硬質合金長條
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                硬質合金產品的成型方法有哪些?

                2020-04-23

                硬質合金產品可采用多種工藝方法成型。根據工件的尺寸、形狀復雜水平和生產批量,大部分切削刀片都是采用頂壓和底壓式剛性模具模壓成型。在每一次壓制時,為了保持工件重量和尺寸的一致性,必須保證流入模腔的粉料量(質量和體積)都完全相同。粉料的流動性主要通過團塊的尺寸分布和有機結合劑的特性來控制。通過在裝入模腔的粉料上施加10-80ksi(千磅/平方英尺)的成型壓力,就可以形成模壓工件(或稱“坯件”)。

                即便在極高的成型壓力下,堅硬的碳化鎢顆粒也不會變形或破碎,而有機結合劑卻被壓入碳化鎢顆粒之間的縫隙之中,從而起到固定顆粒位置的作用。壓力越高,碳化鎢顆粒的結合就越緊密,工件的壓制密度就越大。牌號硬質合金粉料的模壓特性可能各不相同,取決于金屬結合劑的含量、碳化鎢顆粒的尺寸和形狀、形成團塊的程度,以及有機結合劑的成分和添加量。為了提供有關牌號硬質合金粉料壓制特性的量化信息,通常由粉料生產商來設計構建模壓密度與成型壓力的對應關系。這種信息可確保提供的粉料與刀具制造商的模壓工藝協調一致。

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                大尺寸硬質合金工件或具有高長寬比的硬質合金工件(如立銑刀和鉆頭的刀桿)通常采用在一個柔性料袋中均衡壓制牌號硬質合金粉料來制造。雖然均衡壓制法的生產周期比模壓法要長一些,但刀具的制造成本較低,因此該方法更適合小批量生產。

                這種工藝方法是將粉料裝入料袋中,并將袋口密封,然后將裝滿粉料的料袋置于一個腔室中,通過液壓裝置施加30-60ksi的壓力進行壓制。壓制成的工件通常要在燒結之前加工成特定的幾何形狀。料袋的尺寸被加大,以適應壓緊過程中的工件收縮,并為磨削加工提供足夠的余量。由于工件在壓制成型后要進行加工,因此對裝料一致性的要求不像模壓法那樣嚴格,但是,仍然希望能保證每一次裝入料袋的粉料量相同。如果粉料的裝料密度過小,就可能導致裝入料袋的粉料不足,從而造成工件尺寸偏小而不得不報廢。如果粉料的裝料密度過大,裝入料袋的粉料過多,工件在壓制成型后就需要加工去除更多的粉料。盡管去除的多余粉料和報廢的工件都可以回收再用,但這樣做畢竟會降低生產效率。

                硬質合金工件還可以利用擠出?;蜃⑸淠_M行成型加工。擠出成型工藝更適合軸對稱形狀工件的大批量生產,而注射成型工藝通常用于復雜形狀工件的大批量生產。在這兩種成型工藝中,牌號硬質合金粉末懸浮在有機結合劑中,結合劑賦予硬質合金混合料像牙膏那樣的均勻一致性。然后,混合料或者通過一個孔被擠出成型,或者被注入一個模腔中成型。牌號硬質合金粉料的特性決定了混合料中粉末與結合劑的比例,并對混合料通過擠出孔或注入模腔的流動性具有重要影響。

                當工件通過模壓法、均衡壓制法、擠出?;蜃⑸淠3尚头ǔ尚秃?,在Z終燒結階段之前,需要從工件中去除有機結合劑。燒結可以去除工件中的孔隙,使其變得完全(或基本上)密實。在燒結時,壓制成型的工件中的金屬結合劑變成液體,但在毛細作用力和顆粒聯系的共同作用下,工件仍然能夠保持其形狀。

                在燒結后,工件的幾何形狀保持不變,但尺寸會縮小。為了在燒結后得到所要求的工件尺寸,在設計刀具時就需要考慮其收縮率。在設計用于制造每種刀具的牌號硬質合金粉料時,都必須保證其在適當壓力下壓緊時具有正確的收縮率。

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