钢结硬质合金在卫生用品滚切模具中应用及加工技术

钢结硬质合金在卫生用品滚切模具中的应用及加工技术[摘要] 本文论述了卫生用品滚切刀模的工作原理,钢结硬质合

金的性能,其加工特性。将钢结硬质合金应用到卫生用品滚切刀模制作的效果。

[关键词] 钢结硬质合金卫生用品滚切刀加工

[abstract] this paper discusses the operational principle of rolling-mold blade,the performance andproccessing characristics ofcarbide alloy, which is applied to production of rolling-mold blade leading to an appropriate effect. [keywords] carbide alloyrolling-mold bladeproccessing 一、产品结构

卫生用品辊切刀主要有内切刀和周切刀。每个卫生用品生产厂家的产品形状不完全相同,一般刃口分布在圆周上,且是非园和非直

线的曲面。因此,辊切刀的生产形式属于典型的单件、高精度、复杂型面的加工。

图1 内切刀

图2 护翼周切刀

内切刀和周切刀与光棍配对在一定压力作用下对滚,完成切削工作。

目前,国内卫生用品滚切刀模主要使用cr12mov或wu6mo5cr4v2

在低速(每分钟少于300片)时平均寿命达每次刃磨600万片,基本

可取代进口;在高速(每分钟大于500片)时平均寿命低于300万片,远远低于进口的硬质合金模具,后者平均寿命可达一亿片,但价格

也是前者的10倍以上。因卫生用品滚切刀模形状复杂,国内加工硬质合金比较困难,钢结硬质合金具有可加工性,较好的解决了这一

问题。

钢结硬质合金是一种新型的模具材料,它是以一种或几种碳化物(如tic,wc等)为硬化相,以合金钢(高速钢、铬钼钢等)粉末为粘结剂,采用粉末冶金工艺,经过配料、混料、压制和烧结而成的可加工高耐磨性材料,耐磨性是合金钢的几倍甚至几十倍,可用锻、车、铣、刨、磨、钻等加工成形,钢结硬质合金的成分可以根据模具失效方式进行合理设计,基体成分具有广泛的可调整性,其强度、韧性指标介于合金钢和硬质合金之间。

二、钢结硬质合金的选型

刚开始使用钢结硬质合金,我们选用的是gw50,使用寿命比合金

和高速钢提高了1倍左右,通过显微组织观察,发现刃口变宽不明显,主要是显微崩刃。可以得出结论,gw50耐磨性能较好,而韧性提高不够,后改用gw30,效果较好。

三、钢结硬质合金的加工

1、锻造

钢结硬质合金是用粉末冶金工艺制造的,烧结时会出现部分液相,在烧结之后仍有0.5%-1.4%的孔隙率,锻造的目的是得到各种规格

的锻造毛坯,利于加工成形,并通过锻造闭合大部分孔隙,提高材料密度和强韧度。由于大量碳化物的存在,钢结硬质合金的延展性和导热性较差,因此锻造工艺要求较高,不能过烧、严重氧化,而且加热要充分、均匀,此外不能在终锻温度以下锻造,应在锻造温度范围内轻锤快打,多向拉拔,尤其在第一火锻造和最后一火锻造更应坚持这一原则。通过锻造后的钢结硬质合金模具寿命提高近1倍以上。

2、切削加工

钢结硬质合金在退火状态下,其硬度在hrc38-hrc42,一般刀具难以胜任切削工作,我们采用成都新特生产的硬质合金键槽刀,切削加工以“低转速、大吃刀、走刀适中”为原则,具体采用的切削用量是转速300转/分钟,被吃刀量4毫米,每齿进给量为0.15毫米,用高压气体带走铁屑和冷却。

3、磨削加工

钢结硬质合金退火态可用氧化铝和氧化硅砂轮磨削,淬火态只能用中粗粒度金刚石砂轮磨削,小磨量也可用中软(30#-60#)碳化硅砂轮磨削,但进给量要小,我们采用的是0.005毫米。

钢结硬质合金的研磨可以用碳化硼粉末粗研,也可以用不同粒度的金刚石研磨膏配以机油研磨。研磨板或研磨棒选用球墨铸铁,研磨的粗糙度应越高越好。

4、热处理

钢结硬质合金通过淬、回火处理可以达到不同的硬度要求。通过

长期的研究,卫生用品刀模应良好的综合力学性能。淬火加热方式用真空炉。回火温度及硬度应根据模具的失效方式来选择,不应一味要求高硬度。钢结硬质合金的耐磨性与一定基体上均匀分布的碳化物有关,并不仅仅取决于硬度值,我们选择较高温度回火,取其较低的硬度hrc65-hrc66,其效果最好。

结束语

通过上述几个方面的研究,我们的产品在上海强生使用,其寿命达到6000千万片,接近国外先进水平。

作者简介:

周严(1960.11—),男,华中科技大学武昌分校数控实训创新基地工程师。