钨铜电极熔渗法(四)

以目前的技术研发情况来说,钨骨架成型的方法主要包括模压成型、挤压成型以及注射成型等方法。对于模压成型来说,压制的压力、速度、保压时间等都会对压坯质量产生影响,而压坯质量的好坏直接影响到最终产品的性能。研究人员对钨铜电极的压制过程进行了分析,其经过数据的分析认为压制力的大小与钨铜合金成分、含钨量、诱导铜的量、粉料粒径的搭配、压坯的高径比以及成型剂、脱模剂等有关。在保证压坯密度的前提下,适当延长压制时间,可进一步减小压模脱出后的弹性后效。

而挤压成型可查阅的文献并不多,有人采用石蜡作为增塑剂,研究了材料的选择、掺蜡量、掺蜡工艺、预压以及挤压成型温度、脱蜡与预烧工艺对钨骨架的挤压成型工艺的影响,其认为挤压法制造的钨骨架对于直径小于8mm及其他小面积截面形状的钨铜合金具有一定优势,且当钨骨架含钨量约为70%-90%时,熔渗性良好,各项性能均较为稳定。

相比之下,注射成型技术的使用相对较为广泛,其是将钨粉通过注射成型制成一定形状的多孔钨坯,然后经过烧结和熔渗得到相应的材料。相关研究人员采用注射成型技术制备的钨骨架,研究了含铜质量分数分别为10%、15%、20%的钨坯的注射成型,获得了较好的效果。其将预先制备钨骨架经900℃预烧后,在1500℃熔渗90-120min,得到了密度为99.2%,横向断裂强度为1500MPa的复合材料,各项性能优良。
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钨铜电极熔渗法(三)

实验人员采用平均粒度为1.0-3.0μm的五种钨粉制备钨铜W-Cu电极材料,得出了不同粒径钨粉制备的钨铜电极在电火花EDM(Electrical Discharge Machining)应用中的腐蚀比与加工速率。结果显示,加工硬质合金80WC-20Co时平均粒度为2.0μm的五分试样各项性能最好,腐蚀比较小,加工速率也较快。除此之外,不同粒径的粉末相互掺杂搭配,在混料时加入少量的诱导铜粉都能在一定程度上提高产品的相关性能。有国内学者选用0.8-3.0μm的四种不同粒度钨粉进行粉末搭配实验,所得出的结论是当两种粉末性能相差较大时,即使其平均粒度很细,搭配粉末烧结坯密度仍然较低,且微观组织不均匀;而当两种粉末性能相接近时,所搭配粉末的烧结密度较高,微观结构均匀。

而对于钨骨架的研究来说,其是采用熔渗法制备高致密度钨铜材料电极的关键技术。由于钨本身熔点很高,硬度又极高,高温烧结收缩率较小,成型性较差,难以致密化,所以这也称为了很多相关学者所研究的方向之一。对于钨骨架的研究通常可以分为两个大类,一个是钨骨架成形性能的研究,另一个是钨骨架烧结性能的研究。

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S刃型硬质合金钻头的分类

S刃型硬质合金钻头因拥有S刃钻尖而得名,S刃钻尖基本上可分为三种类型,即高冠S刃、低冠S刃和低冠小S刃。  
 
1、高冠S刃钻尖
高冠S刃钻尖以美国某公司的钻头磨床修磨的温斯陆(Winslow)钻尖为代表。该机床附设了一套特殊的凸轮机构,修磨出的S刃钻尖切削部分(L0)较长,S刃冠状曲率较大。特点:由于S部分较高(L0较长),基本消除了负前角,甚至可实现正前角切削,所以不必另加横刃切削槽。修磨效率高,适于修磨厚钻芯刀具。但钻尖尖端部分相对薄弱,强度较差,不适合高速加工高硬度工件。钻尖材质需采用具有较好韧性的材料。 
 
2、低冠S刃钻尖
低冠S刃钻尖以德国五轴磨床修磨的钻尖为代表。钻尖切削部分(L0)较短,S刃冠状曲率较小。从端面投影方向可看出横刃为大S形,中间局部可为一小段直线,横刃部分有两个小槽,可减小钻尖部分的负前角。 特点:因切削部分(L0)相对较短,钻尖尖端及主切削刃强度较好;由于钻尖S刃冠状曲率小,因此自定心性及稳定性均优于高冠S刃钻尖。开横刃前角后,钻削性能明显改善,既保留了高冠S刃钻尖的优点,又提高了钻尖尖端的强度。适用于加工较硬材料的工件(如钢件、铸铁件等)。钻头材质可采用高速工具钢、硬质合金或其它高硬度材料。此类钻头的修磨较复杂,要求较高。 
 
3、低冠小S刃钻尖
此类钻尖形状与高冠S刃钻尖较类似,其横刃也为小S形,钻尖顶角(2Ø)较上述两类钻尖更大,主切削刃短(L0相对较短),冠状曲率较小。 特点:因主切削刃较短,因此加工中的扭矩较小;由于主切削刃强度高、冠状曲率小,因此自定心性和稳定性均比高冠S刃钻尖好。另外,小S刃钻尖无负前角产生,因此不需在横刃处加槽,既控制了轴向力,又减小了扭矩,可极大地改善切削性能。适于修磨高硬度材料(如硬质合金类)小螺旋角钻头。(结束)
 
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钨铜电极熔渗法(二)

对粉末粒度的研究,也相对侧重于钨粉粒度对于钨铜合金电极制备工艺及各项组织性能的影响。通常情况下,烧结温度越高,钨粉的平均粒度越大,所得到的钨骨架的强度也就相应越高。但是,若钨粉粒径过大时,由于粗钨粉颗粒间相互接触的面积相对较小,烧结钨骨架的过程中五分颗粒不能很好地粘结形成颈缩,钨骨架的强度不足,铜液熔渗后易造成材料的硬度以及强度不够。有科学家采用实验研究了钨粉粒径和铜体积分数对致密化机理的影响,其认为钨铜W-Cu合金的致密化很大程度上取决于钨颗粒的起始晶粒度,而这种影响会随着铜体积分数和烧结温度的增加而减小。

而另一组实验则采用三种不同粒度的钨粉(8.7μm、23.2μm以及65.2μm)制备W-15Cu钨铜合金电极,其通过研究认为不同的工艺参数和钨粉粒径导致闭孔和W-W邻接率的改变,从而最终影响熔渗密度和电阻率。现如今,国内外普遍采用粒度为4-8μm的钨粉制备钨铜触头。其认为平均粒度在4-8μm的钨粉具有较好的成型性、烧结收缩和热膨胀系数小、尺寸大小以及烧结钨坯的孔隙度容易控制等众多优点。
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硬质合金钻头的使用中的安全事项

使用硬质合金钻头进行机械加工时,必须注意安全第一,遵循基本的安全事项才能确保操作效率。以下是硬质合金钻头的使用中涉及的基本安全事项,但并非全部,需要操作者严格遵守。

1、开机前应对机台进行全面细致的检查,包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等,确认无误后方可操作。
2、必须在确认工件夹紧后才能启动机台,严禁工件转动时测量、触摸工件。
3、使用前,请检查钻头是否有伤痕,如有伤痕请不要使用。
4、在操作时,请穿戴好工作服,安全眼镜、安全帽等;请不要穿戴松散的衣服和纱手套,以免发生危险。 
5、为防止铁屑将手划伤,钻孔时请使用铁钩来清除铁屑。  
6、在钻头旋转时,请不要用手触摸,以免发生危险 。 
7、如果钻头被卡住,请立即关闭电机 。 
8、更换、拆卸钻头时,应确保设备电源处于断开状态。  
9、钻头刃部非常坚硬,但也很脆,请小心保护,如果钻头崩刃会影响钻孔效果,也可引起钻头断裂。
10、操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。(结束)

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