公司從2003年開始制作YG系列的硬質合金模具囱悴,工作中經過實踐驗證和反復的試驗對比畴贵,對硬質合金部件的結構和加工的方法進行了不斷改進厘托。在生產中使用穩(wěn)定,給公司創(chuàng)造了可觀的經濟效益催束。
1. 硬質合金模具結構
由于硬質合金的特殊性,其價格居高不下伏社,為了降低模具成本泣崩,制作過程中常把它用在最關鍵的部位——采用鑲嵌硬質合金部件的模具結構。對于鑲嵌環(huán)形洛口、塊狀硬質合金套的模具矫付,結構簡單,加工方法簡便第焰,目前已在成型洞歼、拉伸等工序的模具中廣泛使用。
采用硬質合金外圓周面作為工作面(見圖1产贤、圖3)宣验;采用硬質合金內圓周面作為工作面(見圖2、圖4)鹦房。
2. 硬質合金模具
鑲套的裝配和固定硬質合金模具鑲套傳統(tǒng)采用熔銅焊接和熱裝娇晦。根據與硬質合金配合的鋼質材料,選取合理的過盈量悲社,把裝配結合面進行各自的粗加工镀匈。硬質合金屬于粉末冶金材料,其抗壓強度較大反没,而抗拉強度較小砰洗。
∫交荨(1)鑲嵌硬質合金外套,多采用銅焊接(見圖1)穿桃,使用脫水硼砂器谦,硬質合金外套粗加工內孔,鋼質材料內芯外圓周接合面加工成多邊形痰哨。使硬質合金內孔和鋼質內芯采用內結多邊形的結構胶果,使其配合后既能保證定位精度又能使熔銅順利流入多邊形的空隙,牢固地結合為一體斤斧。
如果采用過盈配合早抠,則用小過盈配合,防止撐裂折欠。
注意:銅焊接后及時保溫贝或,放入烘箱或埋入保溫性較好的材料, 緩慢降至室溫锐秦,時效去除內部應力咪奖。
(2)鑲嵌硬質合金內套酱床,為防止使用過程中配合松動羊赵,采用過盈配合,加熱鋼質外套壓入硬質合金內套(見圖2)扇谣。但是要嚴格控制過盈適量昧捷,防止過大撐裂鋼質外套。
注意:熱裝后同焊接后一樣冕咒,及時保溫撑葡,放入烘箱或埋入保溫性較好的材料,緩慢降至室溫彭理,時效去內部應力艾抠。
(3)采用物理冷擠壓固定的方法(見圖3凝顿、圖4)惑妒。制作過程中鋼質材料和硬質合金套小過盈量并采用細螺紋擠壓固定,螺紋聯(lián)接處加涂鎖固厭氧膠菌菇。
圖1泛驰、圖2兩種方式為傳統(tǒng)結構的裝配方式,結構簡單浪顽,制作成本較低寺帽。缺點是,無論是熱裝還是銅焊接限禀,或多或少都會使構架材料及YG8材料的組織發(fā)生不利的變化崔败;使用過程中容易發(fā)生鑲套撐裂祷安、脫落的情況姥芥。
圖3兔乞、圖4為近年來采用越來越的裝配方式,避免了高溫對模具材料的影響凉唐,保證了模具在使用過程中的穩(wěn)定性庸追。缺點是制作過程較復雜,加工工藝要求較高台囱。
3. 硬質合金模具的磨削
磨削硬質合金的刀具是金剛石砂輪淡溯,以往采用樹脂結合劑的金剛石砂輪,近幾年隨著超硬材料的發(fā)展簿训,陶瓷結合劑金剛石砂輪出現并迅速推廣使用咱娶,承擔了磨削硬質合金的主要任務。陶瓷結合劑金剛石砂輪的優(yōu)點是使用壽命長强品,加工過程磨損量很小膘侮,基本不用考慮砂輪損耗的補償。目前我公司主要使用“北京安泰”和“鄭州研創(chuàng)”品牌的陶瓷結合劑金剛石砂輪的榛。
∏砹恕(1)磨削砂輪選擇:粗磨主要考慮加工效率,金剛石砂輪的粒度可以選擇140#~170#仔同;精磨键切,要考慮加工的尺寸公差和形位公差,金剛石砂輪的粒度可以選擇170#~200#圃靖;拋光龙喂,主要考慮表面的粗糙度,金剛石砂輪的粒度可以選擇270#~325#榛蜻,表面要求再高的可以選擇W32~W40粒度的金剛石砂輪秧梨,自制拋光研磨膏。市面出售的金剛石研磨膏如果不能滿足生產使用峰礁,也可以自行配制漠恰,用機油、臘鞠洪、凡士林蹲自、硬質酸及金剛石微粉等原料,按照一定比例配置而成乏唤。
】沤椤(2)磨削:選擇合適尺寸的金剛石砂輪,如果沒有合適尺寸的苇经,可自制非標準砂輪赘理。根據使用要求宦言,在市面選購相近的型號再加工成需要的尺寸。根據磨床裝夾需要商模,加工出合格的砂輪固定軸奠旺,再用磷酸和氧化銅混合均勻后作為粘結劑,均勻涂在基體和砂輪的接合面施流。粘結完成响疚,靜止放置一段時間,凝固后用火緩慢加熱接合面部位瞪醋,使其粘結均勻牢固忿晕。自然冷卻,再放置24h即可使用银受。
〖巍(3)切削液的選擇:磨削硬質合金的切削液可選用市售的專用乳化液,我公司經過幾年的實踐驗證宾巍,也可以采用亞硝酸鈉溶液因摸。使用亞硝酸鈉溶液,用市售的亞硝酸鈉溶解入自來水澄俘,兌成亞硝酸鈉溶液棱硝,成本不到0.2元/kg;市面銷售的專用乳化液售價4~5元/kg左右酸儿。使用亞硝酸鈉溶液的缺點是着届,工件表面容易殘留堿白的痕跡,去除方法是磨削完后及時清洗擦干工件表面昵鳍;使用專用乳化液的缺點是抢必,磨削過程會產生大量泡沫,磨削過程觀察困難难宋。
『木ā(4)防銹處理方法:硬質合金零件磨削完畢,及時用絨布擦干乙闰,吹風烘干效果更好懒潘,否則長時間存放容易生銹。硬質合金生銹后互墓,不容易去除必尼,雖有市售的硬質合金清洗劑,但是效果不好篡撵,銹跡不能完全去掉判莉。去掉的方法有兩個:①磨完后及時擦干。②銹點用研磨或拋光進行處理育谬。因此工件完成后券盅,短時間不投入使用要真空密封或涂油防銹帮哈。
4. 硬質合金模具的車削
硬質合金因為硬度高,以往只能采取磨削加工锰镀。隨著我公司超硬材料的研究和發(fā)展娘侍,于2011年成功開發(fā)了金剛石聚晶復合片項目,其中刀具類的金剛石聚晶復合片刀頭的研制成功互站,解決了YG類硬質合金不能被車削的難題私蕾。
〗┤薄(1)聚晶復合片車刀頭的制作胡桃,焊接刀頭采取銀合金焊接,盡量不用銅焊接磕潮。因為銅的熔點較高昵裁,焊接過程中很容易使復合片中的金剛石氧化,而銀合金焊接的熔點較低暖经,焊接過程短祈痢。在銀合金焊接全過程中要把握焊接的溫度和時間,溫度太高容易使金剛石氧化缕沟,溫度太低則造成焊接介質熔化不充分姚菱,焊接不牢固。
「鹣尽(2)硬質合金車削和磨削相比的特點:①車削加工效率高皂汞、經濟效益好。去除相同體積的金屬時尼软,車削往往可以采用較大的切削深度和較高的轉速熄晕,而磨削則只能采用小進給量,否則容易產生磨削燒傷便透,磨削的加工進給量每次一般控制在0.02~0.05mm尔网,而車削的進給量每次可達到0.3mm以上,能耗僅為磨削的1/5航厚。②車削可以倒角顷歌、加工內外螺紋、退刀槽等形狀幔睬,磨削只能加工光滑表面眯漩,不能直接加工復雜形狀。車削一次裝夾可完成多表面的加工溪窒,磨削則不能坤塞。③車削所用的刀具,基本可不使用切削液澈蚌,是一種潔凈的加工工藝摹芙。磨削必須采用切削液灼狰。④車刀的成本較低,磨削必須選用昂貴的金剛石砂輪浮禾。⑤磨削的優(yōu)點是交胚,可以加工出鏡面,車削的表面粗糙度稍差盈电,操作不熟練易出現崩裂現象蝴簇。
在實際的加工過程中,根據不同的需要采用車削探快、磨削相結合的方式鹤曼。
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