压坯形状对硬质合金压坯分层的影响

从生产情况来看,硬质合金模压压坯形状对成形料的压制性要求较高,料太湿、太硬、太细或太粗均不适宜,容易产生分层或麻面,给生产造成被动局面。对一般硬质合金压坯而言,分层面大多为隐蔽态,分层除非特别严重,否则从外表上几乎看不出来,易给合金质量留下隐患。压坯形状对硬质合金压坯分层的影响主要是由于不同区域(边角点)之间的压缩比不同,导致在低压缩比成形时,高压缩比区域如果过压就容易导致分层。
 
常见硬质合金压坯的几何形状多为圆柱体、锥形体、圆球体、勺形体等的组合体,其头部形状较为特殊,各部位的压缩比相差较大。根据压制理论,压缩比越大,压坯致密性越好。另一方面,制品内高密度与低密度的交接面产生接触应力,并由此造成此面附近粉末咬合力降低从而出现分层、裂纹。此外,压缩比的变化也将引起压坯产生密度不均的缺陷。
 
压坯形状对硬质合金压坯分层的影响图片
 
以上图的勺形齿为例,两种不同成形方式下A、B两点的压缩比分别为3、6.43(图a)和3、5.28(图b)。即使在b种压制方式下,B部分的压缩比是A部分的1.76倍, 相差如此之大,如果当边角部位过压时,A、B两部分的密度将相差更大(当然,在压制过程中粉末可能会从侧向压向中间部位,不过由于粉末体的自锁和拱桥效应,其流动面是极微的)。因此,由于边角部位(图中的B部)过压,在压坯中因弹性后效所引起的应变,一旦超过压坯的承受极限就很容易造成分层。这就对硬质合金成形料本身和模具设计提出了相当高的要求。
注:压缩比ε=装粉高度/压坯高度
 

模具导致的硬质合金压坯分层

在压制过程中,由于种种原因,常会产生硬质合金压坯分层缺陷。分层主要是粉末颗粒之间的破坏力大于粉末颗粒之间的结合力导致的,具体可能是由压制压力过高引起的。除了压制压力过大之外,模具缺陷也是导致分层缺陷的重要原因。
 
1.模具磨损 
如模具在成形段磨损,在压制过程中,已开始压缩的粉料经磨损段出现横向移动,重新成形,而形成裂纹和分层。
 
2.模具刚性差 
2.1如果阴模的刚性差,压坯在压制时向外膨胀,引起粉料侧向移动,压力释放后,阴模回复力大,使压坯形成层裂。上述情况严重时,压坯挠曲而形成与压制方向平行的层裂,如图1所示。 
 
分层机理图片
 
2.2如果芯棒的刚度不足或侧隙过大,对于如图2所示的多孔类零件,其孔口处易出现开裂并向压坯内部延伸,这是由于在压制过程中,芯棒侧向移动使已压缩的粉料产生侧向移动而引发层裂。
 
2.3对于图3所示的带斜坡的压坯,在压制过程中,粉末侧向移动就类似于模具刚性差引起的侧移,将在斜坡的下端出现层裂,肉眼可看到表面起泡,轻触可剥落 采用组合模冲时,如果间隙大模冲刚性不足或模冲支撑板的刚性不足,在压制时模冲将产生不可控弯曲,使已压缩的粉料产生侧向移动,当应力释放时,压坯又将形成新的平衡,从而出现裂纹。
 
3.分层的改进措施为:
3.1 提高模具光洁度;
3.2 压机压力稳定且不过压;
3.3 选用流动性和压制性能好的原料;
3.4 采用保护脱模;
3.5 模具的刚度必须尽量高 如阴模及芯棒尽量用刚度高的硬质合金制造; 模具之间的侧隙应尽量小; 在设计和制造过程中应注意控制模冲切削加工的空刀量,以免削弱其强度及刚度; 模冲的支撑板的刚度尽量高等。
 

 

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印刷技术MCH

现代社会,随着陶瓷大量应用于百姓生活,尤其是建筑行业对陶瓷制品的青睐,我国已成为当代日用、卫生、墙地砖等传统陶瓷制品生产的超级大国,也是世界上陶瓷技术装备的生产大国。同时,基于科技的进步以及消费者需求档次的提升,人们对陶瓷装饰多样化和个性化也有了更多更高的需求。而将印刷术应用于陶瓷生产,极大地丰富了陶瓷的装饰效果和表现质量。

印刷技术MCH是Metal Ceramics Heater的缩写,意思是金属陶瓷发热体。MCH陶瓷发热体是一种新型高效环保节能陶瓷发热元件,相比PTC陶瓷发热体,具有相同加热效果情况下可节约20~30%电能。MCH是指将金属钨或者是钼锰浆料印刷在陶瓷流延坯体上,经过热压叠层,然后在1600℃氢气氛保护下,陶瓷和金属共同烧结而成的陶瓷发热体,因钨具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点,且无毒环保,是印刷技术MCH最理想的材料,陶瓷发热体不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质,符合欧盟RoHS等环保要求。

陶瓷印刷机

激光陶瓷印刷技术是一种新型技术,在办公室激光打印的基础上进行改良,使它适合于陶瓷印刷,激光陶瓷打印是一次性将图形打印在空白花纸上即小膜花纸上,经过水转印贴在陶瓷制品上,然后经过高温烤制成型。目前,出现了更为先进的3D喷墨打印陶瓷喷墨印刷技术,在越来越多的陶瓷企业得到应用,被誉为陶瓷印刷的第三次革命,这代表陶瓷印刷技术未来发展的方向。
 

 

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硬质合金压坯分层

硬质合金压制是保证产品质量的一个关键工序,但也是诸多缺陷发生的工序。这其中分层缺陷对硬质合金产品的影响较为巨大,它不仅会降低硬质合金的力学性能,严重时还可能导致合金报废。沿压坯的棱边或端面向内部发展的裂纹称为分层(如下图示例)。分层除非特别严重,否则从外表上几乎看不出来, 易给硬质合金质量留下隐患。分层主要是粉末颗粒之间的破坏力大于粉末颗粒之间的结合力导致的,具体可能是由压制压力过高引起的。
 
分层图片
 
1.产生机理
粉末颗粒之间的破坏力大于粉末颗粒之间的结合力。这里面的破坏力主要包括:弹性应力和剪切应力。
1.1 弹性应力是指由于压应力造成的颗粒加的斥力作用引起抵抗弹性变形的力,该力的作用方向与压应力的方向相反。
1.2 剪切应力:指压坯内两部分产生相对位移(即剪切应变)引起的大小相等、方向相反、不在一条直线上的应力。
 
2.产生来源
分层主要是压制压力过高引起的。
2.1 压制压力过高压力过高,加剧加工硬化,粉末颗粒变形困难,各方向的应力随之增加 如压制板状压坯时,由于装料密度不均,局部压力过高,使高密度处的粉末受压后向低密度处流动,造成压坯内部裂纹 压坯截面积越大,装料越不易均匀,过压机会越多。
2.2 压机压力不稳也将产生压坯的过压。过压的压坯,用肉眼可看到表面上有明显的灰白区域花纹,严重时放置一段时间后表面会起皮。
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阻隔辐射线纸张

日本某印刷公司曾开发出一种可阻隔辐射线的纸张,这种纸张比铅轻薄,却具有相同的遮蔽性,加工也比较容易,可应用于医疗、建筑等方面。

                                                   阻隔辐射线纸张

据了解,这种纸张的标准厚度为0.3毫米,钨占纸张的比例约为80%。该印刷公司是世界上第一家将高密度的钨与纸张混合的公司。由于钨是具有密度高、耐磨、耐蚀和耐热、延展性好且无毒环保的特性,该公司充分利用钨具有隔绝辐射线穿透的特质,这种含钨纸张或能取代铅板,成为抗辐射的利器。它不但容易加工,也能像一般的纸张一样裁切、折叠,同时对环境产生较少负面作用。铅作为屏蔽材料有不可克服的缺点,比如会产生二次韧致辐射,硬度比较差,铅本身还是重金属污染源,很可能在使用中造成重金属中毒。该纸张使用性能优异的钨为原材料,能够较好的克服铅的弊端,高纯度的金属钨质地柔弱,易加工成形。和同等重量的铅屏蔽件相比,钨屏蔽件的体积只有铅的1/3,但高密度性使其拥有和铅相当的射线吸收能力。所以金属钨首当其冲成为阻隔辐射线纸张的原材料。这种纸张像铅一样拥有抗辐射的性质,但对人体无害,一张就能阻挡50%的医疗用X光,3张叠起来使用,其阻隔的辐射线与0.25毫米厚的铅相当。

印刷公司称开发生产的此种阻隔辐射线纸张可应用于相当多的领域,包括处理核辐射用的防护衣、或辐射使用房间的墙壁或窗帘等。随着科技的持续快速发展,钨以其优异的综合性能将被人们更广泛地运用在生活当中。
 

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