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难熔金属和纯金属的削切

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难熔金属和纯金属的削切

  • 分类:行业技术资料
  • 作者:Mark
  • 来源:
  • 发布时间:2011-06-15 12:00
  • 访问量:

【概要描述】

难熔金属和纯金属的削切

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  • 分类:行业技术资料
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难熔金属和纯金属的切削加工(上)
http://gb.chinatungstens.com  发布时间:2011-06-15   来源:
 
 
 
 
 
 
1.常用难熔金属的力学物理性能有哪些?
 
工业上常用的高熔点金属统称难熔金属,如钨、钼、钽、铌、锆等。
 
难熔金属熔点高、密度大,晶体结构稳定,激活能大,切削加工困难。以难熔金属为主,添加其他合金元素构成难熔金属材料。随着科学技术的发展,难熔金属在原子能、宇航、机械、电子、化工、医疗、纺织、轻工等领域得到了越来越广泛的应用。
 
常用难熔金属中钨的熔点最高(3380℃),密度最大(19.1g/cm³),而钼的弹性模量最大,达到343 350MPa。常用难熔金属的力学物理性能见表10-1。
难熔金属
2.常用难熔金属的分类和用途有哪些?
常用难熔金属中钨的熔点高,密度大,耐蚀性好,在冶金、电子、化工、核工业中常用来制作耐高温零部件,如电极、高温反应堆包套材料、平衡器件、医用X光管钨靶等。
钨可以制成铸锭,也可以制成烧结制品。钨铸锭扒皮后可轧制成棒材或型材,也可以冷拔成丝;钨的烧结制品常做成高密度合金。
钼的熔点也很高(2695℃),密度适中,弹性模量极高,热膨胀系数小,导电、导热性好。钼的结合性好,常用于喷涂钢件表面,以减小磨损,提高使用寿命。钼还可以作为真空喷涂电极、真空蒸发金属、真空炉屏蔽板、发热体及高温构件;钼适于制作要求刚性、硬度高的部件,如镗刀杆、研磨轴等。钼的耐蚀性好,常用来制作在熔融锌或锌蒸气中工作的泵、叶轮轴等。钼及其合金有以下五种:
①钼含量大于99.9%的纯钼材料。
②钼与钛的合金,如Mo—0.5Ti。
③TZM(Mo—0.6Ti—0.08Zr)合金。
④TZC(Mo—0.5Ti—0.03Zr—0.15C)合金。
⑤Mo—30W合金。
钽的熔点为2980℃,在常用难熔金属中仅次于钨(3380℃),密度为16.67 g/cm³。退火状态下,钽具有良好的塑性,高温下也比较稳定,能吸收并保持住气体。钽耐酸,是生物适合性材料。钽在电子、化工、医疗等行业有较广泛的应用。同时,钽也是制作硬质合金不可缺少的材料。
在难熔金属中,铌的熔点为2468℃,其强度、硬度低而韧性高,具有良好的冷塑性,切削加工无特殊困难。在钢中加入少量的铌可以提高基体的强度和韧性。铌与碳形成稳定的碳化铌,使晶粒细化,可以提高钢的耐磨性,因此铌常用来制作高性能刀具。
锆是钛的同族元素,也是同素异构体。862℃以下呈密排六方晶格,是为α锆;862℃以上呈体心立方晶格,是为β锆。锆的熔点为1852℃,但软化温度低。锆的化学活性很强,可与很多元素形成坚固的化合物。锆对杂质的敏感性很强,在加工过程中吸收氧、氮、氢等气体,会严重影响其强度。当温度高于400℃时,锆与氧、氮、水蒸气会产生强烈反应,因此锆的使用温度应低于500℃,最好在400℃以下使用。当氢包含在锆固溶体内时,即使在液氮温度(-196℃)下,锆仍有很大韧性,适宜在低温领域工作。
锆具有引火性,当锆粉颗粒平均尺寸小于10μm时,弥散悬浮于空气中,常常发生自燃或爆炸。
3.常用难熔金属的切削加工特点有哪些?
(1)各种难熔金属铸锭的氧化层坚强而粗糙,使切削过程中冲击和振动增大,刀具容易崩刃破损。
(2)难熔金属的化学活性较大,亲和力较强,在切削过程中易产生刀——屑粘结,加剧刀具磨损。铌、钽材料的粘刀现象尤为严重。
(3)钨、钼等难熔金属在室温下呈脆性,其烧结制品在切削时切屑呈粉末状,且硬度很高,刀具磨损严重。
(4)切削难熔金属时,应加强安全防护措施,防止高温的切屑崩入眼内或内衣中,造成人身伤害。在切削锆时,应充分使用水溶性切削液,以防止锆粉自燃或爆炸。
难熔金属系列——钨合金
4.怎样切削加工钨锭与钨棒?
纯钨的硬度和强度都很高,钨的铸锭在切削加工时,由于晶粒粗大,易产生掉块而使加工表面粗糙。切削钨锭和钨棒可以使用硬质合金作刀具材料,常用的硬质合金牌号有YG6、YG8、YS2(YG10H)、726等。
用硬质合金切削钨锭或钨棒,可选用45º主偏角,荒车时前角与后角应小些,粗车与半精车时前角、后角适当加大。纯钨性极脆,切削时易崩边或剥落,刀具切入切出时,应减小进给量,以防止刀具破损。钨的切削参数推荐值见表10-2。
CBN刀具也可以加工纯钨。例如,用DLS—F复合片车削φ10 mm钨棒,在νC=30m/min、f=0.1mm/r、ap=0.1mm;γO=-4º、αO=12º、λO=0º、Κr=90º、rε=0.3mm、倒棱为0.25mm×(-8º)的条件下,当后刀面磨损0.2mm时,切削路程为104 m。而用YG6X刀片,当νC=9.5m/min、后刀面磨损0.2 mm时,切削路程为57.6m。可见,CBN刀具的切削速度为YG6X硬质合金刀具3倍的条件下,耐用度为其2倍。
虽然CBN刀具硬度高,耐磨性好,但脆性较大,强度和韧性差,不适于冲击大的切削加工。用CBN刀具加工纯钨,可选用较高的切削速度,但切削深度和进给量应小些。
难熔金属系列——钼板、钼片
5.怎样切削加工钨合金?
以钴、镍作粘结剂用粉末冶金法烧结成的钨合金密度大,称为高密度合金,也称高比重合金。这类合金可以通过锻造或热处理来提高其致密度和强度。通常钨合金的抗拉强度为σb>981MPa,硬度为>HRC40。
钨合金的导热系数比纯钨小,切屑呈颗粒状,刀——屑接触长度短,切削温度很高,容易产生刀瘤和粘结磨损。切削钨合金要求刀具材料导热性好,抗弯强度和韧性较高,红硬性好。推荐选用碳化钨基细晶粒超细晶粒硬质合金,如YDl5、YM051等。
切削钨合金时,刀具要求锋利,又要保证刃口强度。刀具几何参数可选用:γO=-8º、αO=8º、Κr=75º、rε=0.5mm。切削用量可选用:νC=38m/min,f=0.24mm/r,ap=1mm。切削时不加切削液。
6.怎样改善钨的切削加工性?
钨的切削加工性很差,为了提高加工效率和加工质量,可以采取以下方法改善钨的切削加工性:
(1)钨坯表面有很硬的氧化层,加工时会使刀具磨损加剧或产生“打刀”现象。因此在加工前,可将钨坯进行喷砂处理,去除表面氧化层,减轻刀具磨损。
(2)金属从塑性到脆性的转变温度称为塑脆性转变温度。纯钨的塑脆性转变温度很高,为改善其切削加工性,可用喷灯将工件加热到200℃以上,再进行切削加工。
(3)进行渗铜处理,也可改善钨的切削加工性。渗铜后的钝钨车削情况与45号钢相似。
(4)钨中加入一些氧化锆,其切削加工性也能得到较大的改善。
难熔金属系列——钼坩埚
7.怎样切削加工钼及其合金?
钼呈银灰色,其化学性质与钨近似。钼本身硬度不高(HB35~125),但钼材硬度高,室温下脆性大,当温度达到350℃~450℃时,塑性明显上升,硬度有所下降。
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