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硬質(zhì)合金刀片的成分
來(lái)源:東莞市厚澤五金科技有限公司發(fā)布時(shí)間:2018.06.02

  與所有人造制品一樣,制造切削刀片首先要解決原材料的問題,即確定刀片材料的成分與配方?,F(xiàn)在的大部分刀片都是由硬質(zhì)合金制成,其主要成分為碳化鎢(WC)和鈷(Co)。WC是刀片中的硬質(zhì)顆粒,而Co作為結(jié)合劑可使刀片成形。

 
  改變硬質(zhì)合金特性最簡(jiǎn)單的方法就是通過改變所用WC顆粒的晶粒尺寸。用粒度較大(3-5μm)的WC顆粒制備的硬質(zhì)合金材料硬度較低,比較容易磨損;用粒度較?。ǎ?μm)的WC顆粒則可以生產(chǎn)出硬度較高、耐磨性較好,但脆性也較大的硬質(zhì)合金材料。在加工硬度非常高的金屬材料時(shí),采用細(xì)晶粒硬質(zhì)合金刀片可能會(huì)獲得最理想的加工效果。而另一方面,粗晶粒硬質(zhì)合金刀片在斷續(xù)切削或其他對(duì)刀片韌性要求較高的加工中性能更為優(yōu)越。
 
  控制硬質(zhì)合金刀片特性的另一種方法是改變WC與Co的含量比例。與WC相比,Co的硬度低得多,但韌性更好,因此,減少Co含量將獲得硬度更高的刀片。當(dāng)然,這再一次提出了綜合平衡的問題——硬度更高的刀片具有更好的耐磨性,但其脆性也更大。根據(jù)具體的加工類型,選擇適當(dāng)?shù)腤C晶粒尺寸和Co含量比,需要相關(guān)的科學(xué)知識(shí)和豐富的加工經(jīng)驗(yàn)。
 
  通過應(yīng)用梯度材料技術(shù),在一定程度上可以避免在刀片強(qiáng)度與韌性之間進(jìn)行妥協(xié)取舍。這項(xiàng)全球主要刀具制造商均已普遍應(yīng)用的技術(shù)包括,在刀片的外層采用比內(nèi)層更高的Co含量比。更具體地說(shuō),就是在刀片的外層(厚度為15-25μm)增大Co含量,以提供類似于“緩沖區(qū)”的作用,使刀片可以承受一定的沖擊而不會(huì)破裂。這就使刀片的刀體可以獲得采用強(qiáng)度更高的硬質(zhì)合金成分才能實(shí)現(xiàn)的各種優(yōu)異性能。
 
  一旦確定了原材料的粒度、成分等技術(shù)參數(shù),就可以開始切削刀片的實(shí)際制造流程。首先將符合配比的鎢粉、碳粉和鈷粉放入一個(gè)尺寸與洗衣機(jī)差不多大的碾磨機(jī)中,將粉料碾磨到所需要的粒度,并將各種材料均勻混合。在碾磨過程中加入酒精和水,制備出一種濃稠的黑色漿料。然后將這種漿料放入一臺(tái)旋風(fēng)干燥機(jī)中,將其中的液體蒸發(fā)以后,就獲得了團(tuán)塊狀的粉料,并將其貯存起來(lái)。
 
  在下一步制備工藝中,可以獲得刀片的雛形。首先,將制備好的粉料與聚乙二醇(PEG)混合,PEG作為一種增塑劑,可將粉料像面團(tuán)一樣臨時(shí)粘結(jié)在一起。然后在壓模中將材料壓制成刀片的形狀。根據(jù)不同的刀片壓制方法,可以采用單軸壓機(jī)進(jìn)行壓制,也可以采用多軸壓機(jī)從不同的角度壓制出刀片形狀。
 
  獲得壓制成形的坯料后,將其置于一個(gè)大型燒結(jié)爐中,在高溫下進(jìn)行燒結(jié)。在燒結(jié)過程中,PEG從坯料混合物中被融化排出,最后留下硬質(zhì)合金刀片的半成品。當(dāng)PEG被融出后,刀片收縮到其最終尺寸。這一工藝步驟需要進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)計(jì)算,因?yàn)楦鶕?jù)不同的材料成分和配比,刀片的收縮量也各不相同,而且要求將成品的尺寸公差控制在幾個(gè)微米以內(nèi)。