钨合金的切削加工

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3 钨基合金的切削加工

钨基合金是指用粉末冶金烧结，
5 C0 [. g& b) c4 x( M6 y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
( h7 V% g4 b# M7 B9 \4 U3 c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。
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。

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：

·
* d, D9 m( a- H; o  Z. I/ E! w$ w切削用量：
" B$ u0 ]+ g" Q; b+ t. _切削速度V=80m/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=1.2mm。

·
1 n: a! \6 f1 I- s切削液：6%乳化液。

·
/ j9 I, d* N/ }" x# M6 f4 ~6 v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：

·
. V9 ]/ S/ s* l6 U5 _! L切削参数：
- Z% Z- N8 w* M/ U7 m背吃刀量ap=1.2mm；
进给量f=0.3mm/r(PCBN)，f=0.2mm/r(WC钨基合金)。

·
- ]8 x; H( ^4 Q3 ]8 a8 r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。

: C+ h; }3 ~% Y; c; R

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。
- n/ u1 I, P$ V, w. Q+ D. _4 n, a

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
" |4 y9 Z1 b4 X# g% M& b+ X0 m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。