硬质合金加工工艺与设备ppt

生产原料
主要原料有三氧化钨、钨 粉、三氧化钛、铌粉或五 氧化二铌、氧化钴及炭黑 等。在硬质合金的生产中， 一般需要制取碳化钨、碳 化钛、碳化铌和金属钴粉。
工艺流程
➢a）将难熔金属硬质化合物（碳化钨、碳化钽等）、粘结金 属（钴粉或镍粉）及少量添加剂（硬脂酸或依索敏）经过配 料，在己烷研磨介质中进行混合和研磨，添加石蜡的料浆， 再经真空干燥（或喷雾干燥）、过筛、制粒，制成掺蜡混合 料； ➢b) 掺蜡混合料经鉴定合格，经过精密压制，制成高精度压 坯； ➢ c) 压坯经真空脱蜡烧结或低压烧结，制成硬质合金。
单体脱蜡真空烧结仪
1、真空烧结是指粉末、粉末压坯或者其他形式 的物料在真空环境下，在适当的温度下受热， 借助于原子迁移实现颗粒间的联结。 2、真空烧结的工艺过程为：脱蜡（胶）、预烧 →烧结冷却出炉
真空烧结炉的内部结构图
真空烧结炉的实物图
硬质合金加工种类
磨料磨削加工 金刚石磨轮磨削加工 电火花加工 电解磨削加工
自动压机
粉末成型压力机是通过加压、加热方法使粉 末成形的压力机。 粉末成型液压机由主机及控制机构两大部分 组成。液压机主机部分包括机身、主缸、顶出 缸及充液装置等。 动力机构由油箱、液压泵、 电动机及各种压力阀和方向阀等组成。
压制工艺过程
压制工艺过程： 压制--干燥--加工清理
烧结原理
在真空条件下加热，进行真空脱蜡烧 结过程，有利于排除杂质，提高烧结气 氛纯度，改善粘结相的润湿性，促进反 应。 在整个烧结过程中，烧结体致密到接 近无孔隙，并产生一系列物理化学作用 和组织结构调整，最终形成致密的、有 一定化学成分、物理力学性能、组织结 构的硬质合金。
磨料磨削加工
磨料磨削加工方法，可 用以加工模具及切削刀具。 磨削硬质合金常用的是 绿色碳化硅砂轮。研磨抛 光则多用碳化硼或金刚石 粉等。
磨料磨削加工
图简工加削磨料磨
磨料磨削加工优缺点
优点： 1.加工余量少，加工
精度高。2.磨削加工范围广。
缺点： 1.磨削速度高，耗能
多。2.磨削工件表面易烧伤。3.有 残余应力。4.砂轮有一定的自锐性。
金刚石磨轮磨削加工
金刚石磨轮是目前磨 削硬质合金最好的工具。 适用于精磨及半精磨工 序，用以加工硬质合金、 陶瓷、半导体等高硬度脆 性材料。
金刚石磨轮
金刚石磨轮磨削加工优缺点
优点：1.能够加工高硬材料。2.
能够提高加工材料的粘度，降低 表面粗糙度。3.实现硬脆材料的超 光滑表面磨削。
缺点：容易出现结合剂对磨粒
球磨机
球磨机由给料部、出料部、回转部、传动 部（减速机，小传动齿轮，电机，电控） 等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内 衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加 工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐 磨性。运转平稳，工作可靠 。
球磨机
球磨机结构图
制粒设备
制粒方法： 压团法、滚动法、喷雾法。
制粒方法对比
压团法：将料粒在较低的压力 （200~230kg/cm2）下压成一定大小的团块，然 后将团块打碎用30目的筛子过筛，就是到了料 粒。此法效率低，且所得料粒较硬。流动性较 差。 滚动法：使物料在滚筒中滚动而球化制粒的， 一般YG料要求较细的滚筒或较低的转速，而YT 料则要求较粗的滚筒或较高的转速，滚动制粒 机有连续式和间歇式二种。 喷雾法：石蜡丙酮料浆喷雾，120 ℃氮气干燥
喷雾制粒系统图
压制原理
将混合料装入定型模腔内，在压力机冲 头或其它传压介质施予的压力的作用下， 压力传向模腔内的粉末，粉末发生位移 和变形，随压力的增加，粉末颗粒之间 的距离变小，粉末颗粒之间发生机械啮 合，孔隙度大大降低，同时在成型剂的 作用下，混合料被密实成具有一定形状、 尺寸、密度、强度的压坯。
电解磨削优缺点
优点：1.磨轮损耗低2.加工工件表面产热
少。3.不产生磨削烧伤、裂纹、残余应力。
缺点：在高温、高压、高速以及恶劣的
环境中，工件越来越难加工。
国外硬质合金
瑞典
总部设在瑞典的山特维克是欧洲最大的硬质合金生产者 和供货商,也是全世界最大的硬质合金生产者和供货商。 它的硬质合金的94%在国外销售,而且大部分(超过2000ｔ) 是在国外生产的。 山特维克是硬质合金行业最大的跨国公司。1999年底, 它在全世界58个国家和地区设有子公司。还在未设子公司 的许多国家或地区设有办事处。它的总资产约合40亿美元。 在硬质合金及其工具方面,1999年的销售收入约合18 3亿美 元。
缺点：1、不能加工不导电的材料；2、加工
过程中，有因为使用控制不良，引起火灾的安全隐患； 3、加工效率较低（相对机械加工来讲）；4、加工过程造 成被加工件的内应力增加而变形，加工尺寸精度不高。
电解磨削加工
电解磨削是由电解作用和机械作用相结 合的磨削过程。电解起主导作用，约占 75-90﹪，机械作用在一般情况下仅占10﹪.
硬质合金的加工工 艺与设备
答辩人：xxx
硬质合金的应用
课题目录
1 硬质合金的概述 2 硬质合金的性能 3 生产工艺 4 加工设备 5 国外硬质合金
第一章 硬质合金的概述
由难熔金属的硬质化合物和 粘结金属通过粉末冶金工艺 制成的一种合金材料。
硬质合金的优越性
硬质合金具有硬度高、耐磨、强度 和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系 列优良性能。特别是它的高硬度和 耐磨性，即使在500℃的温度下也基 本保持不变，在1000℃时仍有很高 的硬度。
国外硬质合金
日本
日本的硬质合金企业中虽然没有像山特维克和 肯纳金属公司那样的大公司,但它也是一个硬质合 金生产大国。日本有超硬工具协会,参加协会的企 业共42家。其中5家不生产硬质合金,是专门经营 进口的。从事生产并经营进口的企业中,规模较大、 品种齐全的有东芝Ｔｕｎｇａｌｏｙ、住友电气、 日本钨、三菱材料、日立工具和Ｄｉｅｊｅｔ等 6家公司。
国外硬质合金
美国
总部设在美பைடு நூலகம்的肯纳金属公司是硬质合金行业的一个大 跨国公司。它与山特维克不同,除了硬质合金及其工具以 外,不生产其它产品。就这方面而言,它的生产规模与山特 维克相近。它1999年的销售收入为19亿美元。但同年的净 利润只有5430万美元,大约只有山特维克硬质合金系统的 四分之一。 肯纳金属1999年的总资产为20亿美元,,它用于这方面科 研开发的经费只有销售额的1%左右,1999年是1880万美元。 这个比例只有山特维克集团的三分之一强,绝对值只有可 诺满的分三分之一强。
的把持力不够，磨耗增大。
电火花加工
电火花加工是利用浸在工作 液中的两极间脉冲放电时产 生的电蚀作用蚀除导电材料 的特种加工方法，又称放电 加工或电蚀加工。
电火花加工原理图
电火花加工的优缺点
优点：①能加工普通切削加工方法难以切削
的材料和复杂形状工件；②加工时无切削力；③不产生 毛刺和刀痕沟纹等缺陷；④工具电极材料无须比工件材 料硬；
电解磨削原理
磨轮与工件之间保持一定的接触压 力，凸出的磨料使工件与磨轮的金属 基本体间构成一定的间隙，流动的电 解液经喷嘴输入间隙中，使工件表面 产生电化学作用，金属被电解并在其 表面上形成一层氧化薄膜，这层氧化 薄膜，由磨轮上的磨料磨去，随电解 液冲走，电解作用与磨削过程交替进 行，直至达到一定的精度和光洁度为 止。
工艺流程图
各工艺过程原理
混合料制备原理 压制原理 烧结原理
混合料制备原理
称取所需的各组份原料及少量添加剂， 装入滚动球磨机或搅拌球磨机，在球磨 机中合金球研磨体的冲击、研磨作用下 ，各组份原料在己烷研磨介质中得到细 化和均匀分布，在喷雾干燥前（或湿磨 后期）加入一定量液态石蜡，卸料后经 喷雾干燥、振动过筛（或真空干燥、均 匀化破碎过筛），制成有一定成分和粒 度要求的掺蜡混合料，以满足压制成型 和真空烧结的需要。