切削加工是木材工业生产中最基本、最广泛、最重要的工艺之一，直接影响生产效率、加工成本和能源消耗。而刀具能否进行正常的切削，切削质量的好坏都与木工刀具切削部分的材料相关。对木工刀具的要求是在高速、并且承受冲击载荷的切削条件下能长时间保持切削刀具的锐利性能。为此，木工刀具的材料必须具备必要的硬度和耐磨性，足够的强度和韧性，一定的工艺性（如焊接、热处理、切削加工和磨削加工等）。

木工用硬质合金刀具是由硬度极高、难熔的金属碳化物（WC，TiC）用Co、Ni等做粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。其性能主要取决于金属碳化物的种类、性能、数量、粒度和粘结剂的用量。木工用硬质合金刀具的硬度为HRC74~81.5，其硬度随粘结剂含量的增加而降低。木工用硬质合金刀具中高温碳化物的含量超过高速钢，所以热塑性好，能耐高达800~1000℃的切削温度。600℃时超过高速钢的常温硬度， 1000℃时超过碳钢的常温硬度。木工用硬质合金刀具主要采用以金属钴（Co）做粘结剂、碳化钨（WC）为硬质相的YG类硬质合金。




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硬质合金刀具是切削加工中不可缺少的重要工具, 无论是普通机床, 还是先进的数控机床(NC)、加工中心(MC)和柔性制造系统(FMC), 都必须依靠刀具才能完成切削加工。硬质合金刀具的发展对提高生产率和加工质量具有直接影响。材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素, 其中硬质合金刀具材料的性能起着关键性作用。

硬质合金刀具材料主要为硬质合金，其牌号通常可分为三类：
1. YG类(WC-Co类):该类硬质合金制造的刀具具有较好的韧性、耐磨性、导热性等, 主要用于加工铸铁、有色金属和非金属。
2. YT类(WC-TiC-Co 类):由于材料中加入了TiC , 使材料的硬度和耐磨性有所提高, 但抗弯刚度有所降低。该类硬质合金具有高硬度和高耐热性, 抗粘结、抗氧化能力较好, 适用于加工钢材, 切削时刀具磨损小, 耐用度较高。
3. YW类(WC-TiC-Ta-Co类):在YT 材料中加入TaC 是为了提高刀具的强度、韧性和红硬性。该类硬质合金材料具有很高的高温硬度、高温强度和较强的抗氧化能力, 特别适于加工各种高合金钢、耐热合金和各种合金铸铁。




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在金属切削加工过程中，影响已加工表面粗糙度的主要因素有：硬质合金刀具的几何形状、振动、刀具的磨损、机床的几何运动、工件材料的变形以及切削用量的选择。

1. 硬质合金刀具几何参数
在切削过程中，刀具几何参数的不同组合形成不同的切削形态。直接影响切削过程的稳定性和表面质量。

2. 硬质合金刀具材料
刀具材料与被加工材料金属分子的亲和力大时，被加工材料容易与刀具粘结而生成鳞刺与积屑瘤，且被粘结在刀刃上的金属与被加工表面分离时就形成附加粗糙度。所以当粘结磨损严重、摩擦严重时，已加工表面粗糙度值就会变大；反之粗糙度值会减小。

3. 硬质合金切削用量
加工塑性金属材料时，切削速度对鳞刺和积屑瘤的影响很明显。切削速度比较小时容易产生鳞刺，速度逐渐增大时，会形成积屑瘤，粗糙度也变大。避开这个速度区间，表面粗糙度会有所改善。

4. 硬质合金刀具的刃磨质量
刀具切削刃的前后面和切削刃本身的粗糙度值都影响着已加工面的粗糙度值。通常来讲，切削刃的前后面的粗糙度要比已加工表面的粗糙度值小1-2级。




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旋锻棒材的最终直径为3毫米左右。 拉丝 拉丝坯料可用旋锻法生产，也可用轧制法生产；轧制法生产的坯料道次变形量大，组织较均匀，有利于以后的加工。钨丝坯料拉制钨丝是用“温拉丝”方法。首先在链式拉伸机上拉至直径1.3毫米,而后分别经粗拉、中拉和细拉使直径达到 0.2、0.06和小于0.06毫米。

随着直径减小，应使加热温度下降、拉丝速度提高。道次变形量一般在10～20％之间。拉丝采用煤气－空气混合加热，温度为900～400℃。拉粗丝采用硬质合金模，拉细丝则采用金刚石模。模子材质、孔型、研磨技术对丝材质量有很大的影响，石墨润滑剂的质量、粒度、配比、涂敷方法同样影响丝材质量。丝材直径的不均匀性是使用时断丝的最主要原因之一，有0.2～0.4微米的偏差就会使真空管中钨丝的寿命大大降低。

细丝材的直径可以用重量法或真空标准电流法进行测定。在拉丝过程中，随着直径减小，变形抗力增大（如直径0.1～0.3毫米钨丝的断裂强度可高达350公斤力/毫米2），其塑性也相应降低。为了改善再加工性能，一般需要进行消除应力中间退火。此外，可采用电解腐蚀法将丝材加工成直径小于0.01毫米的细丝。

板材轧制
　　
钨板轧制可分热轧、温轧和冷轧。由于钨的变形抗力大，普通的轧辊不能完全满足钨板材轧制的要求，应使用特种材质的轧辊。轧制时，轧辊要预热，根据不同的轧制条件，预热温度为100～350℃。




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湿冶离子交换工艺由于流程短、投资少、质量高被我国众多仲钨酸铵生产厂家广泛采用锡为有害杂质,各种钨制品对杂质锡的含量都有严格的求,GB10116-88仲钨酸铵-0级标准中锡指标为不大于1×10-6,但近年来,随着黑钨精矿资源的日益匮乏,仲钨酸铵产品中锡超标问题时而出现,对仲钨酸铵生产厂家稳定质量造成了较大困难,因而研究锡在该工艺中的行为对指导生产、调整工艺、加强对锡的控制和保证产品质量有非常重要的作用。

湿冶离子交换法生产仲钨酸铵工艺中杂质锡的行为。结果表明:不同矿种黑钨精矿锡的浸出率不同,且随温度的升高急剧升高;添加剂对锡的浸出有较大影响;交换工序除锡率达98%以上;结晶过程前期锡优先析出。

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仲钨酸铵在高温下裂解出氢气，氢气在高温下对仲钨酸铵的裂解产物进行自还原的工艺技术，在不通氨或氢气情况下，温度、回转炉转速、还原时间等主要工艺参数对蓝色氧化钨性能产生影响。

回转炉转速对氧化钨结果的影响为：随着回转炉转速的加快，蓝色氧化钨粒度分布均匀，这是因100μm为回转炉转速加快，物料与炉管接触时间短，受热均匀，排气顺畅，从而蓝色氧化钨之间的质量均匀，粒度分布均匀性好。

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仲钨酸铵在高温下裂解出氢气，氢气在高温下对仲钨酸铵的裂解产物进行自还原的工艺技术，在不通氨或氢气情况下，温度、回转炉转速、还原时间等主要工艺参数对蓝色氧化钨性能产生影响。

给料速度主要控制还原时间，给料速度越快，还原时间越短。还原时间对蓝色氧化钨结果的影响为：随着还原时间的延长，氧指数（O/W）呈下降趋势，残氨呈下降趋势，但是试验温度的影响远大于还原时间的影响。这是因为，仲钨酸铵在高温下裂解脱出结晶水和氨，变成黄色氧化钨（WO3），黄钨在较低温度（600~700℃）时，在氢气气氛下还原时，在很短的时间（5min）内，即可迅速变成蓝色氧化钨（WO2.），在较短的时间（10~25min）内，可分别转变成紫色氧化钨（WO2.72）和褐色氧化钨（WO2），提高还原温度，延长还原时间均可以使铵含量降低，但温度的影响更为显著。

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仲钨酸铵在高温下裂解出氢气，氢气在高温下对仲钨酸铵的裂解产物进行自还原的工艺技术，在不通氨或氢气情况下，温度、回转炉转速等主要工艺参数对蓝色氧化钨性能产生影响。

温度对蓝色氧化钨结果的影响为：随着温度的升高，蓝色氧化钨的粒度无规律变化，但变化不大，证明在可控温度范围内受温度条件的影响不显著，氧指数（O/W）呈下降趋势，残氨呈下降趋势。这是因为，仲钨酸铵在高温下微还原的过程中，随着温度的升高，仲钨酸铵脱出结晶水和氨的程度加剧，氨在高温下裂解出氢气也加剧，则裂解出的氢气气氛加大，氢气对仲钨酸铵的还原程度加强，因

在切削加工硬质合金刀具时，切削用量对硬质合金刀具的磨损有着重要的影响，特别是切削速度。不同的切削速度对硬质合金刀具的磨损量有着不同的变化。一般来说，切削速度越大，刀面磨损量就越大，刀具的磨损就越严重。无涂层硬质合金刀具在高速切削时，后刀面磨损量迅速上升，切削距离很短，而且磨损量远大于低速切削时的磨损量。当切削速度达到100m/min 以上时，涂层在切削过程中因摩擦脱落，刀具基体暴露参与切削。导致硬质合金刀具磨损加剧，最终失效。

不同牌号的硬质合金刀具其磨损都是随着切削速度的增大而增加。低速切削时以粘结磨损为主要磨损机理，高速切削时以氧化磨损和扩散磨损为主要磨损机理。这是由于随着切削速度的增加，刀-屑接触面温度与压力越来越大，刀-屑之间的接触由滑动接触变为粘结接触。在刀具与工件接触表面摩擦过程中所产生的粘附力作用下，刀具材料细微质点发生剥落或剪切。当切削温度达到800~900℃时，工件元素与刀具元素之间发生分解并相互扩散，使刀具的强度下降，造成硬质合金刀具的磨损甚至破损失效。




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硬质合金刀具磨损过程分为初期磨损、正常磨损和剧烈磨损三个阶段组成。

1. 初期磨损阶段
硬质合金刀具和工件在刚接触时，由于新刃磨的刀具表面粗糙度大，以及微观裂纹、氧化或脱碳层等缺陷，使实际接触面积较小，接触点粘结严重，因此刀具磨损较快。随着切削的进行，刀具表面微峰峰顶逐渐磨去，表面粗糙度值降低，实际接触面积增大，接触点数增多，因此硬质合金刀具的磨损率降低。涂层硬质合金刀具在中低速时，磨损比较均匀。速度增大时，磨损带开始呈现抛物线状。

2. 正常磨损阶段
经过初期磨损后，硬质合金刀具的粗糙表面逐渐磨平而进入正常磨损阶段。这个阶段的磨损比较缓慢均匀，磨损量随着切削时间的增长而近似成比例增加。这个阶段是刀具的有效工作阶段。当刀具磨损进入正常磨损阶段后，副后刀面的磨损区域呈均匀磨损的现象。特别是涂层硬质合金刀具，其磨损范围呈现为均匀的条状磨损。与无涂层硬质合金刀具相比，它的磨损更为缓慢地进入正常磨损阶段。

3. 剧烈磨损阶段
当硬质合金刀具的磨损量到达一定值后切削力会急剧增大，切削温度也迅速升高，后刀面磨损值将大幅增加，机械效率下降、精度丧失、产生异常振动和噪声，最后造成刀具的切削性能下降，最终导致硬质合金刀具失去切削能力。




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经过几十年的发展, 硬质合金刀具的硬度已达89 ～93HRA , 在1000 ℃的高温下仍具有较好的红硬性, 其耐用度是高速钢刀具的几十倍。硬质合金刀具材料是由WC 、TiC 、TaC 、NbC 、VC 等难熔金属碳化物以及作为粘结剂的铁族金属用粉末冶金方法制备而成。与高速钢相比, 它具有较高的硬度、耐磨性和红硬性；与超硬材料相比, 它具有较高的韧性。由于硬质合金刀具具有良好的综合性能, 因此在刀具行业得到了广泛应用。 

然而硬质合金刀具在一定情况下会发生扩散磨损。扩散磨损是在高温作用下发生的。硬质合金在 800~900℃切削温度时，W 原子和 C 原子就会向切屑中扩散，切屑中的 Ti 和 Al 原子也会向刀具中扩散，经原子间相互置换后，就会降低刀具中原子间结合强度和耐磨性而形成了扩散磨损。切削钛合金时，由于切削区温度很高，而且表面始终与刚切削出的新鲜表面相互接触，切屑、工件与刀具前、后刀面有较大的化学活性，所以硬质合金刀具材料和钛合金材料接触面的元素会相互扩散到对方去，改变了两者的化学成分，直接影响其性能。




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