硬質(zhì)合金在平面磨床的磨削

2021-06-10

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硬質(zhì)合金是由高硬度、難熔鈞金屬碳化物(如WC、TiC、TaC,NbC等)加金屬黏結(jié)劑(如鈷、鎳等)經(jīng)粉末冶金工藝制成，是目前世界上強(qiáng)度最高的合金，具有硬度高(89~93Hm)、強(qiáng)度高、熱硬性好等特點(diǎn)。因此，被廣泛應(yīng)用予勘探鉆頭、模具、工具的制造。隨著切削加工技術(shù)向高速、高精方向的不斷發(fā)展，要求硬質(zhì)合金工具的硬度、耐磨性、磨床加工精度和刃口質(zhì)量越來越高。硬質(zhì)合金的晶粒度也由最初的粗晶、中晶，逐步向細(xì)晶、超細(xì)晶粒、納米晶粒方向發(fā)展。

目前，粗晶硬質(zhì)合金廣泛應(yīng)用在地礦工具、沖壓模具、石油鉆采、生產(chǎn)人造金剛石用大頂錘、噴氣發(fā)動機(jī)部件等領(lǐng)域；細(xì)晶及超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金具有硬質(zhì)合金的高硬度和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，主要用于整體硬質(zhì)合金刀具、可轉(zhuǎn)位刀片及加工印刷電路板的微型鉆頭等工具的制造。

隨著硬質(zhì)合金中WC晶粒的細(xì)化，合金的硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能增加，斷裂韌性等性能下降，耐磨性等磨削加工性能也隨之發(fā)生了一定的變化。

采用三種不同粒度金剛石樹脂結(jié)合劑砂輪，分別針對粗、細(xì)、超細(xì)三種不同晶粒度的硬質(zhì)合金，在一定的磨削條件下進(jìn)行磨削試驗(yàn)。通過對磨削過程中平面磨床主軸功率、砂輪和工件損耗、加工表露粗糙度的測量，分析得出硬質(zhì)合金中WC的晶粒度變化對磨削力、磨削比、表面粗糙度等磨削性能和效果的影響。

通過試驗(yàn)可以得知，在平面磨床各磨削參數(shù)相同的情況下，磨削粗晶硬質(zhì)合金所消耗的磨削力、磨削能大于細(xì)晶和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金，且平面磨床磨削力隨晶粒尺寸的增大而增加；同一砂輪對粗、細(xì)、超細(xì)硬質(zhì)合金的磨削比隨晶粒粒徑的增加而增大，說明該類硬潢合金的耐磨性隨晶粒粒徑的增加而降低；該類硬質(zhì)合金在相同磨削條件下精磨加工后的表面粗糙度隨晶粒尺寸增加而變差。

使用金剛石砂輪的磨削加工是生產(chǎn)硬質(zhì)合金刀具的主要方法，磨削表面粗糙度對硬質(zhì)合金刀具的切削性能和使用壽命有重要的影響，而磨削參數(shù)是影響硬質(zhì)合金表面粗糙度的主要因素。

在平面磨床上對WC-Co硬質(zhì)合金試樣進(jìn)行磨酣試驗(yàn)，試件為采用HIP技術(shù)燒結(jié)的超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金。

同一切深下，試樣磨削表面粗糙度隨砂輪粒度的增大而增大。但砂輪粒度對表面粗糙度的影響程度有所不同，與150#砂輪比，使用280#砂輪磨削，試樣磨削表面粗糙度變化幅度較小，而使用W20砂輪磨削，表面粗糙度變化幅度較大。

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