钨合金的切割与磨抛
硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化
硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化硬质合金切削刀具是现代制造业中广泛应用的工具，它能够高效地进行金属切削加工。
在选择硬质合金切削刀具的材料和优化表面涂层方面，存在着一系列的考虑因素。
本文将深入探讨硬质合金切削刀具材料选择和表面涂层优化的相关问题。
首先，硬质合金切削刀具的材料选择对其性能和寿命有着重要影响。
目前市场上常见的硬质合金切削刀具材料包括钨钛合金、钨钼合金、钨钨合金等。
这些材料具有高硬度、热稳定性和耐磨性的特点，能够满足各种切削加工的需求。
在选择硬质合金切削刀具材料时，应根据具体的切削材料和加工条件进行考虑。
不同材料的硬质合金切削刀具在不同切削材料和加工条件下的性能表现也有所不同。
钨钛合金切削刀具适用于加工碳钢、不锈钢等材料，具有优异的切削性能和较长的使用寿命；钨钼合金切削刀具适用于高硬度材料的切削加工，具有较好的耐磨性和耐热性；钨钨合金切削刀具适用于加工高温合金等材料，具有良好的耐磨性和抗蚀性。
其次，硬质合金切削刀具的表面涂层优化也是提高刀具性能和寿命的关键。
表面涂层能够提供刀具表面的硬度、抗磨性和耐热性，从而降低切削时的热失效和磨损。
常见的硬质合金切削刀具表面涂层包括涂层碳化物、涂层氮化物和多层复合涂层等。
涂层碳化物主要是利用碳化物材料进行表面改性，提高切削刀具的硬度和耐磨性；涂层氮化物主要是通过氮化处理，形成硬度更高的氮化物层，提高切削刀具的耐磨性和耐热性；多层复合涂层是通过在刀具表面层叠多种材料，并通过控制不同材料的厚度和组合，达到提高切削刀具性能的目的。
在进行硬质合金切削刀具表面涂层优化时，应根据切削材料、加工条件和切削过程中的磨损机理来选择合适的涂层类型。
以增加刀具的硬度和抗磨性为主要目标，选择碳化物涂层；以提高刀具的耐热性和耐磨性为主要目标，选择氮化物涂层。
同时，在选择涂层材料时，还应考虑成本、制备工艺和刀具几何形状等因素。
此外，刀具表面涂层的结构和性能也需要进行优化。
钨及其合金的切削加工
钨及其合金的切削加工钨合金切削加工钨及其合金的切削加工钨的机械物理性能及其切削加工特点表1钨的物理机械性能熔点℃3410密度g/cm3热导率W/(m·K)线膨胀系数10-6/℃弹性模量MPa35316硬度HBS290～350抗拉强度MPa981～1472伸长率%35钨是一种难熔金属，它具有熔点高(达3400℃)、密度大(/cm3)、耐化学腐蚀性好及高温强度高等特点，烧结的富钨合金其抗拉强度可高达1700MPa。
表1中列出了难熔金属钨的物理机械性能。
由于钨具有良好的机械物理性能，所以在工程上它已成为一种广受欢迎的结构材料，多用来制作耐高温的零、部件。
例如，可以用作灯泡和电子管中的灯丝、X射线管中阳极材料、高温炉中的导热材料、火箭喷嘴及隔热材料、军用平衡零件和制作飞轮、以及碳化钨基硬质合金刀具材料等。
钨可以制成铸锭，也可以烧结成制品。
但它们的切削加工性很差。
其切削加工有以下特点：钨的铸锭切削加工时，由于晶粒粗大，易产生掉块而使加工表面粗糙。
钨的化学活性较大，亲和力较强，切削过程中容易产生积屑瘤，而积屑瘤的剥落会导致工艺过程的不稳定。
钨室温下呈脆性，在切削其烧结制品时，切屑成粉末状，且硬度很高，加剧了刀具的磨损。
2钨棒及钨锭的切削加工钨具有高的抗拉强度，而钨的铸锭氧化层坚强又粗糙，使切削过程的冲击和振动增大，刀具容易崩刃、破损。
所以生产上须用强度和韧性较好的WC基(K类或M类)硬质合金刀具来加工。
粗加工可选用YG8(相当于K20)、YG8R(K30)、YG640(K30～K40)等牌号，半精加工用YG6(K10)。
由于硬质合金晶粒细化后，可提高合金的硬度、耐磨性、抗弯强度和抗崩刃性，而且高温硬度也有提高。
因此，用细晶粒(尺寸为1～μm)和超细晶粒(<μm)的硬质合金，如以Z30(相当于K30)、ZK30UF(K30)代替YG8，以YG6(K10)、YS8(K05～K10)、YG643(K05～K10，M10)、ZK10UF(K10)等牌号代替YG6，能够显著提高刀具的使用寿命。
钨钼材料的切削加工
钨钼材料的切削加工1.常用难熔金属的力学物理性能有哪些？工业上常用的高熔点金属统称难熔金属，如钨、钼、钽、铌、锆等。
难熔金属熔点高、密度大，晶体结构稳定，激活能大，切削加工困难。
以难熔金属为主，添加其他合金元素构成难熔金属材料。
随着科学技术的发展，难熔金属在原子能、宇航、机械、电子、化工、医疗、纺织、轻工等领域得到了越来越广泛的应用。
常用难熔金属中钨的熔点最高(3380℃)，密度最大(19.1g/cm³)，而钼的弹性模量最大，达到343 350MPa。
难熔金属系列——钨合金4.怎样切削加工钨锭与钨棒？纯钨的硬度和强度都很高，钨的铸锭在切削加工时，由于晶粒粗大，易产生掉块而使加工表面粗糙。
切削钨锭和钨棒可以使用硬质合金作刀具材料，常用的硬质合金牌号有YG6、YG8、YS2(YG10H)、726等。
用硬质合金切削钨锭或钨棒，可选用45º主偏角，荒车时前角与后角应小些，粗车与半精车时前角、后角适当加大。
纯钨性极脆，切削时易崩边或剥落，刀具切入切出时，应减小进给量，以防止刀具破损。
钨的切削参数推荐值见表10-2。
CBN刀具也可以加工纯钨。
例如，用DLS—F复合片车削φ10 mm钨棒，在νC =30m/min、f=0.1mm/r、ap=0.1mm；γO=-4º、αO=12º、λO=0º、Κr=90º、rε=0.3mm、倒棱为0.25mm×(-8º)的条件下，当后刀面磨损0.2mm时,切削路程为104 m。
而用YG6X刀片，当νC=9.5m/min、后刀面磨损0.2 mm时，切削路程为57.6m。
可见，CBN刀具的切削速度为YG6X硬质合金刀具3倍的条件下，耐用度为其2倍。
虽然CBN刀具硬度高，耐磨性好，但脆性较大，强度和韧性差，不适于冲击大的切削加工。
用CBN刀具加工纯钨，可选用较高的切削速度，但切削深度和进给量应小些。
5.怎样切削加工钨合金？以钴、镍作粘结剂用粉末冶金法烧结成的钨合金密度大，称为高密度合金，也称高比重合金。
钨粉合金挤压工艺流程
钨粉合金挤压工艺流程钨粉合金是由钨粉和有机结合剂混合而成的粉末末料，通过挤压工艺可以制造出具有高密度和高强度的钨合金产品。
以下是钨粉合金挤压工艺流程的详细介绍。
1.原料准备：将钨粉和有机结合剂按照一定比例混合，使其均匀分散。
有机结合剂的种类和用量会影响到最终产品的性能。
2.粉末预处理：将混合后的钨粉和有机结合剂进行球磨混合，以提高其流动性和分散性。
也可以通过筛分等方法将粉末的颗粒大小控制在一定范围内。
3.挤压模具制备：根据产品的形状和尺寸要求，设计和制造合适的挤压模具。
挤压模具一般由硬质合金材料制成，具有高耐磨性能。
4.粉末装填：将粉末混合料均匀地填充到挤压模具的进料口中。
填充过程需要合理控制填料厚度和松密度，以保证后续挤压操作的顺利进行。
5.挤压操作：通过液压机等设备，施加一定压力将粉末混合料挤压成型。
挤压的压力、速度和时间等参数需要经过充分试验和优化，以获得最佳的挤压效果。
6.脱模处理：将挤压成型的钨粉合金产品从模具中取出，并进行脱模处理。
脱模处理可以采用机械脱模或化学脱模的方式，以使产品表面平整光滑。
7.烧结处理：将脱模后的钨粉合金产品进行烧结处理。
烧结温度和时间等参数需要根据具体的合金组分和产品要求来确定，以实现产品的致密化和机械强度的提高。
8.终终处理：烧结后的钨粉合金产品还需要进行后续的表面处理，如去毛刺、打磨、清洗等。
这些处理可以进一步提高产品的表面质量和精度。
9.产品测试和质量控制：对制造出的钨粉合金产品进行各项性能测试和质量控制。
常见的测试包括密度测试、硬度测试、拉伸强度测试、尺寸测量等。
10.包装和运输：合格的钨粉合金产品进行包装，并进行标识和记录。
根据产品的形状和尺寸等特点，选择合适的包装材料和运输方式，以确保产品的安全和完整。
以上就是钨粉合金挤压工艺流程的详细介绍。
挤压工艺是一种常用的制造技术，可用于制造各种形状和尺寸的钨合金产品，如电极、线材、管材等。
在实际生产过程中，还需要根据具体产品要求和设备能力等因素，进行工艺参数的调整和优化，以获得最佳的制造效果和经济效益。
钨合金抛光工艺流程
钨合金抛光工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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钨铁合金打磨方法(一)
钨铁合金打磨方法(一)钨铁合金打磨方法1. 打磨工具选择•不锈钢刷头：用于去除表面污垢和氧化层。
•砂纸：用于初步打磨和去除划痕。
•打磨磨具：包括砂轮、砂带和砂轮片，用于精细打磨和抛光。
2. 打磨前的准备工作•清洁表面：使用清洁剂和刷子清洁表面，确保无灰尘和污垢。
•目标确定：根据打磨要求确定需要达到的表面光洁度。
•保护措施：使用胶带或护罩保护不需打磨的部分。
3. 打磨步骤3.1 去除污垢和氧化层1.使用不锈钢刷头清洁表面，去除表面的污垢和氧化层。
2.注意刷头的选择，根据表面情况选择合适的硬度和刷毛长度。
3.2 初步打磨1.使用砂纸将表面划痕和粗糙部分进行初步打磨。
2.根据需要选择合适的砂纸粗细度，从粗到细依次进行打磨。
3.3 精细打磨1.使用砂轮、砂带或砂轮片进行精细打磨。
2.选择适当的打磨工具和磨粒粒度，按照规定的方向进行打磨，保持均匀力度。
3.4 抛光1.使用抛光磨具对表面进行抛光，提高光洁度。
2.根据需要选择合适的抛光磨具，使用适量抛光剂，并按磨具说明进行操作。
4. 打磨后处理1.清洁表面：使用清洁剂和清水清洗表面，确保洗净抛光剂和金属粉尘。
2.防腐处理：根据需要进行防腐处理，如涂覆保护膜或涂层。
以上是钨铁合金打磨的一般方法，具体步骤和工具的选择可根据不同情况进行调整。
在进行打磨过程中，需注意安全操作，佩戴适当的防护设备，确保人身和物品安全。
同时，打磨后的处理也很重要，以保证打磨效果的持久和表面的保护。
5. 打磨技巧和注意事项5.1 打磨技巧•定期更换打磨工具和磨粒，以保持打磨效果和工具的寿命。
•根据表面情况和要求，选择合适的打磨方法和工具。
•打磨时保持均匀力度，避免过度磨损或变形。
•注意打磨方向，遵循金属纹理或设计要求进行打磨。
•避免过度磨平，以免影响表面的特殊纹理或结构。
5.2 注意事项•打磨过程中产生的金属粉尘可能对健康有害，使用适当的防护设备如口罩、手套和护目镜等。
•避免与打磨工具接触的部位暴露在高速旋转的磨具中，以防意外伤害。
钨合金刀
钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。
在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好。
以此为原材料制成的钨合金刀也具有许多优良性能。
接下来为您简单介绍，希望能给您带来一定程度上的帮助。
1、钼钨合金含钼和钨两种元素的合金，它包括以钼为基的钼钨合金和以钨为基的钨钼合金系列。
该种合金能以任何比例形成，在所有温度下均为完全固溶体合金。
2、铌钨合金以铌为基加入一定量的钨和其他元素而形成的铌合金。
钨和铌形成无限固溶体。
钨是铌的有效强化元素，但随着钨添加量的增加，合金的塑性一脆性转变温度将上升，晶粒也显著长大。
因此，要得到高强度的铌钨合金，须适当地控制钨的添加量，同时还须适量加入细化晶粒、降低塑性一脆性转变温度的元素如锆和铪等。
3、硬质合金硬质合金是最常见、最主要的一种钨的合金形式，有别于前面几款钨合金的是它是钨和碳、钴，因而它也常被称为钨钴合金。
目前，工业领域应用最广泛的刀具基本都是硬质合金刀具，所以硬质合金这种钨合金也被称为是“工业牙齿”。
马鞍山恒诺机械有限公司紧邻南京禄口机场，环境优美，交通便利。
整个厂区占地20亩，生产车间4000平米，办公楼3000平米。
本公司专业研发生产3大系列刀片：钨钢刀片、锋钢刀片以及全钢刀片，主要包括横切螺旋刀、横切直刀、凹口用刀、平口用刀、旋切刀、切刀、切纸刀、三面切书刀、电动切纸刀、封切刀并承接3米整体钨钢刀片；我们研制成功了与国外同等材质的刀具，完全可替代同类进口产品。
我们的定制流程：前期接洽-图纸设计-确认订单-生产加工包装发货-售后保障。
公司形成了一套完整的合作流程，愿意以更好地产品质量，合适的价格服务新老客户，合作共赢！。
硬质合金研磨工序
硬质合金研磨工序1. 硬质合金简介硬质合金是一种由钨碳化物（WC）和钴（Co）组成的材料，具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
硬质合金广泛应用于切削工具、机械零件和矿山工具等领域。
2. 硬质合金研磨的目的硬质合金通常需要进行研磨以达到以下目的： - 提高表面光洁度：通过去除粗糙表面，使硬质合金零件表面更加光滑。
- 改善尺寸精度：通过控制研磨过程，使硬质合金零件的尺寸达到设计要求。
- 增强表面硬度：通过适当的研磨方法，提高硬质合金零件的表面硬度。
3. 硬质合金研磨工序步骤一：准备工作在进行硬质合金研磨之前，需要进行以下准备工作： 1. 清洁：将待加工的硬质合金零件进行清洗，去除表面的污垢和油脂。
2. 夹持：使用专用夹具将硬质合金零件夹持在研磨机上，确保稳定性和安全性。
步骤二：粗磨粗磨是为了去除硬质合金零件表面的划痕、氧化层和其他不均匀物质。
常用的粗磨方法包括： 1. 砂带磨削：使用不同粗细度的砂带进行磨削，通过机械力将硬质合金零件表面的不均匀物质去除。
2. 砂轮修整：对使用过一段时间的砂轮进行修整，保证其表面平整度和圆度，以提供更好的加工效果。
3. 粗糙度测试：使用测量仪器对硬质合金零件进行粗糙度测试，确保达到要求。
步骤三：中间处理中间处理是为了进一步提高硬质合金零件的表面光洁度和尺寸精度。
常见的中间处理方法包括： 1. 平面研磨：使用平面研磨机对硬质合金零件的平面进行修整，以提高平整度和精度。
2. 精磨：使用砂轮或磨料进行精细研磨，去除表面微小缺陷，并使表面更加光滑。
3. 光洁度测试：使用光洁度测试仪器对硬质合金零件的表面光洁度进行测试，确保达到要求。
步骤四：终轧终轧是为了进一步提高硬质合金零件的尺寸精度和表面硬度。
常见的终轧方法包括：1. 研磨抛光：使用超细研磨液和抛光机对硬质合金零件进行抛光，提高表面的亮度和硬度。
2. 清洗：清洗硬质合金零件以去除抛光过程中产生的残留物和污垢。
3. 尺寸测量：使用测量仪器对硬质合金零件的尺寸进行测量，确保达到设计要求。
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钨合金的切割与磨抛
实验材料：直径为φ206㎜的钨合金。
材料特性：钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。
在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好。
但是钨合金在加工中会出现一定的困难，较大的钨合金会由于合金材料的整体均匀性的差异而在使用电火花切割过程中断丝。
实验目的：
1、将φ206㎜的钨合金块切割成厚度为6㎜的钨合金片，并观察切割后的样品表面形貌。
2、将切割后的钨合金片切割成50×50㎜的钨合金块，然后进行磨抛并观察表面状态。
实验设备：STX-1203金刚石线切割机、UNIPOL-802精密研磨抛光机、MTI-3040加热平台
STX-1203金刚石线切割机MTI-3040加热平台UNIPOL-802自动研磨抛光机
图1实验所用设备图
实验所用设备特点：
STX-1203金刚石线切割机：该机适用于切割硬度低于金刚石的所有材料，如晶体、陶瓷、红外光学材料、热电材料、玻璃、岩样、玉石、PCB板、陨石、海洋结核、耐火材料、建筑材料、高分子材料、复合材料等，主要用于加工较大尺寸的贵重材料，切割尺寸可达300㎜。
该机是连续型金刚石线切割机，无需手动调节，切割后的样品尺寸精度在±10μm的范围内。
使用高强韧性的单根金刚石线循环往复的运动，线长为≤150m，大大提高了切割效率。
采用气动张紧的模式，气压的大小可根据线径的粗细进行调整，可有效的保护切割线不会断裂。
搭配摇摆机构或旋转摇摆机构时可以切割高硬度或高表面质量要求的试样。
UNIPOL-802精密研磨抛光机：UNIPOL-802自动精密研磨抛光机设置了Ø203mm的研磨抛光盘和两个加工工位，可用于研磨抛光≤Ø80mm的平面。
在研磨过程中两个加工工位可以以一定的频率左右摆动，同时推动载样块左右摆动，载样块在进行自转的同时随着研磨盘公转，使样品做无规则运动，从而使研磨后的样品表面质量均匀。
若配置适当的附件（GPC-50A精
密磨抛控制仪），可批量生产高质量的平面磨抛产品。
该机既可以使用磨料研磨样品，也可以使用砂纸研磨样品，砂纸或抛光垫采用磁力吸附的方式装卡，装卸方便。
MTI-3040加热平台：MTI-3040加热平台是采用整体铸造，单片机作为核心控制部件，适用于对熔化温度低于200℃的各种材料（如晶体、半导体、陶瓷等）的加热。
实验过程：
一、切割
切割原理：利用被切割材料的硬度低于切割丝上所镀的金刚石的硬度的特性，使用金刚石切割丝连续磨削被切割材料，使被切割材料切割成片状或块状，或其它的形状，切割过程中不会在材料表面产生烧灼等伤痕，是一种纯物理方式的切割过程。
首先将钨合金用树脂陶瓷块固定在树脂陶瓷切割衬垫上，保证钨合金块在切割过程中不会晃动。
树脂陶瓷块用石蜡粘接在树脂陶瓷衬垫之上，固定好的钨合金块如图2所示，切割过程中使用专用切割油对钨合金块进行冷却，防止因摩擦生热使金刚石线断裂。
切割油对材料没有任何腐蚀性，不仅起到冷却作用，还会起到润滑作用，使切割面平面度更高，且可以降低样品崩边的可能。
图2固定好的待切割钨合金
使用STX-1203金刚石线切割机切割钨合金试样的工作状态如图3所示，所使用的金刚石切割线的线径为0.35㎜，该尺寸的金刚石线切割样品时切口小，浪费的样品少，可有效节约样品，提高样品的利用率，尤其适用名贵样品的切割。
本实验样品切割深度为210㎜，切割厚度为6㎜。
切割过程中，切割线与被切试样之间始终保持较小的弧度，保证切割线与被切割试样之间保持一个较的大切割力，从而使样品在最短的时间内被切割成片。
若切割过程中金刚石线与样品间的弧度越来越大，说明切割速度过快，应适当降低切割速度，反之应适当提高切割速度。
图3STX-1203切割钨合金的状态图
切割后的试样如图5所示，可见样品表面平整，无卷曲翘边和烧灼现象产生，由于切割过程中对切割速度进行了几次调节，因而测量切割后的薄片的左右平均厚度公差约为±0.011mm，上下厚度公差约为±0.01mm，表面粗糙度小于0.4μm。
图5切割后的钨合金片
从本实验可见，金刚石线切割后的钨合金表面状态平整，平面度好，无电火花线切割机切割样品时所产生的烧灼现象，从而不会在表面产生热应力层。
切割后的试样切口窄，节省了大量的材料。
钨合金中的夹杂不会影响金刚石线对试样的切割，说明金刚石线切割机十分适合钨合金的切割。
二、磨抛
将切割后的6㎜厚的钨合金片切割成50×50㎜的方形块，然后用UNIPOL-802研磨抛光机进行研磨抛光。
首先，将UNIPOL-802专用载样块与被研磨钨合金块放置于MTI-3040加热平
台上进行加热，加热到石蜡可以融化的温度（80-100℃）后将石蜡涂于载样块与试样相接触的表面，然后将样品放置于载样块中心处固定，并将二者一同从加热平台上移下，待冷却到室温后便可以进行研磨，固定好的试样如图6所示：
图6固定好样品的载样块
将固定好样品的载样块放到研磨抛光机的研磨盘上，载样块外套修盘环，修盘环的主要作用是使磨料变得更锋利并防止磨料大量流失同时促进载样块在研磨盘上的转动。
调整好机械摆臂的位置在修盘环的中线处，摆臂向研磨盘外摆动的范围在离研磨盘大概6㎜的位置。
开动研磨抛光机将转速调整到35r/min左右，研磨过程中用水对样品进行冷却。
研磨过程中样品的状态如图7所示：
图7样品的研磨状态
首先使用W14的刚玉磨料对试样进行研磨，当观察到样品表面全部被研磨掉一层之后将整个研磨盘、样品和修盘环全部冲洗干净，换成W7的磨料继续对样品表面进行研磨，此时将转速调整到45r/min，当样品表面经W7的磨料磨掉一层后，将研磨盘、样品、修盘环再次清洗干净。
然后将研磨盘换成合成革抛光垫，使用W1.5的金刚石悬浮抛光液对试样进行抛光，
抛光一段时间对样品表面进行观察，当观察到样品表面完全没有划痕变得光亮后，便完成了对样品的抛光，否则需要继续对样品进行抛光。
研磨后的样品如图8所示：
图8研磨后的样品图
从图8可观察到被磨试样表面呈光亮的状态，且无划痕存在，说明钨合金的抛光已经完成。
本实验研磨抛光的整个过程由UNIPOL-802自动完成，无需手动打磨试样，整个研磨过程用时30min，抛光过程用时20min，与手动研磨相比，不仅节省了大量的时间，还节省了人力。
手动研磨大片状样品时容易因受力不均而磨偏，使用自动研磨抛光机研磨时样品受力均匀，不会出现磨偏的现象，磨抛后的样品表面平行度高。
因此UNIPOL-802自动研磨抛光机十分适用于实验室对样品的研磨抛光。