硬质合金范文10篇

摘要：本文基于WC-Co类硬质合金典型的生产工艺过程，设计了《硬质合金生产原理》教学目标，将教学内容设计为原辅材料的准备、混合料的生产、压制成型、压坯烧结、硬质合金性能检测等5个项目以及与项目化教学设计相匹配的考核方案。教学实践表明：项目化教学有助于将本专业学生培养成硬质合金企业的“准员工”，实施有差异的项目化教学是未来改进的方向。

关键词：硬质合金；生产过程；教学设计

硬质合金被称为“工业牙齿”，广泛应用于机械、汽车、电子等多个领域[1]。中国是世界硬质合金第一生产大国，株洲集聚了株硬集团等100多家企业，是全国最大的硬质合金生产基地[2，3]。章士麒等[4]人认为我国硬质合金行业高学位、高技能人才所占比例很低，这远远达不到中国硬质合金行业高速发展对高端人才的需求。高职院校肩负着高技能型人才培养的重任，实施项目化教学，对学生成为具有从事本专业实际工作的综合职业能力的高技能型人才起着重大推进的作用[5]。本文基于硬质合金生产工作过程，设计教学项目，将工作过程转化为学习项目，使学生做中学、学中做，“教学做”一体化。

1设计理念与思路

《硬质合金生产原理》是基于《粉末冶金原理》课程开设之后的一门重要的金属材料与热处理技术专业方向课，它以硬质合金生产企业实际工作岗位的需求为目标，以职业能力培养为重点，同时兼顾后续硬质合金企业顶岗实习、毕业设计的学习需要。如图1所示，对接株洲某公司WC-Co类硬质合金典型的生产工艺流程，将《硬质合金生产原理》课程设计为5个学习性项目（原辅材料的准备、混合料的生产、压制成型、压坯烧结、硬质合金性能检测）作为教学内容的载体，打破原有课程体系，对原课程内容进行取舍与序化，突出应用能力和综合技能的培养，构建基于硬质合金生产过程的理实一体化课程设计。

2教学目标设计

1前言

采用硬质合金工模具(包括塑性成形模具和切削加工的刀具)加工金属制品是提高模具使用寿命的主要途径。目前，硬质合金模具和刀具已在生产中广泛应用，并取得明显的效果，例如用于纯铝和紫铜冷挤压的硬质合金模具寿命已达到200万次，用于钢零件挤压的硬质合金模具寿命也达到10万次以上。用于多工位级进模的硬质合金冲裁凸凹模寿命一般可达1亿次，最高可达3亿次。用于铝合金切削加工的刀具耐用度可达180～200分钟(以已加工表面粗糙度达到Ra0.63&mirco;m作为刀具失效标准)。为了深入了解硬质合金的磨损特性及其与加工对象和加工条件的关系，充分发挥硬质合金工模具的抗磨损性能，本文针对硬质合金刀具的扩散磨损机理，通过实验进行研究。

2硬质合金工模具的扩散磨损机理

硬质合金工模具加工金属制品时，会发生摩擦磨损、粘结磨损、边界磨损、相变磨损、扩散磨损等各种磨损。扩散磨损就是工件在加工过程中，工模具与工件表面在高温或高压下，相互紧密贴合，并发生相互吸引和粘着，致使工模具与工件表面的材料发生相互扩散，造成表面合金元素的贫化或富化，导致工模具表面与基体的成分发生差异，弱化了工模具表面的抗磨损性能，加快了磨损速度，从而降低了工模具寿命。具体对硬质合金而言，则是硬质合金中的粘结相原子向工件材料扩散，硬质碳化物部分分解并扩散到工件表面，使硬质合金材料表层产生更多微孔，粘结强度降低。同时，工件材料中的原子(例如铝质工件中的铝原子)扩散到工模具表层，改变了工模具表面层的物理机械性能，从而导致工模具表层材料的剥落，加速工模具的磨损。

3试验条件

为了研究硬质合金刀具的扩散磨损机理，进行了硬质合金刀具切削铝质工件的实验。选用湖南省株洲硬质合金厂生产的4种牌号硬质合金刀片。1号刀片YD05和2号刀片YM051是以钴为粘结相并添加一些其他硬质碳化物或氧化物的WC—C0系列超细晶粒硬质合金；3号刀片YN05和4号刀片YN10则是以镍为粘结相并添加部分碳化钨和稀土元素碳化物(TaC，NbC等)的碳化钛(TiC)基硬质合金(各刀片的几何角度见表1)。在HY—025型高精度专用车床上进行高速薄切削铝合金(LY12R)试验。试验中采用干切削，取进给量f=0.1mm/s，切削厚度aP=0.1mm，1～3号刀片的切削速度为300m/min，4号刀片的切削速度为200m/min，并以已加工表面粗糙度Ra=0.63µm作为刀具失效的标准，测定了各刀片的耐用度(即从开始削到刀具失效的时间)，详见表1。

一、发展现状

的钨产业目前有规模以上企业5家，即钨业有限公司、钨业有限公司、矿业有限公司、钨矿、钨业有限公司。主要产品仍为钨精矿和APT。2011年预计完成工业增加值3.8亿元，主营业务收入15亿元，利税1.4亿元。另外，还有从事钨的贸易企业5户。

二、发展目标

力争到2016年实现主营业务收入50亿元，工业增加值达到12.5亿元，利税总额4亿元，三项指标年均增长25%以上。

三、发展定位

以现有钨企业为基础，加大——黄沙地区钨矿资源勘查力度，积极推动建立国家、省、市、县和企业联动的钨储备体系，加快企业重组，重点发展多种晶形（单晶、复晶、球型等）和超细APT、超细粒、碳化钨粉、纳米和超粗级钨粉等产品；在控制钨精矿生产总量和钨冶炼产品能力的基础上，以发展硬质合金及刀钻具为核心，重点发展超细和纳米硬质合金、功能梯度硬质合金、硬面材料、特种钨丝、钨基复合材料、钨基高相对密度合金、高纯异型钨材、添加稀土的钨系列材料及其他特大特异型钨制品。

本文针对金刚石膜(CVD)在切削刀具中的应用，讨论了金刚石膜焊接复合刀具对刀体材料要求和制造方法。根据金刚石良合刀具制造工艺及使用要求，对真空自活性钎焊所用钎料的化学成分的选择进行了分析，提出了确定活性针料化学成分的原则及常用针料的化学成分。

0．前言

金刚石膜具有硬度高、耐磨损，摩擦系数小，导热性好等特点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。人造金刚石膜的刀具分为两种类型：金刚石膜涂层刀具，金刚石膜焊接刀具。粘结力较弱是金刚石涂层刀具最突出的问题。粘结力较弱的原因有两个：一是化学气相沉积（CVD）附口过程中，产生很大的热应力；二是基体材料存在着许多降低接头强度的因素。近年来，利用生长基体金属同金刚石膜的热膨胀系数相差较大粘附强度低，在基体上沉积金刚石膜，随着基体的冷却，金刚石膜自动脱落，得到独立的金刚石厚膜。文献采用等离子体时流CVD法在Mo基体上沉积金刚石膜，获得独立的金刚石厚膜（0.3-1.3mm）。利用这种膜与刀体材料焊接帘（备切削刀具兼有单晶金刚石刀具和金刚石薄膜涂层刀具的优点，是一种应用前景极为广阔的新型刀具。

1.金刚石厚膜焊接刀具的制造方法

1-1金刚石厚膜的成型

由于金刚石厚膜硬度高，耐磨性好、而且不导电。所以常见的机械切削、线切割、超声波加工等工艺方法均不适用于金刚石厚膜的切割加工，常用的方法是激光切割。激光切割不仅能将金刚石厚膜切割成所需要的形状和尺寸，还能直接切出刀具的后角和修正厚膜表面。一般金刚石车刀的前角以0°为标准，根据需要可在+5°的范围内选取。在强调车刀的耐磨性和尖刀强度的情况下。也可以采用负前角（-20°左右）。负后角一般以5°为标准，根据使用条件可在2.5~10°范围内选取。由前刀面和后刀面构成的锲角在85°以上，可得到高精度的刀尖。

本文针对金刚石膜(CVD)在切削刀具中的应用，讨论了金刚石膜焊接复合刀具对刀体材料要求和制造方法。根据金刚石良合刀具制造工艺及使用要求，对真空自活性钎焊所用钎料的化学成分的选择进行了分析，提出了确定活性针料化学成分的原则及常用针料的化学成分。

0．前言

金刚石膜具有硬度高、耐磨损，摩擦系数小，导热性好等特点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。人造金刚石膜的刀具分为两种类型：金刚石膜涂层刀具，金刚石膜焊接刀具。粘结力较弱是金刚石涂层刀具最突出的问题。粘结力较弱的原因有两个：一是化学气相沉积（CVD）附口过程中，产生很大的热应力；二是基体材料存在着许多降低接头强度的因素。近年来，利用生长基体金属同金刚石膜的热膨胀系数相差较大粘附强度低，在基体上沉积金刚石膜，随着基体的冷却，金刚石膜自动脱落，得到独立的金刚石厚膜。文献采用等离子体时流CVD法在Mo基体上沉积金刚石膜，获得独立的金刚石厚膜（0.3-1.3mm）。利用这种膜与刀体材料焊接帘（备切削刀具兼有单晶金刚石刀具和金刚石薄膜涂层刀具的优点，是一种应用前景极为广阔的新型刀具。

1.金刚石厚膜焊接刀具的制造方法

1-1金刚石厚膜的成型

由于金刚石厚膜硬度高，耐磨性好、而且不导电。所以常见的机械切削、线切割、超声波加工等工艺方法均不适用于金刚石厚膜的切割加工，常用的方法是激光切割。激光切割不仅能将金刚石厚膜切割成所需要的形状和尺寸，还能直接切出刀具的后角和修正厚膜表面。一般金刚石车刀的前角以0°为标准，根据需要可在+5°的范围内选取。在强调车刀的耐磨性和尖刀强度的情况下。也可以采用负前角（-20°左右）。负后角一般以5°为标准，根据使用条件可在2.5~10°范围内选取。由前刀面和后刀面构成的锲角在85°以上，可得到高精度的刀尖。

摘要：随着科学技术水平的不断提高，作为先进制造技术的重要组成部分高速切削技术在模具加工制造中已得到越来越广泛的应用。本文结合高速切削技术的发展现状，阐述了高速切削技术的应用及其未来趋势。

关键词：高速切削刀具；数控加工；应用

一、高速切削技术和高速切削刀具

目前，切削加工仍是机械制造行业应用广泛的一种加工方法。其中，集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。

“高速切削”的概念首先是由德国的C.S~omom博士提出的，并于1931年4月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。该理论的核心是：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高，当到达某一速度极限后，切削温度随着切削速度的提高反而降低。此后，高速切削技术的发展经历了以下4个阶段：高速切削的设想与理论探索阶段(193l—l971年)，高速切削的应用探索阶段(1972-1978年)，高速切削实用阶段(1979--1984年)，高速切削成熟阶段(20世纪90年代至今)。高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点：第一，生产效率提高3～1O倍。第二，切削力降低30%以上，尤其是径向切削分力大幅度减少，特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。第三，切削热95%被切屑带走，特别适合加工容易热变形的零件。第四，高速切削时，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率，工作平稳，振动较小，适合加工精密零件。

高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一，不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设，完全不起作用。由于高速切削的切削速度快，而高速加工线速度主要受刀具限制，因为在目前机床所能达到的高速范围内，速度越高，刀具的磨损越快。因此，高速切削对刀具材料提出了更高的要求，除了具备普通刀具材料的一些基本性能之外，还应突出要求高速切削刀具具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。高速切削技术的发展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出现及发展。目前常用的高速切削刀具材料有：聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、Ti(C，N)基金属陶瓷、涂层刀具fCVD)~超细晶粒硬质合金等刀具材料。

摘要:随着科学技术水平的不断提高,作为先进制造技术的重要组成部分高速切削技术在模具加工制造中已得到越来越广泛的应用。本文结合高速切削技术的发展现状,阐述了高速切削技术的应用及其未来趋势。

关键词:高速切削刀具;数控加工;应用

一、高速切削技术和高速切削刀具

目前,切削加工仍是机械制造行业应用广泛的一种加工方法。其中,集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。

“高速切削”的概念首先是由德国的C.S~omom博士提出的,并于1931年4月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。该理论的核心是:在常规的切削速度范围内,切削温度随着切削速度的增大而提高,当到达某一速度极限后,切削温度随着切削速度的提高反而降低。此后,高速切削技术的发展经历了以下4个阶段:高速切削的设想与理论探索阶段(193l—l971年),高速切削的应用探索阶段(1972-1978年),高速切削实用阶段(1979--1984年),高速切削成熟阶段(20世纪90年代至今)。高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点:第一,生产效率提高3～1O倍。第二,切削力降低30%以上,尤其是径向切削分力大幅度减少,特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。第三,切削热95%被切屑带走,特别适合加工容易热变形的零件。第四,高速切削时,机床的激振频率远离工艺系统的固有频率,工作平稳,振动较小,适合加工精密零件。

高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一,不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设,完全不起作用。由于高速切削的切削速度快,而高速加工线速度主要受刀具限制,因为在目前机床所能达到的高速范围内,速度越高,刀具的磨损越快。因此,高速切削对刀具材料提出了更高的要求,除了具备普通刀具材料的一些基本性能之外,还应突出要求高速切削刀具具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。高速切削技术的发展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出现及发展。目前常用的高速切削刀具材料有:聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、Ti(C,N)基金属陶瓷、涂层刀具fCVD)~超细晶粒硬质合金等刀具材料。

一、数控铣刀的分类

（一）按制造铣刀所用的材料可分为

1．高速钢刀具；

2．硬质合金刀具；

3．金刚石刀具；

4．其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

摘要：随着科学技术水平的不断提高，作为先进制造技术的重要组成部分高速切削技术在模具加工制造中已得到越来越广泛的应用。本文结合高速切削技术的发展现状，阐述了高速切削技术的应用及其未来趋势。

关键词：高速切削刀具；数控加工；应用

一、高速切削技术和高速切削刀具

目前，切削加工仍是机械制造行业应用广泛的一种加工方法。其中，集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。

“高速切削”的概念首先是由德国的C.S~omom博士提出的，并于1931年4月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。该理论的核心是：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高，当到达某一速度极限后，切削温度随着切削速度的提高反而降低。此后，高速切削技术的发展经历了以下4个阶段：高速切削的设想与理论探索阶段(193l—l971年)，高速切削的应用探索阶段(1972-1978年)，高速切削实用阶段(1979--1984年)，高速切削成熟阶段(20世纪90年代至今)。高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点：第一，生产效率提高3～1O倍。第二，切削力降低30%以上，尤其是径向切削分力大幅度减少，特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。第三，切削热95%被切屑带走，特别适合加工容易热变形的零件。第四，高速切削时，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率，工作平稳，振动较小，适合加工精密零件。

高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一，不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设，完全不起作用。由于高速切削的切削速度快，而高速加工线速度主要受刀具限制，因为在目前机床所能达到的高速范围内，速度越高，刀具的磨损越快。因此，高速切削对刀具材料提出了更高的要求，除了具备普通刀具材料的一些基本性能之外，还应突出要求高速切削刀具具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。高速切削技术的发展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出现及发展。目前常用的高速切削刀具材料有：聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、Ti(C，N)基金属陶瓷、涂层刀具fCVD)~超细晶粒硬质合金等刀具材料。

摘要：高效切削技术作为先进制造技术中的重要部分，被广泛应用于模具加工制造中。本文主要对高效切削刀具进行探究，对其在数控加工中的有效运用展开分析，仅供参考。

关键词：切削；数控；运用

数控机床随着我国工业的不断发展逐渐被普及到各行各业中，这些先进的设备能够有效提高小批量多品种生产能力，并能大幅度提高产品精度、生产效率以及尺寸匹配等环节。因此对于数控加工中高效切削刀具的应用，需要对其充分认知。

1高效刀具进行数控加工的前提条件

1）高切削性。现代数控机床为了满足生产效率得到提高的需求，其发展方向倾向于高刚性、高速以及大功率。例如中等规格加工中心的主轴转速标准要求为50～10000r/min。这就要求现代刀具需要具备能够承受较强切削和高速切削的功能。部分工业国家运用钛基硬质合金、硬质合金刀具、陶瓷刀具以及超硬刀具作为数控机床涂层，且这些材料的应用数量在不断递增[1]。2）高可靠性。运用数控系统管理刀具寿命或者强迫换刀制度确保产品在数控机床上的质量，因此在选择刀具的过程中较为重要的指标就是刀具的工作可靠性，并且需要注意的是要性能稳定，同一批刀具不能在刀具寿命和切削性能方面存在很大的误差[2]。3）更换快速。刀具在更换过程中需要确保能够自动或者快速更换，刀具在磨损方面需要具备自动补偿装置，或者是针对尺寸进行调整和控制的功能。

2数控加工使用刀具的几点思考