硬质合金生坯切削加工性能的研究

【摘要】硬质合金材料具有硬度高和耐磨性能优异等一系列优点，被誉为工业的“牙齿”。但它的加工性能差，主要采用机械研磨和特种加工，加工手段极为有限且成本很高，这在一定程度上限制了它的应用范围。本文研究了硬质合金的生坯切削加工技术，即在烧结之前对零件进行切削加工。这一方法的优点在于：粉末颗粒之间极强的原子结合在烧结之前并未形成，以冷焊和颗粒间的机械啮合为主，切削力和切削区的温度均保持在较低范围，刀具的磨损及产生的热量较少，生产效率高，可解决硬质合金零件尺寸、形状受限及生产成本高等问题，扩大硬质合金的应用范围。本论文通过预烧结工艺制备硬质合金生坯，分别进行车削、铣削加工实验，通过实验数据分析、电镜观察和加工表面粗糙度测试，探讨了硬质合金生坯的加工性能，在此基础上，将已加工的生坯样品和未进行切削加工的生坯样品进行烧结，通过比较二者的烧结性能，研究了生坯加工过程对烧结性能的影响。论文的研究表明：（1）对于预烧结生坯的加工，预烧温度为880℃时，强度效果比较适合机加工。当预烧结温度较低时，烧结坯表面扩散速率低，颗粒与颗粒粘结度不高，而预烧结温度达到950℃时，烧结颈联接紧密，强度较高。（2）车床转速与进刀速率对生坯的切削加工有明显的影响，车床转速越高，进刀速率越小，加工表面质量越好。预烧结生坯切削加工的最佳工艺为：车床转速2000r/min，进刀速率0.05~0.02mm/rev和切削深度为0.2mm。（3）加工表面存在着较多的WC颗粒脱落后留下的凹坑以及与切削方向一致的不连续沟痕，表明预烧结生坯的切削加工机理为“切割-拉拔”机制。（4）采用的加工方式不同，所加工零件的结构完整性和表面粗糙度有很大差别，在车削加工过程中样品在出刀边缘处有轻微破碎，而铣削过程中被切削零件的整体结构和加工表面的粗糙度都有明显改进。（5）在相同的烧结工艺下，生坯切削加工对烧结后硬质合金的力学性能无不利影响，表明切削加工不会在预烧结生坯中产生裂纹或微裂纹。
【作者】何荣；
【导师】胡业奇；
【作者基本信息】湖南大学，材料科学与工程，2013，硕士
【关键词】粉末冶金；硬质合金；预烧结；可加工性；切削；

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