保護焊相比﹐熔池較活潑﹐冶金反應較佳。


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如何鑒別優質的硬質合金鋸片?

硬質合金鋸片由鋸板和硬質合金鋸齒兩部部組成。

優質鋸片所用的合金顆粒較厚、較大,因為這樣的合金鋸齒可經多次刃磨,使用壽命長,硬質合金的焊接品質也十分重要,焊縫要薄並且均勻,這樣鋸齒上能承受更大的切削力。

鋸片鋸板的品質是十分重要的。因為鋸片調整旋轉,它既要傳遞切削力又要保持工作的穩定性。優良的鋸片不僅具有靜態幾何尺寸和精確度,更重要的是它的動態特性。當鋸片連續切削時,合金鋸齒切削所產生的熱會傳導給鋸板,使鋸板的溫度升高,優質的鋸板在這種情況下還能保持表態的精度,而質差的鋸片就會發生鋸板翹曲,影響鋸切精度。鋸板的動態穩定性對於幾片鋸片成組使用的精況尤為重要。當多片鋸設備使用一組不穩定的鋸片又如何能保證縱向開料的品質。鋸板和刀頭是優質鋸片不可分割的組成部分。


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