T-MAX硬质合金钻的类型

T-MAX硬质合金钻有以下几种类型:

1.T-MAX实心孔钻,加工直径Φ65mm以上。
使用T-MAX实心孔钻削头可供喷射钻和单管钻削系统使用,可在均质材料上一次加工出整个孔,并带有较大沟槽以利于排屑。切削刀片分布合理,能控制切屑尺寸,并使切削力得到较好平衡。支承垫可自动调节,并配有不同规格以适应不同的直径。

2.T-MAX套料钻,加工直径Φ120mm以上。
标准尺寸的T-MAX套料钻削头,其设计功能就象单管系统,常用来加工Φ120mm以上的大孔。进行套料的原因,是加工此类大孔时,有时因机床功率限制,有时需要中间部分的材料供分析,有时是为了节约。套料钻削头的切削刃是均匀分布的,可使切削力平衡,功率消耗少,切屑也少。切屑沿中心部分材料与钻管之间的缝隙排出。

3.T-MAX扩孔钻,加工直径Φ65mm以上。
T-MAX扩孔钻削头可用于喷射钻系统也可用于单管系统,可用来把原有的孔,整体钻削的孔或套料加工的孔再扩大。扩孔头上通常只用一块刀片,但若加工余量过大,也可使用多刀片扩孔头。多刀片扩孔头是根据T-MAX钻削头及其部件而设计的。T-MAX单刀片或多刀片扩孔头的直径可用楔块和径向调节螺钉分别来精确调整。(结束)

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T-MAX硬质合金钻简介

T-MAX是瑞典某公司的钻头牌号,此类钻头带有硬质合金可转位刀片。T-MAX硬质合金钻头用于加工Φ65mm以上的孔,既适合于喷射钻又适合于单管系统。而套料钻是例外,只能在单管系统上使用。

钻削头主体由韧性较高的钢制成,带有较大沟槽以有效排屑。支承垫座和刀片座都经精确加工。主体带有方形外螺纹,可用来固定在钻管上。该螺纹通常是多头的,螺距很大,可使螺纹结合部分的压力和扭矩分配均匀,还可避免使用中出现螺纹咬死现象。如果钻削头和钻管的螺纹不同,可用一个接头来加以配合。

每个钻削头配有二块支承垫,支承垫为钢制的,有四种尺寸,垫上焊有二条硬质合金。支承垫是圆弧形的,固定在钻头主体的径向座子上,支承垫用螺丝和螺旋弹簧固定,可以调换。支承垫的设计已取得专利,它可在座子里转动以适合加工孔的直径。刀片座有三种不同的设计(每种都适用于二种尺寸的刀片):中心部分,中间部分和外缘部分刀片座(取决于钻头)。刀片座由淬火工具钢制造,适用于T-MAX,T-MAXS和T-MAXP型。硬质合金可转位刀片是标准的T-MAX,T-MAXS和T-MAXP,用压板或杠杆可靠地固定在刀片座上。

用不同的刀片座组合起来,可以加工不同的孔径和切削深度。所有的刀片座都带有硬质合金衬垫。刀片类型不同,断屑方式也不同,有的用可拆卸断屑台,有的用烧结在刀片上的断屑槽。进给力集中在钻头中心附近。刀片的切削刃均匀分布在钻头中心二侧,因此切削力可相互平衡,减少了支承垫上的压力和摩擦引起的功率损耗。(结束)

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钨铜电极制备相关技术

除了液相烧结法、熔渗法以及直接烧结法以外,一些制备钨铜电极材料的新型也在近几年来不断地涌现。它们的出现使得钨铜材料的组织和微观结构更加的稳定、合理。

一、快速定向凝固技术

对于钨铜合金电极W-Cu来说,快速凝固使得其在保持良好的导电和导热性能的基础上,极大地提高了其本身的室温和高温强度,改善了合金的耐磨和耐腐蚀性能。但是,一些研究发现,快速凝固的冷却速度还是偏慢,使得凝固组织有充分的时间长大和粗化,从而可能导致严重的支晶偏析,限制了材料性能。

因此,为了改善这一情况,就需要在一定程度上提高凝固过程的冷却速率,而冷却速率的提高可通过提高凝固过程中固液界面的温度梯度以及生长速率来实现。深过冷定向凝固、激光超高温梯度快速定向凝固以及电磁约束成型定向凝固等是新型的具有广阔运用前景的快速定向凝固技术,其可以有效提高钨铜电极材料的组织稳定性和耐磨、耐腐蚀性能。除此之外,该技术还存在如何获得一定外形的零件、如何控制热流方向等方面的问题亟待解决。


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钨铜电极混合粉末直接烧结法(四)

除了对粉末制备、成型工艺的研究外,研究人员对烧结工艺也进行了一番研究。

三、烧结工艺

纳米钨铜W-Cu复合粉末的颗粒度较小、活化性大,在烧结的过程中极易长大。采用传统液相烧结时,容易发生加倍的颗粒重排、聚集、合并与长大,这样就会对烧结材料的各项性能产生直接的影响。因此,研究人员认为纳米粉末能否在钨铜材料上发挥最大优势的关键在于对烧结工艺的控制。而抑制烧结过程中的晶粒长大和提高材料致密度是重中之重。

与硬质合金中对碳化钨颗粒的抑制方法相类似,需要通过添加晶粒长大抑制剂和强化烧结技术来达到抑制效果。强化烧结技术主要包括热等静压、微波烧结、超高压烧结、电磁场烧结、等离子火花烧结、冲击波烧结等,其可有效地控制钨铜材料的纳米结构。研究发现,在真空烧结的过程中,保持一定的压力可以有效提高钨铜烧结体的致密度。

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http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/79653-ti-10157 
http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/79702-ti-10158


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硬质合金可转位深孔钻简介

60年代末以来,钻削实心孔的可转位刀片钻头日益增多地出现在市场上。在一般情况下,市场上都能购买到加工大于Φ15mm孔径的钻头。但是,现有各种可转位刀片钻头大多数不能满足加工孔深大于3D的孔,其主要问题是钻头的刚性较差。德国某公司的HTS-C是一种新型的孔加工刀具。他们所研制的深孔钻头可用在车床,加工中心和钻床上,钻头在使用时可旋转也可不旋转。装有硬质合金的HTS-C钻头可采用较高的切削速度,从而较大地减少切削时间。这种钻头主要用来加工直径在Φ20~45mm范围内的铸铁件和铝件,钻孔深度可达到8D。HTS-C钻头是由可拆卸的导向钻头和装有硬质合金可转位刀片的刀头以及螺旋排屑槽刀体三部分所组成。导向钻头在该刀具的结构系统中所起着重要作用,其功能是对刀具导向和钻削孔的中心部分。由于该钻头设计独持,加工深孔时稳定性好,精度高。同时该钻头可任意安装在不同直径的钻柄上使用,有安装方便,重复定位好,调节直径大等特点。

大尺寸的可转位硬质合金深孔钻,则属于HTS系统。该钻削系统,有一个带4个可转位式刀片和小导向钻,使用4个可转位式刀片的原因,一是能自动定心,二是能够获得高速切削能力。这个导向钻,甚至在深度为4D~10D的情况下,都能使钻削头定心。钻削头带有内,外两个刀垫,刀垫上再安装凸三边形可转位式刀片(也可用涂层刀片)冷却液流经钻削头和导向钻,冷却液压力分级可调,以便改善排屑效果。这种钻削系统的尺寸系列是从Φ45~170mm,中间有20种钻削头,并有一系列减细、加长接合件和柄部结构。

HTS和HTS-C两种钻头的共同特点是中心装有高速钢钻头,起导向作用,切削速度可达60~120m/min。(结束)

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硬质合金可转位浅孔钻简介

可转位硬质合金钻头在世界上比较盛行,各国在结构形式,刀片形状上各有千秋,使用范围大多在Φ16~170mm左右,切削的孔深多数为3D以下(浅孔钻),特殊的达8D(深孔钻)。这种钻头效率高于麻花钻3~10倍,采用TiC涂层后切削速度可达300m/min。近期对于大尺寸的可转位硬质合金钻头,发展为刀垫式,这样刀体可多次使用,以德国和瑞典的公司为代表。

硬质合金可转位浅孔钻
对于直径大于Φ12mm,孔深小于3D的孔,目前国际上已广泛采用硬质合金可转位刀片制成浅孔钻。这种钻头不仅具有高切削性能,而且无需重磨钻尖。只要更换刀片,钻头体可长期使用。所以很受欢迎,已成为数控钻床和加工中心上的常用钻头。钻前也无须在工件上预钻中心孔,具有自定心能力。瑞典某公司提供的T-MAXU浅孔钻,其尺寸范围为Φ17.5~58mm。德国Hertel公司提供的Drill-fix浅孔钻,其尺寸范围为Φ16~82mm;德国某公司提供的ABS-KUB浅孔钻,可扩大到Φ12~82;德国某公司提供的WIDAXBW浅孔钻,又可扩大到Φ12~105mm,而且三家德国公司的浅孔钻均制有冷却液的注入孔,Hertel公司和KOMET公司的产品出屑槽又为螺旋形,对排屑极为有利。这种钻头具有很高的金属切除率,对普通碳钢的钻削速度达120~150m/min,且具有很高的刚性。另外,德国某公司还提供可转位的浅孔套料钻(一般的最大孔深为3D,特殊的最大孔深为5D),尺寸范围为Φ65~400mm。

日本某钨株式会社生产的TDJ型TAC浅孔钻,品种有8种,可以加工孔径小于Φ18mm的深度小于2D的孔,钻杆直径为Φ25mm。其结构为机夹可转位式,具有内刃与外刃两个刃口。该钻头已向焊接式切钢钻头加工领域扩展,钻头直径为Φ14~175mm。(结束)

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钨铜电极混合粉末直接烧结法(三)

而与机械合金化法相比,共还原法是将钨和铜的氧化物或盐类混合物经过简单球磨细化,或者采用盐类的混合溶液获得超细或纳米晶的钨铜化合物的混合粉,然后在还原性的氢气H2中还原得到超细或纳米晶的钨铜混合粉。混合好的粉末经压制成型并烧结后可以获得组织均匀、细晶、高密度的钨铜材料。这种方法可以采取不同的原始材料以及不同的处理方法和条件,并且不会引入其他杂质,可以进行大批量生产,有着较为广泛的应用前景。

二、成型工艺

目前对于超细或纳米及材料主要的成型工艺是模压成型,对于金属注射成型(Metal Injection Molding, 简称MIM)的研究也在日益增加。相关研究人员研究钨铜W-30Cu纳米复合材料的“T”型试样的注射成型参数及成型后的脱脂工艺,从而得到表面质量良好、形状规则,粉末载重量为45%-50%的型坯,直接烧结可得到相对密度高于96%的钨铜W-Cu合金电极。

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钨铜电极混合粉末直接烧结法(二)

机械合金化粉末并非像金属或合金熔铸后形成的合金材料那样,各组元之间充分达到原子间结合,形成均匀的固溶体或化合物。在大多数情况下,在有限的球磨时间内仅仅使各组元在那些相接触的点、线和面上达到或趋近原子级距离,并且最终得到的只是各组元分布十分均匀的混合物或复合物。当球磨时间非常长时,在某些体系中也可通过固态扩散,使各组元达到原子间结合而形成合金或化合物。

其基本原理是在球磨初期,反复地挤压变形,经过破碎、焊合、再挤压,形成层状的复合颗粒。复合颗粒在球磨机械力的不断作用下,产生新生原子面,层状结构不断细化。在机械合金化过程中,层状结构的形成标志着元素间合金化的开始,层片间距的减小缩短了固态原子间的扩散路径,使钨铜元素间合金化过程加速。球磨过程中,粉末越硬,回复过程越难进行,球磨所能达到的晶粒度越小。并且,材料硬度越高,位错滑移难以进行,晶格中的位错密度越大,这些又为合金化的进行提供了快扩散通道,使合金化过程进一步加快。

在MA过程中,利用金属球对粉末体的碰撞而使粉末晶块细化,从而得到纳米晶的预合金混合粉末。采用机械合金化可以制备20nm以下的纳米复合粉末。得到的纳米晶钨铜混合粉可以在较低温度下直接烧结制取高密度、组织均匀的所需成分的钨铜材料,其晶粒为几百纳米到几个微米的数量级。这种方法目前最大的缺点是生产效率低以及长时间球磨过程中会带入较多杂质而影响产品的最终性能。

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无横刃焊接式硬质合金钻头

目前,绝大部分钻孔刀具(少量 特殊用途的例外)是用高速钢制成,如麻花钻。高速钢麻花钻在技术上是成功的,且长期以来得到广泛应用。但是,这种刀具的切削速度受到很大限制。用高速钢钻头进行钻削加工时,其经济性很差(经济性同用高速钢车刀和铣刀时一样)。这对提高生产率带来了一些困难。可提高生产率的硬质合金钻头用得尚少。这种刀具尚出现一些排屑问题,因而不能采用大进给量。由日本研制的New Point无横刃的钻头克服了这些困难,并且取代了普通的高速钢钻头。

这种由日本某金属株式会社,某金属株式会社生产的无横刃焊接式硬质合金钻头也被称为新钻尖钻头的产品,规格为Φ9.5~30.5mm,用于加工孔深小于5D的孔。该钻头的特点是:轴向力小,生产率为高速钢钻头的5~10倍,切削速度为高速钢的6倍,进给量为1.5倍,孔的扩大量不超过40μm。进给量大于0.2mm/r时,切屑更为细小。

以新钻尖钻头与其他镶硬质合金刀片钻头作比较,能观察出当工件硬度增加时,新钻尖钻头的平均轴向推力和主轴功率方面比其他镶硬质合金刀片钻头增加较小,工件硬度从66HRB增加到104HRB时,新钻尖钻头的平均轴向推力增加了25%,而其他镶硬质合金刀片钻头轴向推力则要增加63%~97%。(结束)

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强力硬质合金钻头简介

日本某电气株式会社和某金属株式会社均生产这种钻头,前者称为マルチ钻头,后者称为リツチカド钻头。规格为Φ4~18mm。分为标准型与短型两种,标准型适于加工深度为3D~4D的孔,短型适于加工深度为1.5D的孔。该钻头可补充可转位与焊接式钻头之间的空档,代替高速钢麻花钻。

钻头强度取决于芯厚与沟背比。标准麻花钻的芯厚为直径的15%~23%,沟背比为(1~1.3):1,而强力钻头的芯厚为直径的30%,沟背比为0.5:1,因此,使截面积增加了约30%,抗弯强度、扭转强度也相应地提高了约2倍。此外,由于控制横刃,钻头的横刃几乎为零,中心部分有前角。为了进一步减少切削力,把切削刃做成圆弧刃,径向前角为正值,而扭矩几乎不变。采用圆弧切削刃与钻头沟槽位置配合很好,使切屑成小圆弧形状,容易折断,排屑流畅,但必须采用耐磨性和强度都比较高的硬质合金材料。

这种钻头生产率为高速钢麻花钻的3~5倍。直径越小,提高幅度越大,而直径小于Φ16mm时,效果更显著。但切削刃对称性应严格控制在0.02mm,孔加工精度为;扩张量不大于30 m,表面粗糙度对于钢和铸铁为Ra25~40 m,寿命比高速钢钻头提高10倍。(结束)

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钨铜电极混合粉末直接烧结法

随着纳米材料科技的飞速发展,粉末的粒径越小,烧结温度就越低,从而越容易实现产品的致密化。采用超细或纳米钨铜混合粉可以在较低温度下直接烧结制得致密度较高的钨铜材料,所以他也成为了目前钨铜材料制取工艺的一个新的研究方向。钨铜电极混合粉末直接烧结法一般工艺为:钨W和铜Cu的混合粉末+成型剂→成型→脱脂→烧结→后处理。而相关学者的研究方向也就是从以下几个方面入手,即超细及纳米混合粉末的制备、成型工艺研究、烧结工艺研究。

一、粉末的制备

目前研究的热点在于如何制备超细(或纳米)钨铜混合粉末,而粉末的制取方法有许多,其中研究较多的是机械合金化法和共还原法。机械合金化(Mechanical Alloying, 简称MA),是由20世纪70年代美国人所发明的一种制粉技术,它是将W、Cu等元素粉末在搅拌、行星或转子高能球磨机中进行高能球磨,金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞,使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂,导致粉末颗粒中原子扩散,从而获得和进化粉末,球磨过程中采用惰性气体保护,以防止粉末被氧化。


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