硬質合金可轉位刀片成型工序尺寸精度控制

冉龍姣 龔一龍 王力 簡元霞

摘要：闡述影響硬質合金可轉位刀片成型尺寸精度的四方面，討論壓制參數的計算中的一些注意點并列出參數計算和修正中的一些公式。

關鍵詞：硬質合金;壓制參數;尺寸精度

前言

對成型工序進行控制和選擇合理的壓制參數，能控制產品尺寸精度，減少制品燒結后的機械研磨量，提高經濟效益。本文結合前輩們的研究成果和在實際生產中的經驗，對硬質合金可轉位刀片精密壓制工藝做一些較為詳細的闡述和討論。

1.影響壓制成型尺寸精度四方面

影響壓制成型的四個方面是：混合料質量、壓制成型工藝、模具和壓機精度。

（1）混合料質量：自動壓制采用容積法控制裝料量，混合料裝模特性的穩定對壓坯單重的穩定至關重要。混合料經球磨、干燥、插篩、制粒而得到。保證顆粒均勻，流動性好，在壓制時順利填充模腔。

（2）壓制成型工藝：壓制成型工藝影響壓制品毛坯精度，工藝設計上要控制壓坯單重減少波動、選擇適當的裝料方式使各部分壓縮比大致相等、選擇適當的加壓方式使密度分布合理以減少燒結毛坯變形。

（3）模具精度：可轉位硬質合金刀片要求模具單邊配合間隙0.015～0.002mm，工作面粗糙度Ra0.2。新模具在投入生產前，需按圖紙對模具進行檢查。合格的模具需進行試壓，其目的有：檢查模具是否合格和確定該套模具的壓制參數。

（4）壓機精度：壓機精度直接影響產品的壓制精度。TPA類DORST壓機是一種下拉模式凸輪機械自動壓力機，可實現復合壓制，生產帶孔或多個臺階的制品，是單向壓制較為完善的改進，具有雙向壓制的性質。C35160全自動干粉壓力機就屬于這類壓機，它精度高、工作平穩、效率高，壓出的產品密度均勻、尺寸準確。

2.壓制工藝參數計算

2.1工藝參數計算必備條件：產品圖紙提供產品厚度（h）和體積（V）;檢驗部門提供混合料粒料數據 K料、d0、dm、t、C1。

K料--粒料收縮率;

d0--粉末充填密度（g/cm3）;

dm--致密合金密度（g/cm3）;

t--粉末流動速率（s）

2.2壓制工藝參數計算

（1）m一壓坯單重 （g）：即單個壓坯重量。據產品公差計算出三個理論體積（上下偏差體積V上和V下、名義體積V）。按公式（1）計算出產品的三個m試（m上、m名義、m下），試壓燒結后測其外觀尺寸，檢驗試燒產品性能，選擇外觀尺寸與圖紙最為接近同時性能最好的產品單重作大批量生產的最后單重，如一次試壓試燒不合格，要修正單重再試壓試燒，直到合格。

（1）

m試--產品試壓單重（g）

ρ--粒料密度（g/cm3）

C1--粉末燒結損失率

（2）h。—壓塊生坯厚度 （mm）：模具經過多次試壓確定實際收縮系數為K1，壓塊生坯高度計算公式（2）。

（2）

h --產品圖紙厚度（mm）

（3）PV一壓制行程 L（mm）：壓制行程表示壓制產品成型時的位置。對正型刀片影響大， L值調大，要保證壓塊厚度不變，則產品底部會出現臺面，刃口毛刺小，上沖頭容易頂到模腔的斜面部分，導致上沖頭損壞;L值調小，產品的直邊變厚，底部毛刺大，刃口產生容易產生負倒棱。

（4）oB—頂壓行程（mm）：C35160壓機具有頂壓功能，能實現雙向壓制。OB值對壓塊內密度分布具有重要影響。合適的OB值能改善產品密度分布.減少產品燒結變形[1]。OB值通過三個不同的OB值試壓判斷燒結后的毛坯形狀來確定。鄭愛欽等[2]總結了對于不帶后角的負性刀片，頂壓行程與燒結坯的上、下外徑差值呈線性關系。帶后角的正型刀片，目前還沒有很好的規律可循，實際生產中仍然是試壓OB值，憑經驗調整。

（5）AB—下拉行程（mm）：下拉行程AB即為脫模距離。它對壓制過程影響不大。

綜上產品單重、厚度和頂壓行程三個參數值是最為關鍵的。不同類型的產品有不同的計算方法，壓制參數經計算、試壓和校正后可精確求得。

2.3產品試燒：對尺寸難以控制準確的產品和新產品，采取產品試燒制度。壓制計算員下達試壓卡片壓制產品樣品。樣品經燒結后送檢。檢測項目有磁力、磁飽和、密度、金相等。檢測合格后即可大批生產。

2.4壓制參數矯正：粉末壓制中由于難以控制模壁摩擦、填料與壓制深度之間的非恒定比率等因素對壓坯尺寸的影向，毛坯的最終尺寸多少與名義值不同。因此要進行參數矯正。如產品燒結后沒有出現明顯的變形，要矯正單重和壓制高度;如產品出現明顯的變形，還要校正定壓行程，其精確值通過試壓確定。

有內切圓的刀片矯正公式：

單重修正： ? ? ? （3）

m --單重（g）

d --圖紙內切圓直徑（mm）

d1、h1、m1 --試壓燒結后內切圓直徑（mm）、厚度（mm）、單重（g）

厚度修正： ? ? ? ? ? ? ? ?（4）

h2--修正后生坯厚度;d2--生坯內切圓無內切圓四方體刀片的矯正公式：

單重修正： ? （5）

a、b--產品圖紙長、寬（mm）;

a1、b1--試壓產品燒結后長、寬（mm）

厚度修正：

（6）

3.結論

（1）硬質合金成型工序壓制參數的合理選擇直接關系著產品的質量。其中單重、厚度、頂壓行程三個參數值均為變量最為重要。在生產中要通過試壓試燒來確定。

（2）樣品燒結后不符合圖紙要求無大變型，修正單重和厚度。有大變形還需調整頂壓行程。

參考文獻：

[1]徐濤.硬質合金可轉位刀片在成型工序的精度控制[J].硬質合金，2000.17（3）：143-146.

[2]鄭愛欽，鄒伶俐等.硬質合金刀片壓制工藝的頂壓行程[J].粉末冶金材料科學與工程，2010.15（6）：625-629

作者簡介：

冉龍姣，女，（（1987-），碩士研究生，主研究方向為刀具結構設計。

龔一龍（通信作者），男，（1958-），教授，碩士研究生導師，主研究方向為刀具結構設計。