一种适合加工铜镍合金的新型钢结硬质合金钻头的设计和制造Ⅳ

本文第3部分论及:钢结硬质合金钻头因其材料的限制,不宜直接采用标准麻花钻结构,而需对钻头结构和几何角度做改进,包括增大钻芯厚度、减小螺旋角、主切削刃增开分屑槽、减小刃带宽度、改变横刃宽度等。本章将讨论该种钻头的制造。

四、 钢结硬质合金钻头的制造
 
钢结硬质合金刀具的制造工艺不同于普通高速钢和硬质合金刀具,具有一定特殊性,其加工要点如下。
4.1 车削加工:钢结硬质合金坯料硬度一般为32~35HRC ,硬质合金成分为WC ,切削用量宜采用低速小走刀量和较大切深,刀具材料宜选用YG类牌号,以YG8N为佳。
4.2 铣削加工:钻头沟槽和刃背的铣削加工可采用标准型式的高速钢成型铣刀,但切削用量的选用应比加工普通高速钢钻头时低(约为2/3)。加工过程中不宜使用切削液,因为铣削产生的切屑一般为碎屑,易与切削液混合为糊状,会加剧刀具磨损。
4.3 磨削加工:磨削钢结硬质合金钻头的钻刃时,采用金刚石或碳化硅砂轮为佳,砂轮应经常修整,以保持磨轮刃口的锋利性,否则易使刀刃退火,有时由于磨削径向力过大,甚至会使刀具对焊处发生断裂。
4.4 对焊:钢结硬质合金钻头的头部和柄部(40Cr)材料的导热率相差较大,如仍采用高速钢刀具对焊工艺无法保证对焊质量,为此对焊前应将40Cr刀柄先行加热,然后再快速放在对焊机上与钢结硬质合金棒料一起对焊。
4.5 热处理:钢结硬质合金钻头的热处理是保证钻头质量的重要环节。淬火温度对刀具硬度影响较大,如淬火温度>1260 ℃ ,会出现金属析出现象,使刀具硬度和强度大为降低;如淬火温度<1180 ℃ ,则难以保证钻头的硬度要求。试验结果表明,最佳热处理工艺参数为:1200 一1230 ℃ 淬火,560 ℃ 三次回火。

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(本文分为6部分,这是第4部分;第3部分请参考链接:http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/78783-ti-10032

 

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一种适合加工铜镍合金的新型钢结硬质合金钻头的设计和制造Ⅲ

本文第2部分论及:文本讨论的新型合金钢结硬质合金钻头材料采用D3牌号的钢结硬质合金,因为钢结硬质合金的硬度比高速钢更高,强度又比硬质合金大,综合性能介于两者之间,再加上钻头结构和角度上的调整,特别适合加工铜镍合金管板。本章将讨论该种钻头的结构设计要点。
 
三、钢结硬质合金钻头的结构设计 
钢结硬质合金钻头加工铜镍合金时,在提高切削效率和刀具寿命从而降低成本方面具有较大优势,但由于其强度低于高速钢刀具,如采用标准型式麻花钻结构,则无法进行正常加工。为此,需对钻头结构和几何角度作如下改进设计(见图)。
 
2.1 增大钻芯厚度K值 :国家标准规定,钻芯厚度K值每100mm增大1.4~2.0mm,现改为每100mm增大2.2~2.8mm。增大钻芯厚度可提高钻头切削部分刚度。 
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图 Ø15mm钢结硬质合金麻花钻
 
2.2 减小螺旋角β :国家标准规定Ø15mm麻花钻螺旋角b=30°,现改为β=25°。减小螺旋角有利于粘而硬的切屑顺利排出。 
2.3 主切削刃增开分屑槽 :在两个对称的180°主切削刃上交叉开出三条月牙形分屑槽,以减小轴向切削力,同时可为排屑创造有利条件。 
2.4 减小刃带宽度f :国家标准规定Ø15mm麻花钻刃带宽度f=1.0mm,现减小f=0.75 mm。减小刃带宽度可减小刃带与孔壁的摩擦,减少刀具磨损。 
2.5 修磨横刃 :钻削轴向力的大小与横刃的大小密切相关,为减小切削抗力,将横刃宽度改为0.7~1.0mm(约为原横刃宽度的1/3)。
 
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(本文分为6部分,这是第3部分;第2部分请参考链接:http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/78749-ti-10029;第4部分请参考:http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/78785-ti-10033
 
 

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一种适合加工铜镍合金的新型钢结硬质合金钻头的设计和制造Ⅱ

本文第1部分论及:铜镍合金BFe30-1-1在海水、淡水和蒸气中具有高的耐蚀性的特性使其多应用在冷凝器和恒温器方面,但其较差的可切削性,使得研制新型的钢结硬质合金钻头成为必要。这部分内容讨论钻头合金材料的选择。

二、 钻头合金材料的选用

本文所谈及的新型钢结硬质合金钻头材料选用株洲硬质合金厂提供的D3牌号钢结硬质合金,只所以不选用单纯的硬质合金材料,是因为硬质合金的硬度虽然很大,但是抗扭转力的强度仍然不够,在钻削铜镍合金BFe30-1-1时同样容易产生积屑瘤,加速刀具老化和磨损,甚至折断。而钢结硬质合金材料很好地解决了这一难题。

钢结硬质合金本是受硬质合金的生产过程启发而发展出来的,也是用粉末冶金方法制备的高硬度材料。它由高速钢粉末和硬质合金粉末混合后压制、烧结而成。它与硬质合金的区别在于硬质相含量降低到50%以下,并且以钢为黏结剂,获得在钢的基体上均匀分布着大量细小合金碳化物颗粒的组织。钢结硬质合金可以锻造成形,便于制造不同形状的工具,而且锻造可以克服粉末冶金制品致密度不够高的缺点,改善了钢结硬质合金的力学性能。钢结硬质合金退火状态下的硬度约在35~45HRC之间,仍然可以被切削加工。淬火、回火使钢结硬质合金的基体强化,硬度和耐磨性进一步提高。由此可见钢结硬质合金是一种介于硬质合金和工具钢之间的工具材料,它有硬质合金所不具备的可加工性,可以用锻造、焊接和切削加工方法制成不同形状的工具,可以通过热处理改变其性能以分别适应加工性和使用性能的要求。

D3牌号的钢结硬质合金是一种相对新型的工具材料,的主要成分为W18Cr4V(70%)和WC(30%)。其使用性能介于硬质合金和高速钢之间,其硬度高于高速钢(热处理硬度68~71HRC ) ,而强度高于硬质合金,用其制作的麻花钻可在摇臂钻床上对铜镍合金管板孔进行钻削加工。钢结硬质合金钻头在结构及几何角度上作了某些改进,较为显著地提高了切削效率和刀具寿命,可以满足加工要求。在Vc=26~30m/min, f=0.36~0.50mm/r条件下,刀具每刃磨一次可加工150~300个孔。

(本文分为6部分,这是第2部分;第1部分请参考链接:
 
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什么是伽玛钨辐射屏蔽件

伽玛辐射,也称为伽玛射线(用γ表示)属于高频电磁辐射(波长极短)。它们所生产的亚原子粒子的相互作用,如正负电子湮灭,中性π介子衰变,聚变,裂变或在天体物理过程的逆康普顿散射。因为伽玛射线是电离辐射的一种形式因此它们会对健康造成危害。一个经典的伽玛射线源的放射性衰变类型,称为γ衰变激发态原子核放射出伽玛射线几乎会立即形成。然而,γ衰变,也可以描述的同分异构体的过渡,其中包括一个相对较长的半衰期抑制γ衰变。高密度和高原子序数的钨是最有效的的伽玛屏蔽材料。

因为上述原因,我们知道伽玛辐射是对人体有害的,所以需要钨辐射屏蔽件。为什么现在流行使用钨材质来作为伽玛辐射屏蔽件的原料呢?正如大家所知,钨的密度高、机械性能、以及强度、无毒性紧密相关。伽玛钨辐射屏蔽件,经常用于空间有限的地方,或者只要求吸收的小区域,故使用钨伽玛辐射屏蔽件是最佳的选择。

 

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一种适合加工铜镍合金的新型钢结硬质合金钻头的设计和制造Ⅰ

一、设计新型钢结硬质合金钻头的缘起:铜镍合金BFe30-1-1的机械加工特性

BFe30-1-1也叫铁白铜,为结构铜镍合金(其化学成分和力学性能分别见表1和表2),

具有良好的力学性能,在海水、淡水和蒸气中具有高的耐蚀性,常用于造船业中,在高温,高压,高速条件下工作的冷凝器和恒温器。比如,汽轮机冷凝器(热交换器)管板通常选用低碳钢或低合金钢材料制造,但对于一些要求具有耐腐蚀性和较高机械性能的管板,则需选用铜镍合金材料BFe30-1-1,

但由于BFe30-1-1材料成分含镍较高,因此机械加工性(特别是可切削性)较差。尤其对于在半封闭状态下进行的钻孔工序,加工更为困难。如采用W18Cr4V高速钢标准麻花钻加工,由于被加工材料韧性和粘性均较大,切削刃极易粘屑并产生积屑瘤,使刀具刃口迅速钝化,从而导致刀具校正刃与孔壁剧烈挤压和摩擦,产生刺耳噪声,加工几个或几十个孔后,刀具主切削刃和侧刃即严重磨损,如继续加工,则切屑会将管板孔壁拉出较深沟槽,严重时会造成钻头折断。为解决铜镍合金管板孔的加工难题,科研人员研制了新型钢结硬质合金钻头。

表1 BFe30-1-1化学成分 

适用标准

Ni+Co

Fe

Mn

Cu

Zn

Si

Pb

S

C

P

Sn

杂质
总和

GB5234
-85

29.0~32.0

0.5~1.0

0.5~1.0

0.5~1.2

≤0.3

≤0.15

≤0.01

≤0.05

≤0.006

≤0.03

≤0.7

表2 BFe30-1-1力学性能 

品种

状态

b(MPa)

 b(%)

供货材料硬度

板材

M

≥375

≥23

60~70

Y

≥535

≥3

100

 
(本文分为6部分,这是第1部分;第2部分请参考链接:
 
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