硬质合金的生产——压模设计主要参数

第四部分:硬质合金的生产

硬质合金的生产过程通常是包括:混合料的制备、硬质合金毛坯的模压成型和烧结三个阶段。

二、掺胶制粒与模压成型

混合料经模拟生产鉴定合格后即可进入模压生产阶段,由于硬质合金的主要成分为WC、TiC等硬质相,它们具有高硬度、高抗压强度、高弹性模量等特性,其粉末在压制过程中难以产生塑性变形,所以必须添加一定数量的成型剂,以改善其流动性、润滑性,有利于粉末在较低的压力下互相黏结,使压坯密度均匀分布,并有一定的强度,便于后续工序的干燥及加工。成型剂的种类很多,符合硬质合金工艺要求,并能在工业生产中广泛得到应用是石蜡和丁纳橡胶等。

(三)压模设计主要参数

压模设计最主要的是选择合理结构、制造简单、操作简单、使用寿命长、生产效率高。数据计算较容易,大都是实践经验的总结。

1.填装系数,即压缩比N:

混合料颗粒愈细,则松装比愈大,要压制成压坯的压缩比也愈大,通常为2.5-4.0。

2.线收缩系数K:

它是压坯尺寸与烧结成品的相应尺寸之比,非制粒料与制粒料是不一样的,前者大一些。以橡胶成型剂为例:

a.液压平刚模:线收缩系数为1.20-1.25

b.自动压力机模:线收缩系数为1.17-1.20(YG稍大于YT)

注:

①若用石蜡作成型剂,则相应的线收缩系数要大一点为1.18-1.25

②若挤压工艺,用聚乙烯醇作成型剂,则K=1.30-1.36

3.正压制力:

为了对压模进行强度计算,必须知道单位压制压力值,一般硬质合金正压力

P正约为1.2T-1.3T/cm²

4.侧压力:

P侧=0.3-0.4P正

5.压模尺寸:

a.圆套筒内径:D=KD1-δ

(D1为成品直径,δ为弹性后效)

b.圆套筒高度:H=NKH1+h1+h2+h3

注:

H1成品高度,h1底垫或下冲高度,一般为8-16mm,h2加压前上冲头插入模孔高度,一般为10mm,h3限制器高度。

c.压模壁厚度:通常取10-20mm,完全能满足硬质合金工艺要求

d.其它尺寸要求

脱模锥度:一般为0.5°-1.0°

配合间隙:一般为0.03-0.05mm

表面光洁度:工作面∆9-∆10,非工作面∆7-∆8

断面倒角:均为2mm×45°

6.压模结构类型

压模必须结构合理,制造操作都方便,常用压模的基本结构有:

①圆钢模或带孔圆钢模或双向压制圆钢模

②复杂几何形状圆钢模

③内衬硬度合金钢模

④可拆平刚模

⑤各种形状的挤压模

⑥其它

7.压模材质

由于硬质合金混合料的压制压力不大(<2T/cm²),一般用碳素工具钢T10作模具材料就能满足要求,其工作面淬火硬度应在HRC54-60范围,如果工作表面镀铬可以提高模具的耐磨性,如果用轴承钢、硬质合金或钢结合金作模具,则工作效率更高、使用寿命更长,且压坯表面光洁度更高。

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