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    硬質合金零件加工工藝及切削刀具的選擇
    發布單位:鄭州華菱超硬材料有限公司. 所屬類別: 行業信息 . 發布時間:2020/5/25. 點擊查閱: 168 次.

    硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料,除了做刀具外,還可以作為各種耐磨耐熱件使用,其硬度極高。采用金剛石切割片、CBN/PCD切削刀具可代替電火花,磨削等工藝對硬質合金工件進行切割、切削加工,下面簡單介紹一下硬質合金零部件的加工工藝及其切削刀具的選擇。

    硬質合金的定義

     硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。難熔金屬碳化物通常是指元素周期表中的鎢、鈦、鉭、釩、鉿等元素的碳化物,在硬質合金中用得較廣的是WC(碳化鎢)、TiC(碳化鈦)、TaC(碳化鉭)等,這些碳化物中的一種或者一種以上與粘結金屬鉆組成的合金常叫做硬質合金。

     硬質合金和碳化鎢硬質合金屬于包含關系,碳化鎢硬質合金屬于硬質合金,但硬質合金有很多類,碳化鎢硬質合金只是其中一種。

    硬質合金零部件的切割工序

     切割是硬質合金棒材、板材、線材下料常用的方式之一,對于1mm以下的切槽或切斷,常用金剛石超薄切割片進行加工。

     金剛石樹脂基體型切割片,其中外圓環帶為樹脂結合劑磨料工作層,中心部分為高強度高剛性的金屬材質,多用于中、大切深的切槽和切斷。

     樹脂基體型切割片的型號主要分1A1/31A1R/41A1/51A1R/6

     1A1/31A1R/4指基體型切割片外圓不帶水槽, 1A1/51A1R/6指其外圓帶水槽。

    硬質合金零部件的車削工序

      車削硬質合金零部件過程中,刀具自身硬度必須高于被加工工件的硬度,因此目前車削加工硬質合金零部件的刀具材質主要以高硬度高耐熱非金屬粘合劑CBNPCD(金剛石)為主。

      1)硬度小于HRA90的硬質合金零部件,選擇BNK30材質CBN刀具進行大余量車削,刀具不碎裂、不燒傷。硬度大于HRA90的硬質合金零部件,一般選擇CDW025材質PCD刀具或采用樹脂結合劑金剛石砂輪進行磨削。

      2)加工硬質合金零部件外表面或車R3以上的槽,對于加工余量大的,一般先用BNK30材質CBN刀具粗加工,然后再用砂輪磨削。對于加工余量小的,可以直接用砂輪進行磨削,或者采用PCD刀具進行仿形加工。

      3)硬質合金軋輥月牙槽刻肋加工時,采用CDW025材質金剛石雕銑刀(又稱為飛刀,旋銑刀)。

    硬質合金零部件的銑削工序

       對于硬質合金零部件的銑削工序,根據客戶需求,可提供CVD金剛石涂層銑刀和金剛石鑲片式銑刀,可代替電解腐蝕和電火花工藝,提高生產效率,和產品質量,如CVD金剛石涂層銑刀對硬質合金進行微銑削,表面粗糙度可達到0.073μm

       金剛石鑲片式銑刀多為球刀,將PCDBL-PCD(無粘結劑納米聚晶金剛石)釬焊到硬質合金刀桿上,其中BL-PCD切削刃比傳統PCD工具要高,如BL-PCD球端面銑刀銑削硬質合金模具,可實現小于10nm的表面粗糙度。

    硬質合金零部件的磨削工序

     經過車削或銑削的硬質合金零部件,最終還需要磨削來保證硬質合金零部件的尺寸精度和表面粗糙度。

     磨削硬質合金砂輪一般采用金剛石砂輪,如樹脂結合劑金剛石砂輪磨外圓或平面,軋輥孔型開槽等成型磨削一般采用電鍍或金屬結合劑金剛石砂輪。 

    CBN刀具加工硬質合金零部件的案例

       ①CBN刀具加工硬質合金沖頭外圓:直徑40mm,長100mm,切去3.5mm余量,只需25min,如用金剛石磨輪磨削,則需要215min

       ②BNK30材質CBN刀具鏜孔硬質合金襯套:精度要求IT6IT8,表面粗糙度Ra1.6-0.8。切削參數:Vc15m/minap=0.20.5mmFr=0.10.15mm/r。相較于磨削工藝,效率提高10倍左右。

       ③BNK30材質CBN刀具斷續車削YG20YG25的硬質合金套筒:切削參數:Vc=30m/minap=0.35mmFr=0.034mm/r。刀具的耐用度為65min

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