無論是在國內還是在國外，硬質合金孔加工刀具從產生後都在迅速發展。

總體比例趨勢。從國內外的發展態勢分析，在整個刀具的產值中，孔加工刀具的比例將繼續逐漸減小，而在孔加工刀具的產值中，硬質合金產品的比例將繼續逐漸加大。從國外的情況看，在整個刀具行業中，硬質合金刀具的增長很快，這使得高速鋼刀具在刃具中的比例逐步下降。美國硬質合金刀具的產值1972年占刀具總產值40%，而1981年則增加到了45.2%，日本硬質合金刀具在刀具總產值(不包括金剛石刀具和CBN刀具)中所占比例從72年40.8%增加到了91年的64.4%，聯邦德國則從78年的23.1%增加到了82年的44.4%。硬質合金刀具迅速發展的原因，是適應了生產高速度，高效率，高壽命以及高可靠性的要求。隨著數控機床，加工中心的發展和生產的高效率化，這種趨勢將更加明顯。因此，花大力氣發展硬質合金孔加工刀具的設計，製造能力將成為許多工具製造商的一種決策選擇。

硬質合金麻花鑽普遍修磨橫刃和使用油孔
在產品結構上，麻花鑽仍是孔加工刀具中最重要的部分。不管是高速鋼麻花鑽還是硬質合金麻花鑽，修磨橫刃和使用油孔進行內冷卻將成為麻花鑽製造商的普遍選擇。如高速鋼抛物線麻花鑽，大螺旋角油孔麻花鑽，三刃硬質合金整體鑽頭，S型硬質合金鑽頭等普遍採用了橫刃修磨的方法而高速鋼大螺旋角油孔麻花鑽和S型硬質合金鑽頭還都採用了油孔內冷卻技術。

（未完待續。本文分為若干部分，這是第1部分，第2部分請參考：http://news.chinatungsten.com/big5/tungsten-information/80174-ti-10303）

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在鎢銅、銀鎢和鎢鐵等機械零件以及金屬陶瓷材料或複合材料的生產中，熔滲法是其中最為主要的工藝方法之一。以鎢銅合金電極為例，熔滲過程是將高溫燒結後的鎢骨架浸入銅液中，使得鎢骨架中的孔隙被銅液填充，再經退火冷卻後得到緻密的鎢銅合金材料。因此，熔滲工藝是鎢銅合金電極製備中最為關鍵的一道工序，其直接影響鎢銅合金電極的綜合性能。而目前的研究多集中在熔滲的各項參數上，對於熔滲機理的研究相對較少，而且這些研究大多數是針對於粗顆粒鎢粉，而很少涉及到細顆粒鎢粉。

熔滲的過程是依靠外部金屬液潤濕粉末多孔體（鎢骨架），在毛細管力的作用下，液體金屬（銅）沿著顆粒間孔隙或顆粒內孔隙流動，直到完全填充孔隙為止。自發熔滲不是因為原子的擴散作用，而主要是借助毛細管力使得熔融銅液充填與多孔鎢基體的孔隙之中。從毛細管形成機制上來看，毛細管中液體的重力勢能應當來自液體內部分子進入附著層時所損失的勢能。因分子在附著層中的勢能應比在液體內部時更小，根據穩定平衡時勢能最小的原理，液體內部分子要儘量擠入附著層，使附著層有伸展傾向。

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鎢銅合金電極熔滲工藝流程圖：

混料製備：先將鎢粉、誘導銅粉等按照一定比例裝入球磨機中，經一定時間後加入1%硬脂酸並乾燥過篩從而制得混合粉。

壓制成型：採用液壓機壓制，壓制過程中有部分粉末損耗，稱量時應注意。

脫脂工藝：使用H2作為保護氣氛進行熱脫脂，粘結劑必須脫除乾淨以免污染燒結爐。

高溫燒結：使用H2作為保護氣氛，於鉬絲爐中進行高溫燒結。

熔滲：使用H2作為保護氣氛，在1200-1300℃下進行熔滲銅。

後處理：將熔滲後的鎢銅合金電極進行退火處理，提高合金性能，然後進行表面處理去除多餘的銅。

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而燒結溫度對鎢銅合金電極電導率的影響如下圖所示。從圖中我們不難得知，剛開始時鎢銅合金電極電導率隨著燒結溫度的增加而增加。如當燒結溫度從約1150℃增加至1300℃時，鎢銅合金電極電導率從33.12%IACS增加到41.23%IACS。然而，當燒結溫度繼續增加，由1300℃升高到1450℃時，此時鎢銅合金電極的電導率反而下降。

這是由於一開始燒結溫度增加，壓坯及製備的鎢骨架中孔隙連通性較好，閉孔也相應較少，熔滲後鎢銅分佈較為均勻，因此電導率隨著燒結溫度的升高而上升。但是當燒結溫度繼續升高，鎢骨架的閉孔也隨之增加，從而影響到隨後的熔滲效果，使得熔滲不足，孔隙增加，最終導致鎢銅合金電極電導率的下降。

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從燒結動力學的方面看，鎢銅合金電極中鎢粉的燒結主要存在擴散和流動兩種不同的機制。尤其是在燒結的中、高溫階段，表面的擴散作用就顯得十分明顯。此時由於粉末粒度較細，即粉末的比表面積較大，表面的活性原子數較多，表面的擴散就相對較為容易進行，這也就使得鎢骨架燒結很容易就從第二階段迅速進入第三階段。而若能將燒結程序控制在第二階段，則各項性能相對較為理想。下圖為燒結溫度對鎢銅合金電極硬度影響。

從圖中不難發現鎢骨架的硬度隨著溫度的增大而增大，直到後期趨於平穩，基本上與燒結溫度對鎢銅合金密度的影響效果相同。

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硬質合金鑽銑複合刀具被稱為新型的鑽削立銑刀，具有軸向切入和徑向切入的二種功能，在一次裝夾中可進行軸向進給和徑向進給而無需換刀，減少了換刀次數和加工工序，提高了工作效率，特別適用於加工封閉型鍵槽及模具的凹形腔，是數控仿形銑削和加工中的主要配套刀具。

可轉位鑽削立銑刀的刀體採用一般採用合金鋼製成，切削部分由擔任外緣切削的刀片和擔任端面切削的刀片組成。刀片材料為硬質合金，表面可作TiN塗層處理。刀片刃口磨損後可以轉位。鑽削立銑刀的規格為Φ12～40mm，使用不同牌號的硬質合金刀片，可切削碳鋼，合金鋼，不銹鋼，鑄鋼，灰鑄鐵，球墨鑄鐵，冷硬鑄鐵，青銅和黃銅等材料。

鑽削立銑刀在加工硬度為120～300HB的碳素工具鋼時，切削速度可達80～120m/min，最大軸向切深為7mm，進給量一般為每齒0.05～0.15mm。切削時切削力小，切削輕快，切屑收縮變形小，切屑光潔無毛刺，切削後刀片無明顯磨損和崩刃現象，切出的封閉槽底面接刀平直，表面粗糙度數值在Ra1.5μm左右。（結束）

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數控加工工藝充分體現了集中工序的工藝原則，反映在CNC加工中心上尤為突出。它能集粗精加工各道工序於同一台機床上，對硬質合金刀具具配置的要求和管理完全不同於常規加工，有很大的突破，下面是一些具體要求。

1、高切削效率要求
硬質合金刀具應具有高效率的切削能力。數控機床，加工中心的初始投資很高，所以單位工時的價格相應也很高。因此所用刀具必須能滿足高切削速度，大進給量，大切深的要求。為了充分發揮數控機床的技術優勢，提高加工效率，對複雜零件加工要求在一次裝夾中進行多工序的集中加工，並淡化傳統的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限，是提高數控機床效率、加快產品開發的有效途徑。為此，對數控刀具提出了多功能(複合刀具)的新要求，要求一種刀具能完成零件不同工序的加工，減少換刀次數，節省換刀時間，減少刀具的數量和庫存量，便於刀具管理。如多功能車刀和銑刀、鏜一銑刀、鑽一銑刀、鑽一擴刀、擴一鉸刀、擴一鏜刀等，使原來需要多道工序、幾種刀具才能完成的工序，在一道工序中，由一把刀完成，以提高生產效率，保證加工精度，而且明顯減少了刀具數量。

3、高壽命要求
硬質合金刀具應有很高的壽命，以減少換刀時間，並保證產品品質。刀具的壽命還應有很高的可靠度，以避免因刀具早期失效而引起停機等系統故障。

4、高斷屑性要求
刀具應能可靠地斷屑，卷屑和排屑，不致干擾切削加工，不影響加工表面的品質。

5、數控刀具應系列化、標準化和通用化
硬質合金刀具應系列化，標準化，模組化，以便於管理，並儘量減少所備工具的數量。應改變以往的管理方式，建立工具準備單元，進行集中化管理，負責工具的保管，維護，修磨，預調，配置等工作。（結束）

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在壓坯密度相同的情況下，隨著燒結溫度的升高，鎢骨架的密度也逐漸增大。而製備熔滲性良好的鎢骨架，一方面需要鎢骨架具有一定的硬度和強度，另一方面又要求鎢骨架內部有較好的連通性，這樣才有利於金屬銅的熔滲。鎢粉的單元系燒結又可細分為三個階段，分別為聯結階段、燒結頸的長大階段、閉孔隙球化和縮小階段。因此，要獲得理想的鎢骨架，要儘量把燒結程序控制在第二階段以內，以減少孔隙度，並針對不同粉末粒度採用最佳的燒結溫度。

隨著溫度的升高，鎢銅合金電極在燒結的前兩個階段，密度逐漸增大。鎢粉的原始接觸點或接觸面轉變為晶體結合，即通過形核、長大等原子過程形成燒結頸，然後原子向鎢粒的結合面大量的遷移使得燒結頸擴大，顆粒間距縮小，並形成連續的孔隙網路，同時由於晶粒長大，晶界開始不斷遷移，被晶界掃過的區域孔隙大量消失，從而形成連通的鎢骨架。當溫度從1150℃升高到1250℃，鎢骨架密度由12.15g/cm³升高到12.39g/cm³。然而，此後燒結溫度繼續升高，在鎢骨架燒結的第三階段及後期，其密度變化也較小。此時，多數孔隙被完全分隔開，閉孔數量則大為增加，孔隙形狀趨於球形並不斷縮小，不利於後期熔滲工藝的進行。

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對於一定密度的壓坯，鎢骨架的燒結無疑是製造鎢銅電極材料的關鍵工序。採用高溫燒結容易除去雜質，從而可保證電導率達到一定的要求。而選擇燒結溫度主要要考慮鎢粉粒度、粒度分佈情況以及壓制密度等因素的影響。如果溫度過低，孔隙度會增大，從而就會使得鎢銅合金電極的硬度和緻密度下降；若溫度過高，則孔隙度較低，含銅量也相對減少，產品密度偏高，電導率和成形性變差。

因此，在通常情況下會將燒結溫度控制在1600℃-2200℃範圍之間。而燒結時間與燒結溫度可以通過一定的調整達到相對匹配的狀態，提高燒結溫度可縮短燒結時間，從而提高了加工效率，而延長燒結時間則可在一定程度上降低燒結的溫度。不過總的來說，鎢銅合金電極燒結性能對燒結溫度錶現比燒結時間更為敏感。以下是不同燒結溫度下保溫1h鎢骨架和熔滲後鎢銅合金電極的各項性能。

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本文第1部分我們提到使用硬質合金BTA深孔鑽進行深孔加工時有一些難點，比如無法直接觀察刀具切削情況，散熱和排屑問題突出，易因振動發生偏斜等等。本部分提出一些解決方案。

上述問題以排屑、導向和冷卻最為重要。這幾個問題解決好了，既可保證鑽孔精度，又能延長刀具壽命、提高加工效率。因此，在深孔加工中可視具體加工要求採取以下工藝措施： 

對BTA深孔鑽的長期使用實踐表明，工件材質對深孔鑽削品質及加工效率影響較大，其中27SiMn 材料的可加工性最好，45鋼材料次之；40Cr材料較難加工，不易形成C形切屑，容易造成鑽杆堵塞、鑽頭損壞，因此加工40Cr材料時可預先進行調質處理(HB240~260)，以降低加工難度。鑽削加工時應注意觀察刀具各刀刃後角的磨損情況，當後角磨損量超過0.3mm 時，應重新刃磨或更換新鑽頭，如繼續使用，會導致切削力增大，造成鑽杆堵塞，刀具損壞。

（結束。本文分為2部分，這是第2部分，第1部分請參考：http://news.chinatungsten.com/big5/tungsten-information/80081-ti-10288）

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