硬質(zhì)合金金屬注射成型在數(shù)控刀片上的應(yīng)用
金屬粉末注射成型技術(shù)是一種新型粉末冶金近凈成形技術(shù),其與傳統(tǒng)數(shù)控刀片制造工藝相比,具有精度高、組織均勻、性能優(yōu)異,生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),被譽(yù)為“21 世紀(jì)的成形技術(shù)”。
1、本項(xiàng)目研究的基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片相對于傳統(tǒng)刀片具有以下特點(diǎn):
(1)基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片具有更好的耐磨性。
刀具按數(shù)控程序自動走刀,如果刀具不耐磨,就需要不斷的更換刀具,數(shù)控加工的效率就無從發(fā)揮,對于加工高精度、程序量較大的產(chǎn)品更需要數(shù)控刀具具有較好的耐磨性,才能確保尺寸精度與加工效率。
(2)基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片具有更好的耐熱性。
數(shù)控加工時(shí)刀具一般是連續(xù)進(jìn)行切削加工,切削熱也在不間斷的產(chǎn)生,不像普通設(shè)備加工時(shí)刀具有間隙地離開工件,使得切削熱有時(shí)間進(jìn)行釋放。盡管數(shù)控機(jī)床的冷卻裝置普遍優(yōu)于普通的機(jī)床設(shè)備,但由于其產(chǎn)生熱量的時(shí)間長,溫度高,需要比普通刀具更好的耐熱性,才能確保刀具的鋒利。
(3)基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片具有更好的抗沖擊性。
好的抗沖擊性是數(shù)控刀具在進(jìn)行斷續(xù)切削過程中必須擁有的品質(zhì),在普通設(shè)備上進(jìn)行斷續(xù)切削時(shí),操作者可以靠手動操作隨時(shí)調(diào)整進(jìn)給速度進(jìn)行切削加工,而數(shù)控加工按程序進(jìn)行走刀,進(jìn)給速度一般是恒定的,如果進(jìn)給速度不合理,刀具很容易出現(xiàn)蹦刃,甚至斷裂。
(4)基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片具有更高的硬度。
數(shù)控刀具的硬度要求比普通刀具的硬度高,高轉(zhuǎn)速是數(shù)控機(jī)床加工的一大特點(diǎn),切削過程中轉(zhuǎn)速高,可對高硬材料實(shí)現(xiàn)以車代磨。基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片具有硬度比傳統(tǒng)數(shù)控刀具硬度高 10%以上。
(5)基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片具有更好的動平衡性。
在高速切削過程中,如果刀具的動平衡性差,則刀具會產(chǎn)生很大的離心力,會大大降低刀具的使用壽命,嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生刀具折斷,危及設(shè)備與操作者的人生安全。
(6)基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片具有更高的制造精度。
數(shù)控加工完全靠機(jī)床按程序走刀,只有刀具的精度高才能確保被加工零件尺寸的一致性?;诮饘俜勰┳⑸涑尚凸に嚨挠操|(zhì)合金數(shù)控刀片尺寸精度能夠控制在0.4%以內(nèi)。
(7)基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片具有更高的加工效率。
數(shù)控加工產(chǎn)品要求穩(wěn)定性好、精度高,按數(shù)控程序自動加工,自動換刀,連續(xù)操作,數(shù)控刀片的質(zhì)量穩(wěn)定性要求高。對于加工尺寸精度較高、質(zhì)量穩(wěn)定性高的產(chǎn)品,必須選用高精度的數(shù)控刀具。此外,要求刀具的綜合性能好也是數(shù)控加工的一大特征?;诮饘俜勰┳⑸涑尚凸に嚨挠操|(zhì)合金數(shù)控刀片具有更高綜合性能,從而實(shí)現(xiàn)更高的加工效率。
2、本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
(1)選擇合適的粘結(jié)劑以提高粉末裝載量;優(yōu)化注射及脫脂工藝,減少或避免缺陷的形成并縮短脫脂時(shí)間;從控制制品碳含量、提高制品性能、獲得理想的組織結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究。探索出一套適合超細(xì)硬質(zhì)合金數(shù)控刀片的注射成型工藝。
(2)通過對液固比、球料比、球磨轉(zhuǎn)速及球磨時(shí)間對球磨粉末性能影響進(jìn)行研究。逐步優(yōu)化以確定較佳的工藝參數(shù),制備出分布均勻、粉末分散性好的超細(xì)硬質(zhì)合金復(fù)合粉末,實(shí)現(xiàn)基于金屬粉末注射成型工藝的硬質(zhì)合金數(shù)控刀片制造。
3、本項(xiàng)目與其他同類產(chǎn)品對比分析
本項(xiàng)目研發(fā)的硬質(zhì)合金車、銑、螺紋、切槽等四大類數(shù)控刀片產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品對比分析如下。
(1)產(chǎn)品尺寸精度:本項(xiàng)目產(chǎn)品尺寸精度控制在 0.4%以內(nèi),達(dá)到山特維克公司同類產(chǎn)品尺寸精度水平(0.4%-0.6%);
(2)產(chǎn)品性能:力學(xué)性能較普通模壓成型工藝提高 10%,達(dá)到日韓同類產(chǎn)品水平,接近山特維克、肯納金屬、伊斯卡同類產(chǎn)品水平;
(3)生產(chǎn)效率:較普通模壓成型工藝提高 20%,與國外精密壓制生產(chǎn)效率持平;
(4)生產(chǎn)成本:較普通模壓成型工藝降低 15%-25%,較國外精密壓制成型工藝降低 10%左右。