硬質合金刀片的主要成分是不同配比的碳化鎢和鈷,原材料一開始的形態是粉末。在重約560kg的容器里盛裝著配好的原料,它們將被用于生產不同的粉末。在車間里,將干燥的原料與乙醇和水配成的溶劑混合形成一種粘稠度類似酸奶的灰色漿狀物。待漿狀物干燥后,將樣品送往實驗室進行質量檢測。這些粉末由很多直徑為20-200μm的顆粒組成,非常微小(一根頭發的直徑是50-60μm)。
這些粉末被裝在容積100kg的桶中并輸送到用于制造刀片的沖壓機邊。操作工將沖模(用于沖壓不同刀片的模具) 放入機床,并將訂單輸入計算機,沖模腔內根據訂單信息充滿粉末。沖壓每片刀片的壓力高達12噸,機床會對每片刀片進行稱重,操作人員也會進行觀察控制。在這一階段,刀片非常脆弱,很容易裂損。
沖壓后的刀片需要被加熱使其硬化,這一工作由燒結爐完成,燒結爐一次可以處理數千片刀片。壓制好的刀片粉末在長達13h的過程中被加熱到約1,500℃,熔融而成為硬質合金這一硬度極高的材料。燒結工藝中的收縮比例約為50%,因此燒結后刀片大小僅為之前的一半。
根據涂層方法不同,涂層刀具可分為化學氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具。涂層硬質合金刀具一般采用化學氣相沉積法,沉積溫度在1000℃左右。涂層高速刀具一般采用物理氣相沉積法,沉積溫度在500℃左右;
根據涂層刀具基體材料的不同,涂層刀具可分為硬質合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等。
根據涂層材料的性質,涂層刀具又可分為兩大類,即“硬”涂層刀具和 ‘軟”涂層刀具。“硬”涂層刀具追求的主要目標是高的硬度和耐磨性,其主要優點是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂層?!败洝蓖繉拥毒咦非蟮哪繕耸堑湍Σ料禂?,也稱為自潤滑刀具,它與工件材料的摩擦系數很低,只有0.1左右,可減小粘接,減輕摩擦,降低切削力和切削溫度。
近開發了納米涂層 (Nanoeoating)刀具。這種涂層刀具可采用多種涂層材料的不同組合 (如金屬/金屬、金屬/陶瓷、陶瓷/陶瓷等),以滿足不同的功能和性能要求。設計合理的納米涂層可使刀具材料具有優異的減摩抗磨功能和自潤滑性能,適合于高速干切削。
硬質合金因其高硬度,高耐磨性及其高紅硬性被廣泛使用于我國工業領域,可以毫不夸張的說,沒有硬質合金,人類文明至少要倒退幾百年!硬質合金刀具常規用途
一、傳統的機夾和焊接刀片二、目前廣泛使用的數控涂層刀片三、各類沖壓模具的內套和沖頭四、鋼廠高線軋輥和建筑行業用第二次帶肋鋼筋軋制三維滾五、線路板切割用圓盤切刀六、各類金屬薄板園切刀七、人造金剛石的兩面頂、六面頂錘八、人工機制砂中耐磨錘頭九、各類耐磨耐腐蝕閥門中核心部件十、盾構機掘進前端耐磨齒頭十一、整體硬質合金鉆頭和微型鉆花及各種刀具制造十二、有色金屬壓延用各類大小軋輥十三、各類金屬拉絲拉管模具十四、非金屬粉末研磨用合金長條、合金磨盤十五、各類高速過流噴嘴十六、、礦山掘進用硬質合金齒頭十八、金屬硬密封用硬質合金密封副十九、液晶顯示屏生產用均熱板二十、印刷機械、食品包裝機械、用切削刀具及零件
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