在钨铜、银钨和钨铁等机械零件以及金属陶瓷材料或复合材料的生产中，熔渗法是其中最为主要的工艺方法之一。以钨铜合金电极为例，熔渗过程是将高温烧结后的钨骨架浸入铜液中，使得钨骨架中的孔隙被铜液填充，再经退火冷却后得到致密的钨铜合金材料。因此，熔渗工艺是钨铜合金电极制备中最为关键的一道工序，其直接影响钨铜合金电极的综合性能。而目前的研究多集中在熔渗的各项参数上，对于熔渗机理的研究相对较少，而且这些研究大多数是针对于粗颗粒钨粉，而很少涉及到细颗粒钨粉。

熔渗的过程是依靠外部金属液润湿粉末多孔体（钨骨架），在毛细管力的作用下，液体金属（铜）沿着颗粒间孔隙或颗粒内孔隙流动，直到完全填充孔隙为止。自发熔渗不是因为原子的扩散作用，而主要是借助毛细管力使得熔融铜液充填与多孔钨基体的孔隙之中。从毛细管形成机制上来看，毛细管中液体的重力势能应当来自液体内部分子进入附着层时所损失的势能。因分子在附着层中的势能应比在液体内部时更小，根据稳定平衡时势能最小的原理，液体内部分子要尽量挤入附着层，使附着层有伸展倾向。

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钨铜合金电极熔渗工艺流程图:

混料制备：先将钨粉、诱导铜粉等按照一定比例装入球磨机中，经一定时间后加入1%硬脂酸并干燥过筛从而制得混合粉。

压制成型：采用液压机压制，压制过程中有部分粉末损耗，称量时应注意。

脱脂工艺：使用H2作为保护气氛进行热脱脂，粘结剂必须脱除干净以免污染烧结炉。

高温烧结：使用H2作为保护气氛，于钼丝炉中进行高温烧结。

熔渗：使用H2作为保护气氛，在1200-1300℃下进行熔渗铜。

后处理：将熔渗后的钨铜合金电极进行退火处理，提高合金性能，然后进行表面处理去除多余的铜。

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而烧结温度对钨铜合金电极电导率的影响如下图所示。从图中我们不难得知，刚开始时钨铜合金电极电导率随着烧结温度的增加而增加。如当烧结温度从约1150℃增加至1300℃时，钨铜合金电极电导率从33.12%IACS增加到41.23%IACS。然而，当烧结温度继续增加，由1300℃升高到1450℃时，此时钨铜合金电极的电导率反而下降。

这是由于一开始烧结温度增加，压坯及制备的钨骨架中孔隙连通性较好，闭孔也相应较少，熔渗后钨铜分布较为均匀，因此电导率随着烧结温度的升高而上升。但是当烧结温度继续升高，钨骨架的闭孔也随之增加，从而影响到随后的熔渗效果，使得熔渗不足，孔隙增加，最终导致钨铜合金电极电导率的下降。

更多烧结工艺对钨铜合金电极性能的影响相关内容请参考以下链接：

http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80083-ti-10288 
http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80084-ti-10289 
http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80120-ti-10290

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从烧结动力学的方面看，钨铜合金电极中钨粉的烧结主要存在扩散和流动两种不同的机制。尤其是在烧结的中、高温阶段，表面的扩散作用就显得十分明显。此时由于粉末粒度较细，即粉末的比表面积较大，表面的活性原子数较多，表面的扩散就相对较为容易进行，这也就使得钨骨架烧结很容易就从第二阶段迅速进入第三阶段。而若能将烧结过程控制在第二阶段，则各项性能相对较为理想。下图为烧结温度对钨铜合金电极硬度影响：

从图中我们不难发现钨骨架的硬度从初期随着温度的增大而增大，直到后期趋于平稳，基本上与烧结温度对钨铜合金密度的影响效果相一致。

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硬质合金钻铣复合刀具被称为新型的钻削立铣刀，具有轴向切入和径向切入的二种功能，在一次装夹中可进行轴向进给和径向进给而无需换刀，减少了换刀次数和加工工序，提高了工作效率，特别适用于加工封闭型键槽及模具的凹形腔，是数控仿形铣削和加工中的主要配套刀具。

可转位钻削立铣刀的刀体采用一般采用合金钢制成，切削部分由担任外缘切削的刀片和担任端面切削的刀片组成。刀片材料为硬质合金，表面可作TiN涂层处理。刀片刃口磨损后可以转位。钻削立铣刀的规格为Φ12～40mm，使用不同牌号的硬质合金刀片，可切削碳钢，合金钢，不锈钢，铸钢，灰铸铁，球墨铸铁，冷硬铸铁，青铜和黄铜等材料。

钻削立铣刀在加工硬度为120～300HB的碳素工具钢时，切削速度可达80～120m/min，最大轴向切深为7mm，进给量一般为每齿0.05～0.15mm。切削时切削力小，切削轻快，切屑收缩变形小，切屑光洁无毛刺，切削后刀片无明显磨损和崩刃现象，切出的封闭槽底面接刀平直，表面粗糙度数值在Ra1.5μm左右。（结束）

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数控加工工艺充分体现了集中工序的工艺原则，反映在CNC加工中心上尤为突出。它能集粗精加工各道工序于同一台机床上，对硬质合金刀具具配置的要求和管理完全不同于常规加工，有很大的突破，下面是一些具体要求。

1、高切削效率要求
硬质合金刀具应具有高效率的切削能力。数控机床，加工中心的初始投资很高，所以单位工时的价格相应也很高。因此所用刀具必须能满足高切削速度，大进给量，大切深的要求。为了充分发挥数控机床的技术优势，提高加工效率，对复杂零件加工要求在一次装夹中进行多工序的集中加工，并淡化传统的车、铣、镗、螺纹加工等不同切削工艺的界限，是提高数控机床效率、加快产品开发的有效途径。为此，对数控刀具提出了多功能(复合刀具)的新要求，要求一种刀具能完成零件不同工序的加工，减少换刀次数，节省换刀时间，减少刀具的数量和库存量，便于刀具管理。如多功能车刀和铣刀、镗一铣刀、钻一铣刀、钻一扩刀、扩一铰刀、扩一镗刀等，使原来需要多道工序、几种刀具才能完成的工序，在一道工序中，由一把刀完成，以提高生产效率，保证加工精度，而且明显减少了刀具数量。

3、高寿命要求
硬质合金刀具应有很高的寿命，以减少换刀时间，并保证产品质量。刀具的寿命还应有很高的可靠度，以避免因刀具早期失效而引起停机等系统故障。

4、高断屑性要求
刀具应能可靠地断屑，卷屑和排屑，不致干扰切削加工，不影响加工表面的质量。

5、数控刀具应系列化、标准化和通用化
硬质合金刀具应系列化，标准化，模块化，以便于管理，并尽量减少所备工具的数量。应改变以往的管理方式，建立工具准备单元，进行集中化管理，负责工具的保管，维护，修磨，预调，配置等工作。（结束）

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在压坯密度相同的情况下，随着烧结温度的升高，钨骨架的密度也逐渐增大。而制备熔渗性良好的钨骨架，一方面需要钨骨架具有一定的硬度和强度，另一方面又要求钨骨架内部有较好的连通性，这样才有利于金属铜的熔渗。钨粉的单元系烧结又可细分为三个阶段，分别为联结阶段、烧结颈的长大阶段、闭孔隙球化和缩小阶段。因此，要获得理想的钨骨架，要尽量把烧结过程控制在第二阶段以内，以减少孔隙度，并针对不同粉末粒度采用最佳的烧结温度。

随着温度的升高，钨铜合金电极在烧结的前两个阶段，密度逐渐增大。钨粉的原始接触点或接触面转变为晶体结合，即通过形核、长大等原子过程形成烧结颈，然后原子向钨粒的结合面大量的迁移使得烧结颈扩大，颗粒间距缩小，并形成连续的孔隙网络，同时由于晶粒长大，晶界开始不断迁移，被晶界扫过的区域孔隙大量消失，从而形成连通的钨骨架。当温度从1150℃升高到1250℃，钨骨架密度由12.15g/cm³升高到12.39g/cm³。然而，此后烧结温度继续升高，在钨骨架烧结的第三阶段及后期，其密度变化也较小。此时，多数孔隙被完全分隔开，闭孔数量则大为增加，孔隙形状趋于球形并不断缩小，不利于后期熔渗工艺的进行。

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对于一定密度的压坯，钨骨架的烧结无疑是制造钨铜电极材料的关键工序。采用高温烧结容易除去杂质，从而可保证电导率达到一定的要求。而选择烧结温度主要要考虑钨粉粒度、粒度分布情况以及压制密度等因素的影响。如果温度过低，孔隙度会增大，从而就会使得钨铜合金电极的硬度和致密度下降；若温度过高，则孔隙度较低，含铜量也相对减少，产品密度偏高，电导率和成形性变差。

因此，在通常情况下会将烧结温度控制在1600℃-2200℃范围之间。而烧结时间与烧结温度可以通过一定的调整达到相对匹配的状态，提高烧结温度可缩短烧结时间，从而提高了加工效率，而延长烧结时间则可在一定程度上降低烧结的温度。不过总的来说，钨铜合金电极烧结性能对烧结温度表现比烧结时间更为敏感。以下是不同烧结温度下保温1h钨骨架和熔渗后钨铜合金电极的各项性能。

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本文第1部分我们提到使用硬质合金BTA深孔钻进行深孔加工时有一些难点，比如无法直接观察刀具切削情况，散热和排屑问题突出，易因振动发生偏斜等等。本部分提出一些解决方案。

上述问题以排屑、导向和冷却最为重要。这几个问题解决好了，既可保证钻孔精度，又能延长刀具寿命、提高加工效率。因此，在深孔加工中可视具体加工要求采取以下工艺措施： 

对BTA深孔钻的长期使用实践表明，工件材质对深孔钻削质量及加工效率影响较大，其中27SiMn 材料的可加工性最好，45钢材料次之；40Cr材料较难加工，不易形成C形切屑，容易造成钻杆堵塞、钻头损坏，因此加工40Cr材料时可预先进行调质处理(HB240~260)，以降低加工难度。钻削加工时应注意观察刀具各刀刃后角的磨损情况，当后角磨损量超过0.3mm 时，应重新刃磨或更换新钻头，如继续使用，会导致切削力增大，造成钻杆堵塞，刀具损坏。

（结束。本文分为2部分，这是第2部分，第1部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80079-ti-10286）

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由于深孔加工具主要用于对孔深大于孔径6倍的孔进行加工。深孔加工的对象特点和工具本身结构特点都与普通孔加工有所不同，具有诸多不利因素，稍不慎重，就会轻者造成孔加工质量低劣，重者导致工具损伤，因此在使用硬质合金BTA深孔钻时，应注意以下几个深孔加工难点： 

1、深孔加工无法直接观察刀具切削情况，因此加工时只能通过听声音、看切屑、观察机床负荷及切削液压力等方法来判断排屑及刀具磨损状况。 
2、深孔加工散热困难，必须采用有效、可靠的切削热冷却方式。 
3、深孔加工排屑困难，如发生切屑阻塞极易损坏刀具，因此必须合理选择切削用量，保证断屑可靠、排屑通畅。 
4、深孔加工时孔易发生偏斜，因此在刀具及进液器结构设计时应考虑导向装置与措施。 
5、深孔加工时钻杆长、刚性差、易振动，将直接影响加工精度及生产效率，因此合理选择切削用量十分重要。

（未完待续。本文分为2部分，这是第1部分，第2部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80080-ti-10287）

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