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硬質合金壓坯滑移型拐角裂紋

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月18日星期四 16:57; 点击数：540

硬質合金壓坯裂紋是由於壓坯所受的破壞力大於粉末顆粒之間的結合力而在壓坯上形成的一種開裂現象，如果是發生在壓坯的拐角處形成並向內延伸的開裂，就稱為拐角裂紋。拐角裂紋通常發生在帶臺階的硬質合金壓坯上，根據裂紋的延伸方向可將裂紋分為: 滑移型剪切型彎曲型和拉伸型。本文著重介紹滑移型裂紋。

滑移型裂紋的發展方向大體在拐角圓弧的切線方向上，如下圖中的A裂紋所示。滑移型裂紋的形成是由於在硬質合金混合料壓制過程中，裝料比粉料的壓縮情況不符合臺階壓制成形原理的要求（即不符合壓縮比相等和壓制速率相等原則），粉末顆粒產生了不合理的橫向移動而引起的。

滑移型拐角裂紋產生原因及改善措施

1補償裝粉不足

由於斜面的存在，粉料的流向將在壓制時改變，導致不同區域壓縮比不同而產生裂紋。

改進措施是:採用組合模沖重新設計壓坯形狀採用適量的後加工等。

2粉末橫向移動不到位

上下均有臺階的一類製品，壓制時粉末需要進行側向移動才能成形（因為裝粉不可能按照壓坯形狀進行）。如果粉末移送不到位便開始壓制，粉料會有較大的側向移動，壓縮比改變，形成高低密度兩種成形區。在壓制終了時，後成形臺階上的粉料會在分型處( 拐角處) 擠向已成形臺階，從而產生裂紋。

改進措施是: 對於有自動下料靴的自動模，調節粉末移送位置或者上組合模沖的加壓速度; 對於無自動下料靴的模具，調節補償裝粉量上組合模沖的浮動距離或者下模沖的移動速度等。

3.浮動模沖的移動速度不當

在壓制時，如浮動模沖移動速度比壓制速率慢，相當於浮動支撐力過大，類似於粉末移送不到位即開始成形的情況，產生的裂紋延伸向低密度區，如上圖所示。如浮動模沖移動速度比壓制速率快，相當於浮動支撐力過小，那麼引起粉料的流向剛好相反，其裂紋方向如圖所示改進措施是: 對於前者，降低模沖的浮動支撐力或強制模沖浮動; 對於後者，增加模沖的浮動支撐力，以控制浮動模沖的運行速度; 也可通過調節裝粉比，即適當增加低密度區的裝粉比來避免裂紋。

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鎢合金鍍金板印刷技術

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月18日星期四 09:10; 点击数：497

隨著電子技術的迅速發展，電子元器件會變得越來越小，焊球陣列封裝（BGA）的球徑和積體電路（IC）的間隙也越來越小，鍍金板交會是表面貼裝技術（SMT）的發展趨勢之一。鎢合金鍍金板的應用包括：手機、液晶電視控制析/智慧式家電、電腦及周邊產品和醫療器材等。

SMT是表面組裝技術（Surface Mounted Technology的縮寫），是目前電子組裝行業裏最流行的一種技術和工藝。電子電路表面組裝技術（Surface Mount Technology，SMT），稱為表面貼裝或表面安裝技術。它是一種將無引腳或短引線表面組裝元器件（簡稱SMC/SMD，中文稱片狀元器件）安裝在印製電路板（Printed Circuit Board，PCB)的表面或其他基板的表面上，通過再流焊或浸焊等方法加以焊接組裝的電路裝連技術。

與噴錫板比較，鎢合金鍍金板具有以下特點：表面平整，不易氧化，儲存時間長。鎢合金鍍金板印刷技術對印刷的要求非常嚴格：
脫離速度：7mm/s~8mm/s
印刷壓力：5kg
刮刀角度：45o
印刷速度:60mm/s
最多印刷3~4次要清洗鋼網
通過率：96.8%

印刷機

鎢合金鍍金板工藝，包括以下步驟：a.在電路板上一次性做出包括鍍金區域和外層鍍金導線在內的所有板內圖形，同時製作外層引線和導電輔助邊；所述鍍金區域與所述外層鍍金導線相連接，所述外層鍍金導線與所述外層引線相連接，所述外層引線與所述導電輔助邊相連接；b.利用外層引線和導電輔助邊作為導電，對電路板上的鍍金區域和外層鍍金導線進行鍍金；c.採用鐳射定點熔線工藝去除掉外層引線，所述的鐳射熔線工藝是：通過鐳射高溫側面切斷銅線和鍍金區域的連接，其鐳射熔線的溫度為1100攝氏度、時間為1min。鎢合金鍍金板工藝能夠克服現有技術鍍金滲鍍、蝕刻不淨、鍍金品質差、鍍金區域塌陷和工藝局限性的缺陷。

鎢合金鍍金板從傳統鍍金板三個方面調整：刮刀壓力控制、零間隙印刷和鋼網清洗系統、解決鍍金板的印刷問題。取得了良好的效果，以其優良的耐磨性和焊接性能適應於表面組裝技術（SMT）工藝中。

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硬質合金壓坯皺紋

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月17日星期三 16:32; 点击数：461

硬質合金壓坯皺紋是指在壓坯的臺階拐角處、斜面和球面等部位易出現的肉眼便能看到的細紋，類似於人們肌膚上的皺紋。產生皺紋的原因是硬質合金壓坯的已成形面不斷被流動的粉末衝破，又不斷重新成形的結果。常見的有: 內外拐角皺紋，如圖(a)所示；過壓皺紋，如圖(b)所示；斜面和球面皺紋，如圖(c)所示。

1.內外拐角皺紋

內外拐角皺紋發生在有芯杆參與的薄壁且帶端台的硬質合金壓坯上。

1.1產生原因

由於大孔芯棒過早壓下，端台先已成形，薄壁套繼續壓制時，粉末流動衝破已成形部位，又重新成形，多次反復則出現皺紋。

1.2 改進措施

加大大孔芯棒最終壓下量，適當降低薄壁部位的密度；適當減小拐角處的圓角，減少拐角處的粉末流動。

2.斜面和球面皺紋

斜面和球面皺紋常發生在硬質合金球齒、異形齒等具有斜面、球面的壓坯上。

2.1產生原因

壓制過程中，已成形的球面，不斷地被流動粉末衝破，又不斷重新成形。

2.2改進措施

適當降低壓坯密度；採用松裝比重較大的粉末；最終滾壓消除；改用彈性模壓制。採用補償裝粉，用粉末側向移動法，改變粉末流向，以減輕過壓狀況。

3.過壓皺紋

3.1產生原因

局部單位壓力過大，已成形處表面被壓碎，失去塑性，進一步壓制時不能重新成形。

3.2改進措施

合理補償裝粉避免局部過壓；改善粉末壓制性能；改善硬質合金混合料的流動性和壓制性能，以減輕過壓狀況。

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粉末對硬質合金表面裂紋的影響

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月17日星期三 16:29; 点击数：500

硬質合金的表面品質對合金性能有較大影響，所以對硬質合金的表面成形品質需嚴格控制。表面裂紋是硬質合金壓坯成形時最常見的表面缺陷。表面裂紋可由諸多原因造成，如機台問題、粉末等均會引起表面裂紋，這其中粉末的影響可以分為三種：粉末本身性能的影響、粉末中潤滑劑的影響、裝粉不均的影響。

1.粉末性能的影響

粉末壓制性差。粉末壓制性能的好壞直接影響壓坯的成形性，壓制性能差的粉末體顆粒結合強度低壓坯回彈率大，進而易引起表面裂紋。

2.裝粉不均

壓坯密度不均勻或側正面積比大對於側面形狀複雜的一些壓坯，如齒輪帶輪等，由於裝粉不均勻，導致壓力損耗大，壓坯表面的密度差較大，所以容易在壓坯表面形成龜裂，特別是密度偏低的尖角處。如下圖所示的硬質合金小模數齒輪，其齒尖處易出現裂紋。

3.粉末潤滑劑的影響

粉末中潤滑劑含量不合適或均勻性差。當潤滑劑含量少時，脫模阻力增加，易出現表面撕裂；當潤滑劑過量時，一方面消弱了粉末體之間的結合力，另一方面在壓制時易使得粉末體產生滑移，而且增大了壓坯的回彈率，從而使壓坯產生裂紋)。

4.改善措施

針對上述產生龜裂的主要原因，消除表面裂紋的措施有：

4.1 粉末中加適量的潤滑劑，且避免潤滑劑成分偏析；

4.2 選用合適的裝粉方式，改善壓坯密度的均勻性；

4.3 改善粉料的流動性和壓制性能。

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硬質合金壓制表面裂紋

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月17日星期三 16:27; 点击数：634

裂紋是由於壓坯所受的破壞力大於粉末顆粒之間的結合力而在壓坯上形成的一種開裂現象。硬質合金壓坯成形時最常見的缺陷就是表面裂紋。表面裂紋可由諸多原因造成，如原料、機台問題均會引起表面裂紋。

在壓坯的表面形成的細小裂紋，嚴重時這些橫紋斜向撕開，甚至相連，人們形象地稱之為表面裂紋。表面裂紋主要位於硬質合金壓坯的中下部位表面，輕微時肉眼不易發現，在燒結後也只能部分消除；燒結工藝不當會使裂紋進一步擴展，因而側面表面裂紋易引起製品的大量報廢。除用肉眼觀察外，也可切斷壓坯觀察斷面或對燒結坯進行無損探傷檢測。

產生表面裂紋的原因主要有以下幾個方面:

1.陰模內孔沿脫模方向尺寸變小，如加工中的倒錐成形部位的磨損出口處有毛刺等如下圖所示的無錐度柱體壓坯的下半部容易出現裂紋，這主要是由於柱體下端密度較高，回彈率增加，而脫模錐度過小所引起的。

2.壓機垂直度和平行度超差導致壓力中心偏差。機台垂直度不夠會導致壓機提供的壓力與硬質合金壓坯重心方向不在一條直線上，進而導致在壓制時受力不均勻，有較大彎曲應力，使壓坯某一側邊受拉應力，當此力大於粉末顆粒的結合力時，表面出現撕裂。另外，由於補償裝粉不合適導致壓坯承受較大彎曲應力也會引起表面裂紋。

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硬質合金壓制表面劃傷

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月17日星期三 16:26; 点击数：490

硬質合金製品表面品質直接影響製品的力學性能，所以對於硬質合金表面缺陷十分敏感。硬質合金表面劃傷常會發展成為裂紋等缺陷，所以必須嚴控表面劃傷的產生。

脫模時壓坯表面產生的劃痕( 沿脫模方向)也稱表面劃傷。

表面劃傷的原因有:

1.潤滑不夠，局部產生高溫，致使粉末焊在模壁上，這種現象稱為粘模。脫模時，粘模導致產品表面在脫模方向上受到阻礙，使壓坯表面產生嚴重劃傷。

2.陰模軟或粗糙度高，也易產生劃傷。

3.模腔表面局部硬顆粒或劃傷也會硬質合金壓坯產生劃傷。

改善措施：

1.改用硬度較高的陰模材料（下圖為硬質合金陰模）。比如採用硬質合金模具比採用模具鋼模具其壓制表面劃傷發生概率較小。另外，可通過模具熱處理改善模具的硬度。

2.提高陰模直線度和光潔度。如採用多次拋光等方式提高模具光潔度等。

3.在陰模出口處設計一定長度的錐度段，使壓坯在脫模過程中減少可能導致劃傷的接觸。

4.改善混合料品質，特別是減少異常硬顆粒和異常粗顆粒，減少模具表面劃傷和粘模現象。

5.改善模具的配合間隙。模具的配合間隙也會影響壓坯的表面品質。配合間隙過小，沖頭與模具之間可能由於意外的機台振動等因素而發生碰撞，造成陰模表面品質較差；另一方面，如果配合間隙過大會導致壓坯表面品質較差。

6.選用合適的潤滑劑。

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硬質合金壓制毛刺與掉邊掉角

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月17日星期三 16:24; 点击数：499

硬質合金壓制過程中由於原料、工藝的問題常會引起各種壓坯缺陷，如分層、裂紋、毛刺大於掉邊掉角等。這其中毛刺與掉邊掉角非常常見，通常是由於模具表面光潔度、模具配合間隙和壓坯形狀等引起的。

1.模具引起的毛刺與掉邊掉角

引起壓坯毛刺過大與掉邊掉角的最直接原因是模具不合格、模具粗糙度高，勢必引起壓坯粗糙度高；模具配合間隙超差，壓坯必定毛刺大，甚至過大的模具配合間隙會使得壓坯邊角處密度過低，而引起掉邊掉角。針對壓坯粗糙度高，需要重新研拋模具，如研拋餘量不足，就需更換合格的模具針對壓坯的毛刺過大和掉邊掉角的唯一解決辦法是更換合格的模具。

2.毛坯形狀引起的掉邊掉角

壓坯產生掉邊掉角還與其形狀複雜程度有直接關係，如下圖所示。解決的辦法有: 採用合適的料靴、降低模具粗糙度、改變推料方向或用機械手夾持壓坯等。

3、存放搬運過程引起的掉邊掉角

壓坯的存放搬運過程中，應注意壓坯排放整齊，壓坯之間應有隔板，以免壓坯相互擠壓磕碰使壓坯產生掉邊掉角，生產科學管理是防止壓坯產生掉邊掉角的有效措施之一。

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硬質合金分層的模具改進措施

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月17日星期三 16:19; 点击数：557

模具結構對硬質合金產品的分層影響很大。主要原因是由於模具在外力側除時變形恢復而對壓坯施加橫向剪切力，造成分層。為此在模具設計時，為減少產品分層缺陷，常採用增大沖頭壁厚、減少沖頭與陰模間隙等改進措施。

1.增大沖頭壁厚

增大沖頭壁厚, 可減少沖頭的彈性變形量。根據模具的圓筒近似處理公式（下式）可知，增大壁厚（即R2-γ2項），模具變形量也相應減少，進而減少導致分層的剪切應力。

Δ=γ/E[(R2+γ2)/(R2-γ2)+μ]P側（1）

式中:Δ為模具變形量；

γ、R分別為圓筒的內外半徑；

μ為模具材料泊松比；

E為模具彈性模量。

2.減少沖頭與陰模間的間隙

當沖頭與陰模間的間隙減少小時,由於陰模的緊固作用, 沖頭是很難發生彈性變形的。進而減少後續的剪切應力的大小。通過減少沖頭和陰模的間隙, 且在沖頭尖部增加排氣孔(如下圖所示), 可以使壓制的產品密度好,減少分層裂紋。

3。合理選用沖頭材料

按照虎克定律, 相對變形量與材料的彈性模量成正比, 即E越大, 彈性變形越小。硬質合金的彈性模量一般為(4～7)×105MPa, 是鋼材的2～3.5倍, 彈性張開量也相應縮減至後者的1/2～1/4, 並且隨著彈性模量的增加其變形量也會相應減少。所以在保證壓制性能的條件細，可以採用更高彈性模量的硬質合金牌號材料作為模具材料。

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模具結構對硬質合金分層的影響

详细资料: 分类：鎢的知識; 发布于 2017年5月17日星期三 16:13; 点击数：428

在硬質合金模壓生產中通過大量的生產實踐發現，模具結構對硬質合金產品的分層影響很大。主要原因是由於壓坯頭部（工作面）對應的模具形狀和角度導致模具變薄，在壓機正壓力的側向分力和壓坯的橫向側壓力下發生變形，在外力側除時變形恢復而對壓坯施加橫向剪切力，造成分層。

在一般模具結構中，由於頭部形狀（錐形、球形、勺形和其它形狀）和角度的存在，在壓制時受到側壓力的作用(如圖2所示)沖頭很容易沿側壓方向發生彈性變形，直至貼緊陰模壁為止。通常為了使上(下)沖頭在模腔內自由運動，上(下)沖頭與陰模間總是存在一定的配合間隙，一般為0.02～0.05mm之間。

在壓力撤除瞬間，模具恢復原來形狀，而對壓坯施加一剪切力，使壓坯產生分層。變形量的大小可以運用彈性力學匯出計算公式。我們可以根據厚壁圓筒的理論粗略估計彈性變形量。以硬質合金模具為例，作用在沖頭圓錐面上的力有兩個，一個是壓坯被壓縮時橫向變形引起的側壓力，另一個則是正壓力在圓錐面上沿橫向的分解力F1，從上圖1可以匯出:

F1=F0cosαsinα=F/2sin2α (1)

寫成壓強形式為：

P1=P/2sin2α(2)

單位正壓力P假設100MPa，壓坯橫向變形引起的側壓力約為正壓力的1/3（硬質合金泊松比大約0.3，其混合料粉末會更高一點），取α為30°，則作用在沖頭圓錐面上的單位側壓力為:

P側=P/3+P/2sin2α≈76.6MPa (3)

根據彈性力學理論，變形量(圓錐面作為圓筒處理是非常近似的)由下式表示:

Δ=γ/E[(R2+γ2)/(R2-γ2)+μ]P側 (4)

式中:γ、R分別為圓筒的內外半徑；

μ為泊松比，模具為硬質合金，取0.3；

E為彈性模量，取2×105MPa。

將γ=0.968R=0.7665cm， P側=76.6MPa代入(3)式計算，

得出Δ≈90.62×10-4cm=90.62μm

可見彈性變形量相對而言是足夠大的，即使是這個數值的一半也有0.045mm。當正壓力(壓制力)撤除瞬間，這個彈性變形就會恢復，從而給壓坯一剪切力，使壓坯可能產生分層或分層擴展的裂紋源。

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