硬質合金刀具塗層材料比較

硬質合金刀具在高速切削時,刃尖溫度最高可達900°C ,此時硬質合金刀具的磨損不僅是機械摩擦磨損(刀具後面磨損的主要形式),還有粘結磨損、擴散磨損及氧化磨損(刀具刃口磨損及月牙窪磨損的主要形式),因此,可將切削過程視為一個微區的物理化學變化過程。

碳化鈦是一種高硬度耐磨化合物,有著良好的抗摩擦磨損性能;氮化鈦的硬度稍低,但卻有較高的化學穩定性,並可大大減少刀具與被加工工件之間的摩擦係數。從塗層工藝性考慮,兩者均為理想的塗層材料,但無論碳化鈦或氮化鈦塗層材料,單一的塗層均很難滿足高速切削對刀具塗層的綜合要求。在抗氧化磨損和抗擴散磨損性能上,沒有任何材料能與氧化鋁(Al2O3)相比。但由於氧化鋁與基體材料的物理、化學性能相差太大,單一的氧化鋁塗層無法製成理想的塗層刀具。多層塗層及相關技術的出現,使塗層既可提高與基體材料的結合強度,同時又能具有多種塗層材料的綜合性能。

硬質合金刀具


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塗層硬質合金刀具CVD技術的發展

CVD 技術自上世紀六十年代出現以來,在塗層硬質合金刀具上得到了極為廣泛的應用。在CVD技術中,氣相沉積所需金屬源的製備相對容易,可實現TiN 、TiC 、TiCN 、TiBN 、TiB2 、Al2O3 等單層及多元多層複合塗層硬質合金刀具,其塗層與基體結合強度高,薄膜厚度可達7~9μm,CVD 塗層具有好的耐磨性。

八十年代中後期,美國85 %的硬質合金工具採用了塗層處理,其中CVD 塗層硬質合金刀具占到了99 %。

九十年代中期,CVD 塗層硬質合金刀片在塗層硬質合金刀具中仍占到了80 %以上。例如,採用CVD法TiC單塗層的WC 基硬質合金為基體的YW1/TiC ,與未塗層的WC 基硬質合金YT15 進行車削對比。TiC單塗層刀片的耐磨性遠遠高於YT15 。但CVD 技術也有其先天性的缺陷,一是工藝處理溫度高,易造成刀具材料抗彎強度的下降;二是薄膜內部為拉應力狀態,使用中易導致微裂紋的產生;三是CVD技術所排放的廢氣、廢液會造成工業污染,對環境影響較大,與目前所提倡的綠色工業相抵觸,因此九十年代中期後高溫CVD 技術的發展受到了一定的制約。

塗層硬質合金刀具


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鎢合金加工坯料準備(三)

坯料的相對密度(實際密度與理論密度之比)大於90%時才可加工,坯料密度在92~94%時加工性能良好。熱軋的開坯溫度在1350~1500℃之間,開坯的變形工藝參數選擇不當,坯料會產生分層。溫軋的開始溫度為1200℃,厚度為8毫米的熱軋板,經溫軋可達到0.5毫米。由於鎢板變形抗力大,軋製時軋輥輥身彎曲變形,使板材沿寬度方向上厚度不均,換輥或換軋機時,板材可能因各部位變形不均勻而開裂。

0.5毫米厚度板材的塑性-脆性轉變溫度還在室溫或室溫以上,片材呈脆性,應在200~500℃將片材軋製成0.2毫米。軋製後期,鎢片薄而長,為保證板材加熱均勻,常塗石墨或二硫化鉬,不僅有利於板材的加熱,而且加工時還有潤滑作用。

其他加工
  
鎢的管材可採用燒結坯料直接擠壓,擠壓管坯或粉漿擠壓燒結管坯還經旋壓加工。旋壓還可生產鎢的異型製品。大直徑的棒材多採用擠壓或軋製工藝生產。

切削加工
  
鎢質硬且對缺口敏感,切削加工困難,要求使用硬質合金刀具。為防止產生切削裂紋,常把工件加熱到塑性-脆性轉變溫度以上進行切削,並要嚴格控制切削操作程式。鎢的研磨需要用特定型號的砂輪輕磨,且需要冷卻,否則會產生龜裂。厚度在 0.2毫米以上的鎢片材進行衝壓和剪切前要預先加熱,超過一定厚度的板材,不能剪切,往往需要用砂輪切割。

鎢合金


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納濾法處理仲鎢酸銨結晶母液

納濾膜是20世紀80年代以來發展起來的一種新型壓力驅動分離膜,其性質介於反滲透膜和超濾膜之間。納濾膜又是一種荷電膜,它除了對不同分子量的粒子有選擇透過性之外,還對不同價的離子具有選擇透過性:能截留多價陰離子的鹽而允許一價離子的鹽透過膜。這種動膜處理APT結晶母液回收其中的鎢和氯化銨。

納濾可以有效分離APT結晶母液中的鎢與氯並濃縮鎢,採用合適的操作條件,過程的除氯率可大於90%,濃縮液WO3濃度可達50~100g•L-1,鎢損小於1%。納濾膜分離法對料液的pH值有較強的適應能力,在酸性(pH1.5~6)和鹼性(pH8~11)條件下均可獲得較為滿意的指標,其中就分離效果、滲透通量和濃縮程度等指標來說,酸性料液更為優越,但酸性料液對納濾設備的材質要求更高。.納濾分離法能同時回收鎢與氯化銨,流程短,消耗小。

 

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仲鎢酸銨晶體線生長速率

晶體的最大線生長速率以及成核期晶體生長的積分平均速率與初始濃度溶液的過飽和度較為緊密的正相關關係,可作為初始生長率應用於伴有化學反應的微細晶體大量結晶過程線生長級數的研究。APT晶體線生長級數分別是0.93和0.97。

初始速率法的優點在於:初始濃度在結晶前是已知的,不必在反應是進行測定,同時初始濃度為結晶溶液最大溶度,線生長速率L值也是最大值,與串聯速率法相比,測定帶來的相對誤差會較小。與通常的化學反應不同,對於微細晶體大量結晶過程的相變反應來說,初始速率法也會給所測定的仲鎢酸銨晶體線生長級數帶來正偏差。

 

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製備球形仲鎢酸銨

在低攪拌轉速條件下,所得產品APT的成球率較低。在轉速為80-90r/min時,達到最佳值。隨著轉速的進一步提高,APT成球率呈組逐步下降的趨勢。隨著沸騰後結晶溫度的提高,APT粉體成球率呈逐步下降的趨勢,但同時考慮到生產週期等因素,沸騰後結晶溫度控制在85為宜。

從形核開始,隨著料液補加的時間往後推移,APT粉體成球率呈逐步上升的趨勢。但為了兼顧Fsss粒度,松比及流動性,粒度均勻性等性能,時間以溶液密度為16Be開始補加液料為宜。隨著液料補加量的增多,APT成球率呈總體逐步上升的趨勢。並在補加量為起始量的1倍時,達到最佳值。隨著料液補加量的進一步提高,APT成球率呈逐步下降的趨勢。隨著料液補加速度的加快,APT粉體成球率呈逐步上升的趨勢,但是為了兼顧Fsss粒度,松比及流動性,粒度均勻性等性能,料液補加時間以3h為佳。

 

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仲鎢酸銨形貌和粒度分佈影響鎢粉壓坯強度

在鎢粉末成形過程中,鎢粉形貌和粒度分佈是影響壓坯強度的重要因素之一,而在生產過程中,發現仲鎢酸銨的形貌和粒度分佈對鎢粉形貌和粒度分佈具有較強的關聯,即具“遺傳性”。研究仲鎢酸銨形貌和粒度分佈對鎢粉成形性和壓坯強度的影響,以期從原料端加強控制,提高鎢粉成形性和提高鎢粉的壓坯強度,為穩定生產高品質鎢粉提供指導。在相同的還原工藝條件下,以仲鎢酸銨為原料直接還原生產的鎢粉,本質上保持了其原始的形貌和粒度分佈特性。

仲鎢酸銨形貌越複雜,表面越粗糙,分佈範圍廣,直接還原出的鎢粉成形性好,壓坯強度高。仲鎢酸銨的形貌和粒度分佈等物理性能,鎢粉產品品質性能有重要影響,進而影響鎢深加工產品的性能。因此,應根據鎢粉品質要求,對仲鎢酸銨品質,尤其是物理性能提出控制要求,以達到提高鎢製品品質的目的。

 

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鎢合金曲軸斷裂原因

鎢合金曲軸斷裂是發動機嚴重的機件故障,斷裂一般發生在曲柄銷和主軸頸與曲柄臂的連接圓角處或軸頸油孔等應力集中部位。

鎢合金曲軸斷裂原因:
(1)發動機修好後,裝車沒經過磨合期,即超載超掛,發動機長期超負荷運行,使曲軸負荷超出容許的極限。
(2)在曲軸的修理中採用了堆焊,破壞了曲軸的動力平衡,又沒有做平衡校驗,不平衡量超標,引起發動機較大的振動,導致曲軸的斷裂。
(3)由於路況不佳,車輛又嚴重超載超掛,發動機經常在扭振臨界轉速內行,減振器失效,也會造成曲軸扭轉振動疲勞破壞而斷裂。
 

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鎢合金曲軸磨損原因分析

鎢合金曲軸表面的磨損是不均勻的,主軸頸與連杆軸頸的徑向磨損主要呈橢圓形,且其最大磨損部位相互對應,即各主軸頸的最大磨損處靠近連杆軸頸一側;而連杆軸頸的最大磨損處也是靠近主軸頸一側。曲軸軸頸沿軸向還有錐形磨損。

鎢合金曲軸磨損原因是由於作用於軸頸上的力沿圓周方向分佈不均勻引起的。發動機工作時,連杆軸頸所受的綜合作用力始終作用在連杆軸頸的內側,方向沿曲軸半徑向外,造成連杆軸頸內側磨損最大,形成橢圓形。

連杆軸頸產生錐形磨損原因是由於通向連杆軸頸的油道是傾斜的,當曲軸回轉時,在離心力的作用下,潤滑油中的機械雜質偏積在連杆軸頸的一側,加速了該側軸頸的磨損,使連杆軸頸的磨損呈錐形。此外,連杆彎曲、汽缸中心線與曲軸中心線不垂直等原因,都會使軸頸沿軸向受力不均,而使磨損偏斜。

在對鎢合金曲軸檢驗時,必須查明磨損情況,並進行正確的修理,保證曲軸所要求的疲勞強度和耐磨性。
 

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鎢合金高爾夫球杆握把的維護

鎢合金高爾夫球杆握把維護:很多球手都不能正確維護握把。直接結果是導致握把提前“衰老”,性能大打折扣。維護握把最簡單的辦法是在每輪球賽後仔細清洗。清洗方法很簡單,用溫水、肥皂、刷子或者海綿,把凹槽內的汙跡徹底清除,然後風乾或者用毛巾將水分去除,此時你會注意到球杆的性能和觸感均增強了。

除了日常維護外,還應學會正確評估你的握把狀態。握把上面的握痕不適合你的手,或者杆身未能抵達頂端均會造成問題。建議每年更換握把一次。最好選擇適合的型號,讓技術嫺熟的技術員幫你更換。比如,你的手心容易出汗或者經常在潮濕的天氣中打球,就應該選擇相應的握把。如果你有關節炎或者手掌很大,最好選擇超大的型號。另外,握把的重量也很重要,可供選擇的握把通常在38-64克之間。握把太輕或者太重均會影響揮杆重量、平衡性和觸感。

鎢合金高爾夫球杆握把的維護
 

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