钨合金的切削加工

cnclin

) @6 J" u7 `" p& C( \

3 钨基合金的切削加工

" p4 C; b+ b' d! @

钨基合金是指用粉末冶金烧结，
由90%以上的钨和和10%以下的软金属(如Ni、Cu、Co、Mg等)作粘结相组成的合金。它的密度大，故又称高密度合金。通常其抗拉强度大于 981MPa，硬度大于40HRC。由于钨合金的热导率比纯钨小，且切屑成颗粒状，与刀具接触长度短，切削温度高，容易产生积屑瘤和黏结磨损，加工表面质
量差。钨基合金的强度高，故切削力大。研究表明，在以ap=0.2mm，f=0.3mm/r，V=90m/min的条件下加工时，其产生的切削力Fc=900N，背向力(径向力)Fp=450N，进给力(轴向力)Ff=600N。
# B- \) `# Q1 E这样大的切削力在刀具刃口上将产生高的能量密度，
致使切削刃和与之接触的工件材料上产生极高的热应力，故刀具磨损很快。传统的高速钢刀具已无法对其进行切削加工，须采用具有高切削性能的刀具。
4 w; T% f# @) V4 q

表2中列出了四种不同切削刀具材料的性能。试验工作条件如下：

·
切削用量：
- M! h( q" ^0 t  O% C( v3 V切削速度V=80m/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=1.2mm。

·
6 F  k0 x, f& G/ I切削液：6%乳化液。

·
刀具磨钝标准：后刀面磨损量VB=0.3mm或刃口碎裂。

用PCBN和WC基硬质合金两种不同材料刀具切削钨基合金(含93%W，硬度为HRC52)时的切削速度V与刀具寿命T的关系曲线。试验工作条件如下：

·
* Y6 m( A. X4 n" k( h0 |; W0 S$ |切削参数：
# w- C5 u, U! |0 M& A背吃刀量ap=1.2mm；
进给量f=0.3mm/r(PCBN)，f=0.2mm/r(WC钨基合金)。

·
切削液：6%乳化液。

·
刀具磨钝标准：后刀面磨损量VB=0.3mm或刃口碎裂。

9 S. x/ ^7 c8 S5 }- @/ N

加工钨基合金宜用立方氮化硼刀具。试验时用的PCBN有两种牌号：DBC80和DBC50。它们的主要区别在于CBN含量。前者CBN含量高，其CBN的浓度为80%；后者CBN的浓度为50%。结果表明，使用DBC80，刀具寿命有显著提高。

用PCBN刀具切削钨基合金时，刀具应锋利，在保证刃口强度的前提下，前、后角应尽可能大。可取：g0=0～10°，a0=8～10°，kr=45～75°，re=0.5mm。切削用量可取：切削速度V=30～80m/min，进给量f=0.05～0.4mm/r，背吃刀量ap=0.5～2mm。

切削钨基合金时，也可选用细晶粒或超细晶粒及表面有耐磨涂层的WC基硬质合金刀具，
但其使用寿命较低。

4 结论

钨及其合金材料的切削加工性很差。复合陶瓷不适于用来制作切削高钨合金材料的刀具，用PCD金刚石进行切削的刀具寿命同使用WC基硬质
' x2 F; _3 B3 @, M- _1 q) Y' t合金的寿命相比并无明显提高，使用WC基硬质合金对钨及其合金进行切削加工是不经济的，因为此时刀具寿命很短。钨及其合金材料最好采用PCBN刀具且用 CBN含量较多的牌号(如DBC80)来加工，这样可获得较好的经济效益。