硬质合金钻头的自身稳定性

在加工初始阶段，由于钻头所处的状态通常不够稳定，容易引发钻体偏斜，若钻头越长此现象越明显。硬质合金可转位刀片钻头通过它的转位内刀片和外刀片分别对孔的中心部分已外径部分进行加工，此种不稳定结构使得钻头在初始阶段更容易发生偏斜。



一 般地，具有稳定性较高的硬质合金钻头类型还包括焊接式硬质合金钻头和可更换硬质合金齿冠钻头，它们由对称的两条切削刃组成几何刃型，可以自定心且不需要减 小进给率。在切削加工时，普通硬质合金钻头的长度若超过直径四倍则应考虑适当减小进给率。整体硬质合金钻头在自身稳定性方面更有优势，它的刚性好且加工精 度较高但由于脆性大，在定心加工时容易发生折断现象。

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硬质合金钻头是在钻头的切削刃上嵌焊硬质合金刀片。硬质合金钻头可用于高锰钢，淬硬钢以及高速钻削铸铁件的加工。为了保证硬质合金钻头能达到最佳的切削表现以及较长的使用寿命，稳定性作为一个及其重要的因素，应着重考量两个方面：硬质合金钻头自身稳定性以及加工机床的稳定性。

加工机床的稳定性

在钻孔加工中，为了达到硬质合金钻头的安全使用标准以及更高的钻孔精度，机床稳定性作为稳定性因素的一个重要考量方面须予以关注。其中定期检查机床主轴，夹具以及附件工作状态是确保加工机床稳定性的重要手段。


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由钨，镍，铜等粉末通过粉末冶金工艺进行混合、压制、烧结等步骤，在表面进行打磨、抛光等加工得到的钨合金条经过后期镀金加工成为了钨合金镀金金条。钨合金镀金条有着良好的加工性，可定制规格，常见规格有10OZ，1000g，500g，100g，镀金的类型通常有18K金和24K 。

钨合金镀金金条具有高密度特性，镀金加工后与真金极为相近，可作为黄金的替代品使用，如贵金属交易所、银行的展示品，但不能用于非法用途。除了黄金替代品，钨合金镀金金条在商务活动，周年庆等也用做纪念品使用。不仅因为其与黄金相似，更因为钨合金镀金金条具有的耐磨损、环保性，因此钨合金镀金金条极受人们的追捧。



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切环法是测量钨管残余应力的方法之一，是通过测量切环前后的应变量来实现的，残余应力的平均分布状况由此可整体体现出来。

切环法步骤：
取沉积试样→沿轴向方向用线切割试样获得切环→去除沉积基体→沿轴向方向切割钨管获得切环→真空退火处理（温度为1200℃、保温时间为1h）获得切环

去除沉积基体和沿轴向方向切割后所得的钨管的切口显著减小，这说明在后续冷却过程中，沉积基体的收缩使得钨管内产生很大的残余应力，该残余应力存在于钨管的圆周方向。残余应力的大小随沉积温度的升高而降低，随沉积钨管的管径的增大而降低。

经真空退火处理后的环状切口直径大小的变化不明显。

 

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CVD钨管沉积速率的影响因素主要有以下几点：

还原反应的速度；

还原反应：WF₆ + H₂ → W + 6HF (125Kj/mol)

沉积温度：500℃，600℃，700℃，800℃

随着沉积温度的升高，还原反应的速度加快，也就是说，W原子在单位时间内的产生量增大。

当沉积温度在700℃时，WF₆差不多已经完全消耗掉了。

当沉积温度在700℃-800℃时，CVD钨管沉积速率的变化趋势不是很明显。

WF₆ 和H₂ 以及 HF的扩散运动的速度；随着沉积温度的升高，WF₆ 、H₂ 和 HF的扩散速度加快趋势明显。

W原子沿着沉积表面的扩散运动的速度；随着沉积温度的升高，W原子的扩散速度明显加快。

结晶速度。

 

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了解蓝色氧化钨（蓝钨）的相成分对于制取性能良好的钨粉具有一定的影响，根据相成分的探讨，在选取不同原料和控制工艺上能更加的明确，能制取所需的性能良好的钨粉。蓝钨在还原过程中主要相成分是β-氧化钨（WO_2.9）,γ-氧化钨（WO_2.72）、二氧化钨（WO₂）和钨粉。
首先探讨的是从蓝钨到γ-氧化钨的还原过程。根据研究数据可知，蓝钨的主要相成分β-氧化钨表面粗糙，有裂痕。随着还原过程的进行β-氧化钨的氧原子减少和空位的增加，β-氧化钨向γ-氧化钨转变。生成的γ-氧化钨表面粗糙程度进一步增大，裂痕也进一步变大，颗粒形貌为针状和短棒状，其排列不规则，但是这些结构有利于还原反应的进行。γ-氧化钨的颗粒形貌取决于还原温度、升温速度、料层厚度等因素。

 

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CVD钨管工艺参数：
反应气体：WF₆和H₂ 的通入量和配比保持不变
沉积温度：500℃，600℃，700℃，800℃（加热方式不变）
沉积基体：紫铜管，相同管径
还原反应：WF₆ + H₂ → W + 6HF (125Kj/mol)   

CVD钨管工艺参数对沉积速率的影响：
由CVD钨管实验的结果分析可以看出以下几点：
CVD钨管的沉积速率随着沉积温度的升高而加快。

当沉积温度低于500℃时，还原反应的速度非常缓慢，钨管沉积膜层的生长速率很低。

当沉积温度在500℃-700℃时，CVD钨管的沉积速率的提高较明显。

当沉积温度在700℃-800℃时，CVD钨管的沉积速率的加速较缓慢。

若是沉积温度超过800℃，所获得的钨管沉积层组织结构很疏松，不存在实际的使用价值，所以，沉积温度宜控制在500℃-700℃。


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通过SEM观察蓝色氧化钨的粒度和松装比重发现，焙解温度在400~500℃之间，蓝钨的颗粒均匀性较好。当焙解温度在400~500℃焙解温度下，可获得费氏平均粒度为11.9~12.0um，松装比重为2.49~2.50 g/cm²的蓝钨。当焙解温度在400℃时，蓝钨的费氏平均粒度是12.0um，松装比重是2.50g/cm²。在焙烧温度为450℃时，费氏粒度为11.9um，松装比重,是2.50 g/cm²。而在焙解温度在500℃时，费氏粒度为12.0um，松装比重为2.49 g/cm²。经以上数据可以发现，焙解温度在400~500℃之间蓝钨的粒度分布曲线趋势相同，均匀性较好。在每个温度范围内，粒度分布在一个区域内波动，各个粒度分布主要是在10~40um之间，且松装比重的波动也不是很大。同时不同的温度下，蓝钨粒度的平均直径也有相应的影响。温度越高蓝钨的粒径也会有所增大，但是影响不明显。

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氧指数对蓝色氧化钨的性能和形貌有一定的影响，相关学者通过增重法测定蓝钨的氧指数的含量。经过实验分析发现，焙解温度对蓝钨的氧含氧量和色译密切相关。当焙解温度在350~500℃时，氧指数介于2.96-2.90之间。通过改变焙解温度，蓝钨的色译、氧指数含量和表面光泽度都有不同程度的变化。在350℃时，蓝钨的色译呈现的是黄蓝色，氧指数较高，表面无光泽。随着温度的升高，蓝钨逐渐被还原，当焙解温度达到450℃时蓝钨的色译为蓝黑色，表面有金属亮光，氧指数为2.94。焙解温度达到500℃时，氧指数为2.90，蓝钨的色泽为墨蓝色。随着温度继续升高部分蓝钨以转化为WO_2.72产物，这时蓝钨色译进一步加深，氧指数也进一步减少。当焙解温度达到550℃时，开始出现紫色的WO_2.72，但大部分保留蓝钨的色泽，形成了不均匀的混合物。


 

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经过实验发现影响蓝色氧化钨（蓝钨）性能的主要因素有原材料粒度的大小和工艺生产条件等。而工艺生产条件主要包括焙解温度、氢气流量和焙解时间等。氢气流量和焙解时间对蓝钨形貌和颗粒的影响主要是在一定的焙解温度下，随着氢气流量的减少蓝钨颗粒有长大的趋势，表面裂纹也会加粗，且均匀性变差。反之，氢气流量加大颗粒有变细的趋势。主要是因为氢气的渗透和压力的增高，改变了内应力，这种内应力会导致晶格发生畸变，造成颗粒的崩裂。因此颗粒容易破裂而产生细颗粒粉末。而焙解时间对蓝钨的影响主要是焙解时间越长，蓝钨颗粒会增大，表面裂纹也会增大。经过实验证明，焙解温度在400~500℃，焙解时间为30~40分钟，氢气流量1.51ml/min，可以制得裂缝多均匀性好的蓝钨。

 

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