钨业知识

硬质合金铰刀设计和生产要领 Ⅰ

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月10日星期二 18:03; 点击数：881

硬质合金铰刀作为一种高效切削工具问世以来，已越来越广泛地被采用。在ISO的硬质合金P, M和K类基础上，我国发展生产了碳化钨、碳化钛、碳化钽和钴等硬质合金材料，突破了高效铰削这一难关。但是，对硬质合金铰刀如何正确设计、加工，特别是硬质合金铰刀各参数如何达到合理安排，使其标准化、优选化和系列化，并获得满意的经济效果，还有诸多问题需要探讨和解决。

1、确定切削刃、校正刃、过渡刃刃带。铰刀的要害部位之一就是刃带，不同的被加工材料，不同的工件铰削余量及不同的工件与铰刀的相对转速决定着不同的刃带宽度。生产中使用的铰刀常出现以下情况：铰刀使用寿命短，刃带迅速磨损而报废；铰刀表面粗糙度差，导致被加工工件孔的表面粗糙度更差；工件经铰削加工后的孔变形，因而孔的圆度超差，往往造成产品报废。

分析现场使用后的硬质合金铰刀，发现所有报废的铰刀磨损量并不大，除靠近切削刃和过渡刃1～2mm处有磨损痕迹外，其余切削刃完好，因此得出结论：除了不断提高铰刀切削刃外圆的表面粗糙度要求外，还必须对硬质合金铰刀刃带宽度进行优化。经过多次生产实践和试验，找出了铰刀刃带宽度的最佳尺寸范围，见表1。

表1碳钢用硬质合金铰刀刃带宽度推荐值(mm)

硬质合金铰刀刃带宽参数

（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/80217-ti-10309）

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硬质合金孔加工刀具的发展趋势 Ⅲ

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月10日星期二 18:00; 点击数：923

上文提到随着数控机床和加工中心设备的不断增加，硬质合金可转位孔加工刀具逐渐得得到普及，并且向刀具精密化和小型化发展。本文讲述硬质合金孔加工刀具的另一个趋势，即产品结构的模块化。

近年来，由于科学技术的不断进步和人们消费需求的不断异化，产品的寿命周期缩短了，产品更新换代的速度加快了。这种形势正在迫使许多生产企业走上多品种，小批量的生产方式，以适应市场需求的多变性及提高本企业产品的市场占有率。这就对为少品种大批量生产奠定基础、开辟道路的标准化活动提出了挑战。作为系统时代的标准化方法，模块化一经在产品设计上使用，就很快显示出其广阔的发展前景。它成功地解决了所谓多样化的挑战，为多样化生产条件下的标准化开辟了一条新路。

产品模块化设计一般都具有很大的灵活性和适应性，设计周期短，成本低等一系列优点，并有助于计算机辅助设计(CAD)，成组技术应用以及标准化管理，而硬质合金刀具模块化除上述主要对生产企业有利的优点外，对用户也会带来不少好处，如:减少刀具的储备和修磨，从而改善刀具管理；减少调整和装拆刀具，发展自动换刀技术，从而减少停机时间，减轻工人劳动量；更换部份模块可改变刀具品种，适应于新材料或新结构，从而有利于用户改进工艺，提高生产效率及发展新产品。同其他刀具一样，随着生产的多样化，产品结构模块化将日益显示出其广阔的发展前景。但由于硬质合金孔加工刀具受结构限制，其产品结构模块化的难度要比其他产品较高，因而模块化的发展速度会比其他产品慢一些。
总之，硬质合金孔加工刀具由于其尺寸必须限制在孔的尺寸以内，技术改进不易。但随着科学技术的进步，相信孔加工刀具的设计，制造水平也会得到长足的进步。

（结束。本文分为若干部分，这是第3部分，第2部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80173-ti-10301）

硬质合金孔加工工具

熔渗温度对钨铜合金电极性能的影响

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月10日星期二 17:34; 点击数：985

以W-25Cu钨铜合金电极为例，其一开始的密度随着熔渗温度的升高而升高。当温度到达1350℃时，其密度达到最高（14.84g/cm³）。而当温度超过1350℃，合金密度有所下降。这是因为熔渗所必须的基本条件之一就是熔渗金属要求能够很好地润湿骨架材料，即0°＜θ＜90°（θ为铜和钨的润湿角）。而θ越小越有利于熔渗过程的进行。

钨铜合金电极

而温度是影响扩散作用的重要因素，钨铜的润湿角与温度的关系如下图所示。熔渗温度越高，熔渗时浸润角越小，从图中不难看出，润湿角随着温度的升高而降低，表面张力会随温度的升高而增加。理论上说，当温度为1350℃时，θ=0°，此时熔融的铜和钨完全润湿，熔渗效果最好。并且纯铜液相的粘度随着温度的升高而降低，所以提高熔渗温度可以增加铜液的流动性，增强毛细作用，有利于熔渗的进行。

钨铜合金电极

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钨铜合金电极熔渗机理（二）

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月10日星期二 17:31; 点击数：849

而势能较高的铜液内部分子不断进入势能较低的附着层中，分子所损失的势能也就不断地转换成分子的重力势能，使液体在毛细管中不断上升。

钨铜合金电极

熔渗必备的基本条件为：

1.熔渗金属（铜）能很好润湿骨架材料（钨）；

2.骨架材料（钨）与熔渗金属（铜）的熔点相差较大，不致造成零件变形；

3.骨架（钨）与熔渗金属（铜）之间不互溶或溶解度极小，使得避免如果反应生成熔点高的化合物或固溶体，液相会消失。

4.熔渗金属的量应以填满孔隙为限度，过少或过多都有不利影响。

更多钨铜合金电极熔渗机理相关内容请参考以下链接：

http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80164-ti-10295

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电感耦合等离子体质谱测定高纯仲钨酸铵中磷及其它微量元素

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月10日星期二 10:11; 点击数：880

电感耦合等离子体质谱测定高纯仲钨酸铵中磷及其它微量元素

仲钨酸铵(APT)是生产WO3及金属W的重要原料,其纯度直接影响WO3及金属W的质量。目前,高纯APT及其它钨材料中痕量杂质元素的测定主要采用原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等。然而,这些方法都不同程度受到钨基体干扰。例如,AAS受钨氧化物的背景干扰很大,ICP-AES受钨的富线光谱干扰严重。与AAS和ICP-AES等仪器相比,ICP-MS具有更高的灵敏度和更低的检出限,并且谱线干扰很小,广泛应用于高纯材料分析。但是其受钨高盐基体影响很大,容易引起高盐沉积而造成锥口堵塞。对于高纯度样品,一般会采用离子交换色谱法、液液萃取法和共沉淀法等方法分离钨基体并富集待测元素。目前缺少能有效快速分离高纯仲钨酸铵中的痕量元素而不引入新的污染或造成微量元素损失的方法。另外,样品前处理耗时,分析速度很难满足生产线的需求,因此需要建立新的快速、高效灵敏的分析方法。

ICP-MS分析样品时,一般要求溶液样品中的总溶解固体(TDS,即总盐度)含量低于0.1%。因此,对于高基体样品分析都需要预先稀释。然而,对于高纯度样品,目标元素浓度很低,经过高倍稀释后,其浓度可能会低于方法的检出限,尤其是ICP-MS检测困难的难电离元素(如P、Si等)。对于Na、K、Ca、Fe等关键元素,在样品稀释过程中还很容易引入污染,从而使测定结果不可靠。本研究采用增加一路辅助气体降低样品引入量,通过气溶胶的方式实现高基体样品引入,并采用了NH3·H2O和H2O2溶解高纯仲钨酸铵样品,对比了不同溶解方法对样品测定结果的影响,建立了ICP-(ORS)-MS快速简单测定高纯仲钨酸铵中20种痕量元素的方法,适用于仲钨酸铵的生产现场质量监测。

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WO3与S反应的SEM和EDX图谱

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月09日星期一 19:54; 点击数：997

此图为WO3的SEM和EDX图谱。WO3在900℃下度煅烧，通S元素而得。

图中只含有W及S元素，且根据其重量百分比，计算得出其S和W的原子个数比为1.86，与WS2相近，从而推断此物质为WS2。这主要是由于在900℃下，不利于紫钨（W18O49）的产生，因而少量硫粉与表面的WO3优先反应形成了S-W-S的共价键，而2H-WS2是层片状结构，所以反应初始阶段会在纤维表面生成尺寸很小的片状WS2，随着反应的进行，有的片状WS2就会长大说明生成了层片状的WS2，因此S粉较少，所以只还原了部分。

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钨酸钠生产的氧化钨WO3 和乙二醇和尿素反应后的SEM照片

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月09日星期一 19:24; 点击数：919

不同的原料生产的氧化钨WO3电镜（SEM）照片是不一样的。同样的氧化钨与不同的化学剂反应后的电镜照片更是不同。以下以钨酸钠（Na2WO4）为原料生产氧化钨（WO3），再进行电镜扫描。图a是生产出来，不加任何添加剂，扫描后的SEM照片，片状，并存在少量块状。

钨酸钠生产氧化钨的电镜照片

图b和图c则是在WO3中加入少量的乙二醇和尿素进行水热反应而得到的电镜照片。添加乙二醇的SEM照片发现片状增加。原因是在水热反应中加入乙二醇后对此体系的水解速度进行控制，对形貌也产品相应的影响。图c则是加入了一定量的尿素。而此方法获得的是规整度较好的带状WO3。原因为尿素在水热条件下，会分解成CO2气体和OH-，从而导致产物的晶系发生变化。

氧化钨与乙二醇和尿素反应的SEM照片

以上两个测试可看出，同样的原材料WO3，在与不同的化学物质反应后，扫描得到的电镜照片是不同的，这与加入的物质的性质有关。

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硬质合金孔加工刀具的发展趋势Ⅱ

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月09日星期一 18:44; 点击数：1058

上文提到随着生产对高速、高效、高寿命和高可靠性的追求，硬质合金孔加工工具占孔加工工具的比例日益增大，其中硬质合金麻花钻普遍采用横刃修磨和设计油孔。本文讨论硬质合金可转位孔加工刀具小型化和精密化趋势。

硬质合金可转位孔加工刀具随着数控机床，加工中心的普及将逐渐普及。先进设备的不断增加，使发挥设备效率更加重要。由于数控机床，加工中心等先进设备的不断增加，切削加工费用也将不断增加。美国切削加工费用从1971年到1981年，平均每年要增加12%。数控机床每小时的费用高达500～1000美元。我国加工中心的市场求量1987年为100～200台，而到2000年预计将达到3750～5000台。在这种设备费用昂贵的情况下，要提高切削加工的经济效益，只有尽量发挥设备效率，从而相对增加刀具的消耗。可转位孔加工刀具在这样的情况下会进一步得到用户的青睐。

为了扩大可转位刀具的市场占有率，刀具制造商正致力于其小型化和精密化。如德国的ABS-KUB浅孔钻最小钻头直径为Φ14mm；HTS-C深孔钻最小钻头直径为Φ20mm；双刃内冷却可微调镗刀的最小镗孔尺寸可达Φ18mm；单刃可转位硬质合金镗刀的最小镗孔尺寸仅达Φ4mm；可转位阶梯钻最小钻头直径可达Φ13mm。单刃微调镗刀只要按合适的切削用量加工，孔径偏差可稳定在±3μm之内。

加工中心

（未完待续。本文分为若干部分，这是第2部分，第1部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80171-ti-10297）

硬质合金孔加工刀具的发展趋势Ⅰ

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月09日星期一 18:38; 点击数：991

无论是在国内还是在国外，硬质合金孔加工刀具从产生后都在迅速发展。

总体比例趋势。从国内外的发展态势分析，在整个刀具的产值中，孔加工刀具的比例将继续逐渐减小，而在孔加工刀具的产值中，硬质合金产品的比例将继续逐渐加大。从国外的情况看，在整个刀具行业中，硬质合金刀具的增长很快，这使得高速钢刀具在刃具中的比例逐步下降。美国硬质合金刀具的产值1972年占刀具总产值40%，而1981年则增加到了45.2%，日本硬质合金刀具在刀具总产值(不包括金刚石刀具和CBN刀具)中所占比例从72年40.8%增加到了91年的64.4%，联邦德国则从78年的23.1%增加到了82年的44.4%。硬质合金刀具迅速发展的原因，是适应了生产高速度，高效率，高寿命以及高可靠性的要求。随着数控机床，加工中心的发展和生产的高效率化，这种趋势将更加明显。因此，花大力气发展硬质合金孔加工刀具的设计，制造能力将成为许多工具制造商的一种决策选择。

硬质合金麻花钻普遍修磨横刃和使用油孔
在产品结构上，麻花钻仍是孔加工刀具中最重要的部分。不管是高速钢麻花钻还是硬质合金麻花钻，修磨横刃和使用油孔进行内冷却将成为麻花钻制造商的普遍选择。如高速钢抛物线麻花钻，大螺旋角油孔麻花钻，三刃硬质合金整体钻头，S型硬质合金钻头等普遍采用了横刃修磨的方法而高速钢大螺旋角油孔麻花钻和S型硬质合金钻头还都采用了油孔内冷却技术。

硬质合金精密钻

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钨铜合金电极熔渗机理

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年11月09日星期一 17:52; 点击数：1043

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。