硬质合金的设计

硬质合金的设计需要特别考虑一些安全性因素，这些因素是建立在压力、硬度、强度和耐腐蚀特点的基础上的。为了使其达到最佳的性能状态，每一个部分的设计都应该考虑到这些参数。

安全因素
从压力、负载因素计算得出的安全因素，在任何情况下都是不充分的。工程上的应用，和计算机的模拟决定了安全因素的选择。安全因素应该既具有实践性，又足以保证完成工作。

压力
抗弯强度测试用于测试特定硬质合金牌号在一般压力下的抵抗力。在硬质合金设计上，建议考虑组成部分受到的压力。已知的减压因素应用，如转角处的圆角半径和有孔的交叉部分，都会很自然地加强产品的抗压能力。

钨合金管是一种圆管状钨合金零件。主要用于医疗屏蔽件制作，超大功率发动机喷嘴钨合金喉衬部件和钨合金点火管部件等。

钨合金管的主要性能表现在它的密度(18.6×103kg/m3)、抗腐蚀氧化性、延展性、耐高温性能等方面。

钨合金是一种高致密金属材料，它的分子结构根据六棱柱形状排布具有高度致密性，因此表现出的高密度的特性；钨是一种难溶金属元素具有很高的熔点，钨合金金属制品依然保持着这个性能，因此钨合金管常被用在高温环境中；钨合金的化学性质稳定在常温常压下不和强酸强碱反应，具有很好的抗氧化腐蚀的性能；钨合金管还是一种环保配件。

钨合金管主要应用在医疗行业、航空航天工业、金属制造业等领域中。

钨合金具有良好的辐射屏蔽效应，所以钨合金管可以用于医疗中的屏蔽针管的使用；用于火箭推进器中发动机是一种喷气式发动机采用的是压缩高性能燃料，在火箭发射时所产生的温度可以达到上千度，钨合金管是一种耐高温极强的金属材料，所以在火箭发动机中运用在侯衬部位和点火管部件。点火管深度到发动机的燃烧室中，点火之后瞬间产生巨大热量，此时点火管要承受上千的温度，这对材料的耐高温性能要求较高。

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本发明介绍一种碳基钨涂层，其特征在于：包含碳基体和钨涂层两部分，均匀致密且具有一定厚度的钨涂层牢固地附着在碳基体表面。纯净的钨板作为靶材。碳材料作为基体，优先选择Ｃ／Ｃ复合材料和石墨。

本发明的优点在于：

１）钨涂层沉积速度较快，大大提高了涂层制备的效率；

２）钨靶和碳基体之间产生高密度的等离子云，大量的钨原子不但覆盖在碳基体表面，基体的侧面和背面也包附了钨涂层；

３）涂层表面致密，没有出现裂纹；

４）涂层和Ｃ／Ｃ复合材料基体结合较好。

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钨钢车刀的焊接质量很重要，如果焊接不好，就会出现裂纹、脱焊、氧化及过烧等现象，严重地影响钨钢车刀使用寿命和生产效率。
   
刀片焊接原理和工艺特点

把钨钢刀片焊接在钢体刀杆上，居于一种硬焊料的钎焊工艺，也就是把焊料放在刀片与刀杆之间加热，使焊料熔化，形成一层相互溶解与扩散的焊缝，把两者紧密地焊接在一起。这种焊接方法的优点很多，如；具有足够的焊接强度和冲击韧性，能在较高的温度下正常工化焊接工艺对刀杆所要求的镶结构比较简单，焊接后的钨钢刀片外观平整、结构紧凑，化学稳定性高、不容易变形等。
    
目前采用的钨钢刀片焊接方法，按加热形式不同，主要有：氧乙炔钎焊、焦炭炉钎焊、接触钎焊、高频钎焊及浸铜焊接等。其中，氧乙炔钎焊适用于少量车刀的焊接。批量稍大时，可以在焦炭炉中加热钎焊。接触钎焊多用于大、中批量的车刀。高频钎焊是比较先进的焊接方法，可以利用不同形状的感应圈加热，焊接多种形状复杂的刀具，随着高频设备的增加，将获得越来越广泛的应用。浸铜焊接通用于成批刀具的钎焊，是一种很有发展前途的方法，主要应用在多刃刀具的焊接上，这里就不做具体介绍。
    
钨钢刀片焊接中，最常见的缺陷是焊接到纹，其原因主要是出于硬质合金与钢的膨胀系数相差太大，在加热和冷却过程个，刀片往往产生很大的内应力，以致促成刀片裂纹。此外，刀槽加工不平整或加热时过热，钨钢刀片会产生变形式氧化。焊接操作不当，也会造成脱焊现象。对于这些缺陷，我们必须以科学的态度认真对待，正确地选择焊料与熔剂，切实做好焊接前的准备工作，严格的按照工艺规程操作。


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钨钢硬质合金刀片是一种贵重的刀具材料，由于它的脆性大，容易崩裂，所以在搬运时要轻放。堆放不要过高，避免倒塌撞击，造成掉边缺角，影响使用。
    
钨钢硬质合金刀片的牌号和型号很多，如果保管不当，很容易混杂在一起，在刀片牌号分辨不洁的情况下，可用如下方法鉴别：
    
一、刀片上印有清晰的牌号印记：可以根据钨钢硬质合金刀片上的牌号印记区来别。
    
二、根据钨钢硬质合金刀片上的涂色区别：如果刀片上没有牌号印记，或涂有各种颜色的漆，可以根据颜色来区分。


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合理地使用硬质合金，不但要根据合金性质来选择，而且还要根据硬质合金刀片的型号和用途来选择。
    
选用钨钢刀片型号的原则。选用钨钢刀片型号要本着节约的原则，首先考虑不使刀片再进行加工就能顺利地放到刀杆的刀槽进行焊接。其次是从车刀的主偏角、副偏角和刀头部分形状，来考虑得到尽可能多的重磨次数。如果磨损主要产生在刀片的后面，并在前面上产生月牙洼时．应选择厚一些的钨钢刀片；当刀片磨损如发生在后面，前面没有月牙洼时，可选用短一些的刀片。
    
硬质合金刀片有24种形状、239个规格。新型号前二位数代表刀片形状，后二位数代表尺寸顺序号。奇偶左右之分的刀片，最后一位数是单数的为右向刀，偶数的是左向刀。如Al01其中Al型是制造外圆车刀、镗刀、切槽刀用的刀片，01是尺寸的顺序号，并且是右向刀。


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●装配精度：使用硬质合金铰刀时要注意，在将其装到机器上时，硬质合金铰刀前端进刀部分的抖动要控制在0.02mm以下。在切削中，为始终保持这个精度，可使用导向套筒。

●进刀部分切削刃缺口的检查：即使铰刀的抖动能被限制在所期望的范围内，但实际上常常由于切削刃本身有崩刃、缺口，还是得不到好的表面粗糙度和孔的精度。所以在使用前，不仅要检查硬质合金铰刀的抖动，同时还要检查切削刃本身有无崩刃、缺口。

●给油方法：加工时用油润滑不仅可以使拋光的效果更加显著，还能帮助切屑顺利排出，使孔的精度和加工面的精度进一步提高。给油时要注意选择好注油的方向，特别是在一些专用的卧式机床上加工时，要使油直接注到铰刀的切削刃上，此时考虑采用如图所示带油孔的铰刀是个不错的选择。

在工厂里，硬质合金车刀应用得非常广泛。硬质合金车刀是车床工人的重要武器。有了好车刀，并能合理使用它，就可以多快好省地完成生产任务，为革命多做贡献。
    
随着机械工业的发展，硬质合金车刀的生产水平越来越高，为我们不断革新刀具提供了有利条件。硬质合金车刀具有很多优越性，它不仅是高速切削和强力切削的主要刀具材料，并且也是控制加工精度和制造成型刀具的理想材料。因此．在生产中已得到广泛应用。
 
由于硬质合金硬度高、脆性大，容易崩刃有元素，价格比较贵，所以必须注意合理使用的作用。最重要的要注意以下几点：
    
一、要按照硬质合金的性质和加工条件，结构与几何形状；
二、要正确地焊接利刃磨；
三、要正确操作，不断革新硬质合金车刀性能。


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在硬质合金通过切削形成已加工表面过程中．切利刃、后刀面与工件之间存在着很大的压力，因而产生根大的摩擦力，使流过的硬质合金属产生很大的理性变形。相后刀面接触与摩擦的已加工表面权薄的一层金属变形最大，使这薄层金属的晶粒受到破坏．成为非品质层，冷作硬化最强烈。这种加工后使材料表层强度、硬度提高，塑性下降的现象则做冷加工：硬化．简称冷硬现象。
    
切削塑性材料，待别是切削不锈钠、高温台金等难切削材料时，加工表面硬化最为严重，其硬化程度可达母体材料硬度的两倍以上，其硬化层深度可达十分之几毫米，给切削加工带来不良影响。加工硬化现象往往与表面残余应力和微小裂纹同时出现，使零件表层的性能降低，影响已加[表面质量。加工硬化倾向大的材料时，匝合理选择例削深度和进结量，使切削刃在硬化层下面切削，否则会给切削带来困难，加快刀具磨损。


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硬质合金刀具耐用度是指一把新磨好的刀具(或可转伉刀片上的一个新刀刃)，从开始切削到磨损量达到磨钝标准时为止所用于切削的时间。此时间内不包括辅助时间。刀具耐用度通常用T表示，单位为min。
    
硬质合金刀具寿命是表示—把新刀，从开始投入切削到报废为止总的实际切削时间。其中包括刀具多次重磨。冈此刀具寿命等于达把刀具重磨次数与刀只耐用度的乘积。
    
当刀具材料和刀具几何参数选定后，影响刀具耐用度的主要因素是切削速度，切削速度愈高，刀具耐用度愈低。因此选用合理的切削速度，是获得合理的刀具耐用度的关键。
    
硬质合金和高速钢普通车刀的耐用度为60 MIN，成形车刀的耐用度为120min,高速钢铣刀的耐用度为120-240 min，硬质台金铣刀的耐用度为60一300 mm。


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