本文第5部分提到为验证新型横向截形设计的整体硬质合金麻花钻的性能，通过对比试验与国外同类产品比较。本部分介绍对比试验的结果。

4.2　试验结果

图8中钻头标识后面括号中数字为切削速度(单位:m/min,以下同)。试验表明,在45m/min和90m/min两种切削速度下,按切削力大小排列都是SU<G<T,试验中发现SU整体硬质合金麻花钻头切屑形态较好,切削过程稳定。

图9为试验结果显示,三种槽形的钻削力排列为SU<G<T。同时,ST型整体硬质合金麻花钻头断屑稳定。

试验发现,三种钻头的钻削力很接近,但SH钻头切削振动较小,刚性较好(见图10)。

（未完待续。本文分为若干部分，这是第6部分；第5部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80746-ti-10475；第7部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80806-ti-10490）

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(1)余碱分解法直接回收结晶母液中的WO3,全程物料衡算表明:金属实收率可提高0.52%,且利用余碱除Mo酸化后液可替代部份盐酸,APT的碱耗、酸耗分别下降8%和7%,特别适用于经典工艺,是碱法生产APT处理母液行之有效的方法。
 

(2)离子交换法处理结晶母液,可使整个APT生产工艺的金属回收率提高1.2%～2.0%,且具有流程短、劳动条件好、环境污染小等优点,对APT生产主流程采用离子交换工艺的厂家尤为适合,是一种从APT结晶母液中回收钨的简单而经济合理的工艺方法。
 

(3)M115-a沉淀法处理母液,能深度除杂,返回主流程的母液质量好,与传统的沉白钨工艺相比,WO3的回收率可提高10%左右,NH4Cl的利用率由0提高至70%～80%,且消除了全部废水,而且还具有流程和设备简单、成本低、易于掌握的特点,对经典工艺和交换工艺均适用,是一种具有广阔发展前景的方法。

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M115-a是近几年刚开发的一种新型试剂,因其较好地解决了钨钼分离这一长期困扰钨工业的难题,立即得到广泛的运用,M115-a在处理钨酸钠、钨酸铵溶液同时,也能有效地处理APT结晶母液,其基本原理是利用含钨的离子和含钼的离子在结构和离子半径上的差异,加入极性化合物M115-a,它优先与含钼离子和一些其他杂质离子形成难溶化合物,实现相互分离。
 

某厂用M115-a处理结晶母液,母液中Mo的质量浓度为0.1～0.5g/L,WO3为15～18g/L时,加沉淀剂后,母液Mo含量可降至0.005g/L以下,而有价物质WO3和NH4Cl保留在母液中,处理后的母液可直接返回主流程,实现钨的回收。同时有效地利用NH4Cl这一有价物质,取得了可观的经济效益。

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与传统的粉末冶金的方法相比，钨铜合金电极纳米复合材料一般也有制粉、成型以及烧结的过程，但是由于纳米颗粒的特性使得其纳米钨铜电极复合材料中的铜粉的制备方法有着一定的不同之处。

1.气相蒸发法

将金属铜在惰性气体中蒸发气化，然后与惰性气体冲突、冷却、凝结而形成纳米铜微粒。粉末的形成需经过三个阶段：其一是金属蒸发产生蒸汽阶段，其二是金属蒸汽在稀薄惰性气体中扩散并凝聚形核阶段以及晶核生长阶段。而粉末粒度主要决定于从蒸发液面到这一温区内的生长过程，这一过程受蒸发温度、惰性气体的压力和种类、装置内的温度梯度和对流情况的影响。通过工艺参数的控制可以制备出10nm-1μm的金属超微粉末。该方法是制备金属超微粉末最直接、最有效的方法，法国某公司采用感应加热法，用改进的气相蒸汽法制粉技术成功制备了铜超微粉末。

2.等离子体法

等离子体法温度高、反应速度快，可以获得均匀、小颗粒的纳米粉体，易于实现批量生产，几乎可以制备任何纳米材料。其可分为直流电弧等离子体法（DC），高频等离子体法（RF）以及混合等离子体法（HP）。直流等离子体法设备简单、易于操作，生产速度快，几乎可制备任何纯金属超细粉，但高温下电极易于熔化或蒸发而污染产物；高频等离子体法五点几污染，反应速度快、反应区大，可广泛运用于生产超细粉，其缺点是能量利用率较低、稳定性较差；而混合等离子体法将前两种方法有机结合，不但具有较大的等离子体空间、较高的纯度以及生产效率且稳定性也较好。

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1.纯红铜：又被称为紫铜，纯度高，组织致密，含氧量极低，无气孔、沙眼、疏松等问题，导电性能极佳，电蚀出的模具表面精度高，经热处理工艺后，电极无方向性，适合精打细打。可塑性良好，易于热压和冷压力加工，大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用电蚀铜等对导电导热性能要求较高的场合。其Cu≥99.95%，氧化物＜0.003%，电导率≥57ms/m，硬度≥85.2HV.

2.铬铜：硬度: >75HRB,导电率：>75%IACS，在常温及较高温度下（400°С)具有较高的强度及硬度，导电性和导热性好，耐磨性和减摩性也很好，经时效硬化处理后，强度，硬度，导电性和导热性均显著提高，易于焊接和钎焊，在大气和淡水中具有良好的抗蚀性，高温抗氧化性好，能很好的在冷态和热态中承受压力加工，但其缺点是对缺口的敏感 性较强，在缺口和尖角处造成应力集中，容易引起机械损伤。故不宜作整流子片。

3.铍铜是以铍为主要合金元素的铜合金，又称之为铍青铜。它是铜合金中性能最好的高级有弹性材料，有很高的强度、弹性、硬度、疲劳强度、弹性滞后小、耐蚀、耐磨、耐寒、高导电、无磁性、冲击不产生火花等一系列优良的物理、化学和力学性能。密度为8.3g/cm³，抗拉强度≥1000MPa，电导率≥18%IACS，热导率≥105w/m·k20℃。

4.钨铜，采用粉末冶金的制备方法，针对钨钢、高碳钢、耐高温硬质合金的模具需要电蚀，一般的电极材料损耗较大且加工速度慢，其自身电极损耗低并且有着极高的材料蚀除率是EDM中应用最为广泛的一种电极材料。密度达14g/cm3，硬度184HV，电导率≥42%IACS。

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本文第4部分提到根据上述原理开发的具有新型横向截形设计的整体硬质合金麻花钻，因合理安排了钻芯厚度和截形曲线，故能适应不同工件材料和加工性能要求。本部分介绍对上述几款具有新型横向截形设计的硬质合金麻花钻的对比试验，以验证其性能。

具体参数见下表:

测量仪器为Kistler 9265B三向压电式测力仪,试验装置及连接如图7所示。

（未完待续。本文分为若干部分，这是第5部分；第4部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80744-ti-10474）

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本文第3部分提到整体硬质合金麻花钻的横向截形设计要素包括Primary和Secondary两部分曲线，其变化形成不同的槽形，也决定了钻头的不同钻削性能。本部分介绍几款具有新型横向截形设计的硬质合金麻花钻。

3、新型横向截形设计的整体硬质合金麻花钻

根据上述横向截形设计原理可开发不同横向截形的新型整体硬质合金麻花钻，如SU、ST和SH系列钻头产品。SU定位于通用加工（适用于P类、N类、K类等多种材料的加工)）。根据被加工材料特点,适用的工件硬度范围为15～35HRC，其横向截形设计如图4所示。

ST钻头定位于专用（适用于M类，S类，低碳钢等多种材料）加工，被加工材料大多塑性、韧性较高。钻削时切屑变形要消耗很大的能量，特别是对高温强度大、加工硬化严重的材料，在切削过程中，切屑变形负荷大，且不易折断，容屑空间要大。其横向截形设计如图5所示。

SH专用于硬材料(硬度可达48HRC) 、高强度钢（抗拉强度δb 1500NPmm2）的加工。根据被加工材料特点,其横向截形设计如图6所示。由于被加工材料的硬度、强度高，钻削过程中塑性变形抗力很大。因此，相对SU，ST的容屑槽，芯径d1 与内切圆d2 尽可能接近，保证足够的刚性。

（未完待续。本文分为若干部分，这是第4部分；第3部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80743-ti-10473；第5部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80746-ti-10475）

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本文第2部分提到整体硬质合金麻花钻的主刃由前刀面和后刀面相交形成，横向截形的是前刀面容屑槽的形状。前刀面形状研究较多，而横向截形的研究较少。本部分讲述横向截形设计要素。

2.2　横向截形设计要素

由于钻头主刃各点几何参数(前角、后角)不同,切削过程受力也不同，同时钻削又是一个半封闭的加工过程，因此容屑槽的设计较为复杂，我们可以从横向截形分析入手，实现对容屑槽结构的设计。如图3所示，横向截形可看成由两部分组成，“Primary”和“Secondary”。其中“Primary”部分与后刀面构成的切削主刃起到参与切削作用，而“Secondary”部分主要控制切屑的形状和流动，起到排屑的作用。

在当今制造业中常用的硬质合金钻头容屑槽形有很多种，其中比较典型的有如下几种：圆弧刃背型、菱形等前角型、增大钻芯型、菱形直线刃型和传统截形。在对传统型、菱形直线刃型、菱形等前角型、TiN涂层菱形直线刃型、TiN菱形等前角型进行磨损实验后得出，在未涂层的三种钻头中，菱形等前角型钻头钻孔数量最多，传统型最少，菱形直线刃型在两者之间。因此，该表钻头容屑槽形，不仅可以提高刚性，扩大排屑空间，增加钻孔深度，而且可以提高使用寿命。

（未完待续。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/80742-ti-10472；第4部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80744-ti-10474）

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本文第1部分提到钻削加工是机加工中重要的加工方式之一，整体硬质合金麻花钻使用十分广泛，其性能决定因素有材质、表面涂层、容屑槽结构和钻尖形状等。本部分讲述整体硬质合金麻花钻的主刃形成因素。

由于后刀面的伸展方向较大，在此方面许多学者做了大量的工作，主要开发了圆锥面型、双曲面型、椭球面型和凸圆柱面型等4种后刀面曲面形式的钻头产品。而前刀面容屑槽的形状即横向截形对主刃的影响研究不多。

（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/80741-ti-10471；第3部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80743-ti-10473）

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横向截形是麻花钻螺旋面容屑槽的一个特征参数。钻头前刀面是由螺旋面容屑槽构成的,而后刀面的构成主要有平面、圆锥面、椭圆面和双曲面等多种形式很多学者在后刀面曲面构成和磨削方式上做了大量的研究工作，而在改变钻头前刀面，即改变螺旋面容屑槽和横向截形方面的研究不多。本文对整体硬质合金麻花钻横向截形进行了应用研究，设计和制造了SU、ST和SH三种不同钻头的截面轮廓，并进行了切削试验。结果表明：可以通过改变钻头横截面轮廓来得到不同的刀具几何形状，适用于不同的加工条件。

1、引言

钻削在制造领域内占有十分重要的地位，它是金属切削加工中最重要的工序之一，约占所有金属切削加工工序的33%。在机械加工中，尤其是在汽车与航空等孔加工占重要比重的制造业中，整体硬质合金麻花钻的应用极为广泛。该钻头涉及的关键技术有材质、表面涂层、容屑槽结构和钻尖形状等。对于基体材质一般采用超细硬质合金棒材，表面涂层大多采用PVD工艺，有TiN、TiCN、TiAlN、AlTiN等多种复合纳米涂层；容屑槽根据被加工材料特性以及加工条件、切削参数并结合基体材质和涂层性质，设计成多种结构，对切屑的形成和排出起到至关重要的作用；而钻尖形状综合上述提到的多种切削因素，直接参与对金属的切削，决定了切削变形和切削过程。近几年来，国外许多大的刀具制造厂商对容屑槽结构进行了大量的研究和改进。如下图所示为整体硬质合金麻花钻R840和R41515不同的横向截面形状对比。

由于R840容屑槽设计得更宽、更深、更有利于断屑和排屑，同时增强了钻头刀尖的强度，因而R840的钻孔深径比可达到7倍, 进给速度可提高50%。由此可见，横向截形作为麻花钻螺旋面容屑槽的一个特征参数，对其进行研究是十分有意义的。

（未完待续。本文分为若干部分，这是第1部分；第2部分请参考：http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80742-ti-10472）

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