硬质合金拉丝模的加工研磨与修复

150～125
65
106
3
F100 212
150
20
125
40
125～106
65
75
3
F120 180
125
20
106
40
106～90
65
63
3
F150 150
106
15
75
40
75～63
65
45
3
F180 125
90
15
75 ,63
40
75 ,63 ,53
65
—
—
F220 106
75
15
63 ,53
第30卷 第3期 Vol130 No13
金 属 制 品 Steel Wire Products
2004 年 6 月
J une
2004
硬质合金拉丝模的加工研磨与修复
徐效谦
(辽宁特钢集团大连金牛股份公司 116031)
摘 要 介绍拉丝模模坯 、模套的加工及模芯装镶过程中应注意的要点 ;给出拉丝模修复常用研磨剂的特性和应 用范围 ,比较了几种研磨剂研磨效率 ;分析粗磨 、细磨和精磨 、抛光的研磨修复工艺 。 关键词 硬质合金 ;拉丝模 ;研磨 ;修复 中图分类号 TG 355. 4
30
355
40
355～300
65
250
3
F54
500
355
30
300
40
300～250
65
212
3
F60
425
300
30
250
40
250～212
65
180
3
F70
355
250
25
212
40
212～180
65
15
3
F80
300
212
25
180
40
180～150
65
125
3
F90
250
180
20
150
40
参考文献 1 冯绍彬 ,董会超 ,夏同池 ,等. 钢丝化学镀铜工艺研究理
论探讨[J ] . 金属制品 ,1997 (4) :12～15 (收稿日期 :2003 - 12 - 23)
作者简介 韩航向 1966 年生 ,中水荣成钢丝绳厂工程师 。
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
根据研磨粗糙度不同 ,磨料被粉碎成不同粒度。 按 GB/ T 2481. 1 —199《8 固结磨具用磨料 粒度组成的 检测及标记 ,第 1 部分 粗磨粒 F46～F220》规定 ,粗 磨料粒度组成如表 3。按 GB/ T 2481. 2 —199《8 固结磨 具用磨料 粒度组成的检测及标记 ,第 2 部分 微粉 F230～F 1200》规定 ,微粉的粒度组成见表 4。
粉状磨料无法直接使用 ,需要按一定比例加入 液体中调制成研磨剂 ,经常使用的液体有水 、矿物油 和植物油 ,它们能使磨料均匀地分布并吸附在模孔 中 ,减少磨料的飞溅 。
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第 3 期
徐效谦 :硬质合金拉丝模的加工研磨与修复
·51 ·
一一对应 ,以保证每块模具过盈量准确 ; (3) 模套内
孔底面与模具外端必须平行 ,并保证装套后与模孔
中心线垂直 ; (4) 模套内孔的椭圆度应尽可能小 ,不
应大于 0. 02 mm。热装时模套外表面应车光 、保证
装镶后均匀冷却 。
表 1 模套装配过盈量
Machining and Grinding and Renovating of Sintered Carbide Dra wing Die
Xu Xiao qian ( Dalian Jinniu Co. , Ltd. of Liaoning Special Steel Group 116031)
此外 ,胎圈钢丝使用时在打开防锈包装后应尽 快使用 ,不能长期暴露存放 。
3 结语 置换镀胎圈钢丝是轮胎的重要骨架材料 ,确保
胎圈钢丝的质量就是保证行车安全 。钢丝的锈蚀对 胎圈质量有着严重的影响 ,防锈是胎圈钢丝生产 、贮
存 、运输 、使用各环节中的工作重点 。3 年多来的生 产实践证明 ,提高胎圈钢丝置换镀层的致密程度 、降 低孔隙度 、干净的镀后处理 、严密的包装 ,可以有效 防范胎圈钢丝的锈蚀 。
碳化硼
9. 3
2 250
碳化硅
9. 1
2 140
蓝宝石 (青玉) 9. 0
1 900
氧化铝 (刚玉) —
1 650
黄宝石 (黄玉) 8
1 250
水晶 (石英)
7
—
金刚石微粉又称钻石粉 ,颜色随其所含夹杂不 同常为灰色 、白色 。因为天然金刚石价格昂贵 ,来源 较少 ,通常使用人造金刚石微粉或立方氮化硼微粉 。 现行标准 JB/ T 7990 —1998《超硬磨料人造金刚石微 粉和立方氮化硼微粉》。
F280
36. 5 ±1. 5
F500
12. 8 ±1. 0
F1200
3. 0 ±0. 5
F320
29. 2 ±1. 5
F600
9. 3 ±1. 0
—
—
在粒度基本相同条件下 ,各种研磨剂的研磨效率 大不相同 ,表 5 是硬质合金模具常用磨料研磨效率的 比较。上面介绍的 4 种磨料按研磨效率从大到小排 列次序为 :金刚石微粉、碳化硼、碳化硅、氧化铝。
1 硬质合金拉丝模的制造 1. 1 模坯加工
硬质合金模芯在烧结过程中会产生收缩现象 , 不同批号因成分 、压制和烧结工艺有差别 ,收缩量也 有较大差别 ; 模坯各部位因收缩量不同 ,往往形成 “马鞍”或“喇叭口”形 。模坯外形尺寸的波动 ,虽然 符合模坯标准 ,但远远超过模套装镶时过盈量要求 , 造成装镶时模芯承受预应力严重不均 ,模具使用寿 命大幅降低 ,因此 ,模坯必须进行外圆研磨 ,需要在 磨床上采用特制卡具 ,用金刚石砂轮研磨 。 1. 2 装镶的过盈量
模套采用车床车削加工成形 ,加工中控制要点 如下 : (1) 模套内径粗糙度必须达到 0. 80～1. 6μm , 有利于与模套紧密配合 ; (2) 模套内径要与模坯外径
胎圈钢丝在运输过程中 ,也应注意保护好包装不破 损 ,如果在下雨天运输 ,必须采取防雨措施 。良好的 密封使钢丝与潮湿的空气隔绝 ,将钢丝的锈蚀拒之 于门外 。
> 30
0. 40～0. 50
1. 4 装镶工艺 冷压法装镶工艺是在室温下将模坯用压力机压
入模套内 。冷压法要求过盈量准确 ,对模芯和模套 的尺寸精度要求高 ,优点是不需要加热设备 ,节省能 源 ,降低成本 。
2 硬质合金拉丝模的研磨和修复 模具制造和旧模具修理都离不开机械研磨 ,相
对而言模具制造时的研磨工艺比较复杂 ,包括粗磨 、 细磨 、精磨和抛光全过程 ,必要时还得辅以电解扩孔 处理 。旧模修理比较简单 ,因为正常生产条件下模 具磨损不会十分严重 ,修磨时一般不需要粗磨 ,只要 进行细磨 、精磨和抛光即可 。 2. 1 研磨剂
·52 ·
金 属 制 品
第 30 卷
表 3 F46～F220 粗磨料粒度组成
最粗粒
粗粒
基本粒
混合粒
细粒
粒度 筛孔尺寸/ 筛孔尺寸/
μm
μm
筛上物 筛孔尺寸/
wmax/ %
μm
筛上物 wmin/ %
筛孔尺寸/ μm
筛上物 筛孔尺寸/
wmin/ %
μm
筛上物 wmax/ %
F46
600
425
mm
模坯尺寸 直径
热压法过盈量
冷压法过盈量
钢套
粉末合金套
(钢套)
<8
0. 05～0. 10 0. 4～0. 5 0. 015～0. 02
12～16 0. 10～0. 20 0. 8～1. 0 0. 02～0. 025
Leabharlann Baidu
20～25 0. 20～0. 30 1. 0～1. 5 0. 025～0. 03
25～30 0. 30～0. 35
装镶时为使模芯获得一定的预应力 ,模套内孔 直径要小于模芯外径 ,两者之差称为过盈量 。过盈 量要根据模芯尺寸及偏差 ,拉拔应力和镶套方法来 确定 。表 1 为模具装镶时的实际过盈量 。
模套装镶有热压法和冷压法两种 ,冷压法过盈 量小 ,获得的预加压应力也小 ,多用于制造规格较 小 ,拉拔软金属用的拉丝模 。 1. 3 模套加工
碳化硅俗称金刚砂 ,分子式 SiC。纯净碳化硅是 无色晶体 ,密度为 3. 06～3. 20 t/ m3 。常见碳化硅品种 有黑色碳化硅、绿色碳化硅和立方碳化硅 (绿色) ,绿 色碳化硅的硬度和脆性高于黑色碳化硅 ,与碳化硼相 近 ,但价格比碳化硼便宜许多 ,常用于硬质合金粗磨。 立方碳化硅颗粒完整性好 ,韧性高 ,可用于抛光。现 行标准为 GB/ T 2480 —199《6 普通磨料碳化硅》。
表 5 研磨剂研磨效率比较
研磨剂
研磨效率比较/ % 颗粒度/μm
硬质合金模 金刚石模
相同 ,都必须按粗磨 、细磨 、精磨 、抛光顺序进行研 磨 。有的厂家将精磨和细磨合并是不妥当的 ,尽管 抛光后模孔很光亮 ,但粗糙度达不到要求 。旧模修 理时要根据模孔磨损情况确定修磨工艺 ,表 6 是辽 特集团钢丝厂的模具修理工艺 。
表 6 模具修磨工艺
模孔直径/ mm 研磨量/ mm 研磨工艺 磨料粒度
金刚石粉 + 油 5～10
100
100
≤0. 05
精磨
F500
碳化硼 + 油 10～12
Abstract To introduce the points needed to be attended during machining the die blank and die sleeve and inserting die core. The characteristics and application scope of abrasive for die renovation are given. Grind efficiency of several kinds of abrasives are com2 pared. The grind renovation processes of rough grind ,fine grind and polishing are analyzed. Keywords sintered carbide ;drawing die ;grind ;renovation
碳化硼 分子式 B4C ,是灰黑色菱形晶体 ,表面呈 金属光泽 , 密度为 2. 48～2. 52 t/ m3 , 熔点为 2 450 ℃,温度高于 2 600 ℃分解挥发 。碳化硼化学性能 稳定 ,不溶于水 ,不与酸碱起反应 ,具有良好的耐蚀 性能 。碳化硼硬度仅次于金刚石 ,具有耐磨 、耐压等 特点 ,其磨削速率是金刚石的 60 %～70 % ,是优质 绿色碳化硅的 5 倍以上 。目前碳化硼是硬质合金研 磨最常用的磨料 。现行标准为 JB/ T 3294 —1992《碳 化硼技术条件》。
机械研磨用研磨剂又称磨料 ,常用研磨料有金 刚石粉 、碳化硼 、碳化硅 、氧化铝等 。
磨料除需要有硬度外 ,还需要有棱角 ,研磨时磨 料自身也被磨损 ,当棱角变圆时其磨削性能减弱 。 常用磨料的硬度如表 2 。
表 2 常用磨料的硬度
材质
莫氏硬度/ HM 布氏硬度/ HB
金刚石
10. 0
10 000
氧化 铝 俗 称 刚 玉 , 分 子 式 Al2 O3 , 密 度 3. 9 ～ 4. 1 t/ m3 。晶体呈柱状或锥状 ,因所含夹杂不同呈不 同颜色 ,无色透明的称为白玉 ,含铬红色透明的称为 红宝石 ,含钴蓝色透明的称为蓝宝石 。磨料用氧化 铝有白刚玉 、浅黄色单晶刚玉 、棕刚玉 、铬刚玉 (红色 或紫红色) 和锆刚玉 (褐灰色) 。刚玉硬度略高于硬 质合金 ,白色或浅黄色刚玉磨削性能较好 ,铬刚玉和 锆刚玉韧性好 , 多用于精磨和抛光 。现行标准为 GB/ T 2478 —1996《普通磨料棕刚玉》, GB/ T 2479 — 1996《普通磨料白刚玉》,JB/ T 1189 —1992《锆刚玉技 术条件》,JB/ T 7986 —2001《普通磨料铬刚玉》和 JB/ T 7996 —1999《普通磨料单晶刚玉》。 2. 2 研磨剂的粒度
40
63 ,53 ,45
60
—
—
表 4 微粉的粒度组 (光电沉降法)
粒度号
粒度中值/μm
粒度号
粒度中值/μm
粒度号
粒度中值/μm
F230
53. 0 ±3. 0
F360
22. 8 ±1. 5
F800
6. 5 ±1. 0
F240
44. 5 ±2. 0
F400
17. 3 ±1. 0
F1000
4. 5 ±0. 8