硬质合金可转位刀片成型工序尺寸精度控制

冉龙姣 龚一龙 王力 简元霞

摘要：阐述影响硬质合金可转位刀片成型尺寸精度的四方面，讨论压制参数的计算中的一些注意点并列出参数计算和修正中的一些公式。

关键词：硬质合金;压制参数;尺寸精度

前言

对成型工序进行控制和选择合理的压制参数，能控制产品尺寸精度，减少制品烧结后的机械研磨量，提高经济效益。本文结合前辈们的研究成果和在实际生产中的经验，对硬质合金可转位刀片精密压制工艺做一些较为详细的阐述和讨論。

1.影响压制成型尺寸精度四方面

影响压制成型的四个方面是：混合料质量、压制成型工艺、模具和压机精度。

（1）混合料质量：自动压制采用容积法控制装料量，混合料装模特性的稳定对压坯单重的稳定至关重要。混合料经球磨、干燥、插筛、制粒而得到。保证颗粒均匀，流动性好，在压制时顺利填充模腔。

（2）压制成型工艺：压制成型工艺影响压制品毛坯精度，工艺设计上要控制压坯单重减少波动、选择适当的装料方式使各部分压缩比大致相等、选择适当的加压方式使密度分布合理以减少烧结毛坯变形。

（3）模具精度：可转位硬质合金刀片要求模具单边配合间隙0.015～0.002mm，工作面粗糙度Ra0.2。新模具在投入生产前，需按图纸对模具进行检查。合格的模具需进行试压，其目的有：检查模具是否合格和确定该套模具的压制参数。

（4）压机精度：压机精度直接影响产品的压制精度。TPA类DORST压机是一种下拉模式凸轮机械自动压力机，可实现复合压制，生产带孔或多个台阶的制品，是单向压制较为完善的改进，具有双向压制的性质。C35160全自动干粉压力机就属于这类压机，它精度高、工作平稳、效率高，压出的产品密度均匀、尺寸准确。

2.压制工艺参数计算

2.1工艺参数计算必备条件：产品图纸提供产品厚度（h）和体积（V）;检验部门提供混合料粒料数据 K料、d0、dm、t、C1。

K料--粒料收缩率;

d0--粉末充填密度（g/cm3）;

dm--致密合金密度（g/cm3）;

t--粉末流动速率（s）

2.2压制工艺参数计算

（1）m一压坯单重 （g）：即单个压坯重量。据产品公差计算出三个理论体积（上下偏差体积V上和V下、名义体积V）。按公式（1）计算出产品的三个m试（m上、m名义、m下），试压烧结后测其外观尺寸，检验试烧产品性能，选择外观尺寸与图纸最为接近同时性能最好的产品单重作大批量生产的最后单重，如一次试压试烧不合格，要修正单重再试压试烧，直到合格。

（1）

m试--产品试压单重（g）

ρ--粒料密度（g/cm3）

C1--粉末烧结损失率

（2）h。—压块生坯厚度 （mm）：模具经过多次试压确定实际收缩系数为K1，压块生坯高度计算公式（2）。

（2）

h --产品图纸厚度（mm）

（3）PV一压制行程 L（mm）：压制行程表示压制产品成型时的位置。对正型刀片影响大， L值调大，要保证压块厚度不变，则产品底部会出现台面，刃口毛刺小，上冲头容易顶到模腔的斜面部分，导致上冲头损坏;L值调小，产品的直边变厚，底部毛刺大，刃口产生容易产生负倒棱。

（4）oB—顶压行程（mm）：C35160压机具有顶压功能，能实现双向压制。OB值对压块内密度分布具有重要影响。合适的OB值能改善产品密度分布.减少产品烧结变形[1]。OB值通过三个不同的OB值试压判断烧结后的毛坯形状来确定。郑爱钦等[2]总结了对于不带后角的负性刀片，顶压行程与烧结坯的上、下外径差值呈线性关系。带后角的正型刀片，目前还没有很好的规律可循，实际生产中仍然是试压OB值，凭经验调整。

（5）AB—下拉行程（mm）：下拉行程AB即为脱模距离。它对压制过程影响不大。

综上产品单重、厚度和顶压行程三个参数值是最为关键的。不同类型的产品有不同的计算方法，压制参数经计算、试压和校正后可精确求得。

2.3产品试烧：对尺寸难以控制准确的产品和新产品，采取产品试烧制度。压制计算员下达试压卡片压制产品样品。样品经烧结后送检。检测项目有磁力、磁饱和、密度、金相等。检测合格后即可大批生产。

2.4压制参数矫正：粉末压制中由于难以控制模壁摩擦、填料与压制深度之间的非恒定比率等因素对压坯尺寸的影向，毛坯的最终尺寸多少与名义值不同。因此要进行参数矫正。如产品烧结后没有出现明显的变形，要矫正单重和压制高度;如产品出现明显的变形，还要校正定压行程，其精确值通过试压确定。

有内切圆的刀片矫正公式：

单重修正：       （3）

m --单重（g）

d --图纸内切圆直径（mm）

d1、h1、m1 --试压烧结后内切圆直径（mm）、厚度（mm）、单重（g）

厚度修正：                （4）

h2--修正后生坯厚度;d2--生坯内切圆无内切圆四方体刀片的矫正公式：

单重修正：   （5）

a、b--产品图纸长、宽（mm）;

a1、b1--试压产品烧结后长、宽（mm）

厚度修正：

（6）

3.结论

（1）硬质合金成型工序压制参数的合理选择直接关系着产品的质量。其中单重、厚度、顶压行程三个参数值均为变量最为重要。在生产中要通过试压试烧来确定。

（2）样品烧结后不符合图纸要求无大变型，修正单重和厚度。有大变形还需调整顶压行程。

参考文献：

[1]徐涛.硬质合金可转位刀片在成型工序的精度控制[J].硬质合金，2000.17（3）：143-146.

[2]郑爱钦，邹伶俐等.硬质合金刀片压制工艺的顶压行程[J].粉末冶金材料科学与工程，2010.15（6）：625-629

作者简介：

冉龙姣，女，（（1987-），硕士研究生，主研究方向为刀具结构设计。

龚一龙（通信作者），男，（1958-），教授，硕士研究生导师，主研究方向为刀具结构设计。