带内螺旋冷却液孔硬质合金棒材的生产技术

带内螺旋冷却液孔硬质合金棒材的生产技术

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带内螺旋冷却液孔硬质合金棒材的生产技术

熊剑飞徐涛江山

（株洲硬质合金集团有限公司）

。摘要：带内螺旋冷却液孔的硬质合金棒材是近年来硬质合金领域出现的一个高新技

术产品。用这种棒材生产的硬质合金钻头、立铣刀、铰刀、丝锥等，在用于加工工件时，具有冷却效果好、排屑效率高、表面光洁度好、工具寿命长等优点。本文综述了生产带内螺旋冷却液孔棒材的各种方法，对比了各种方法的优缺点，并简要介绍了株洲硬质合金集团有限公司在这个领域取得的进展。

关键词：硬质合金棒材

＿Ｉ‘ ＿ＪＬ。内螺旋冷却液孔

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钻削加工是机械加工中最常见的加工方式之一。据统计，机械加工过程中，约三分之一的加工量为钻削加工。钻削加工工具在使用过程中，由于承受的力较大，容易发热，磨损，其中顶部的工作环境最为恶劣，是最易发生失效的地方。

为了延长钻头的使用寿命，人们采用了一系列方法。最常见的是外部冷却工艺。但是在这种工艺下，因为加工过程中碎屑的不断排出，冷却剂难以到达顶端，达不到理想的冷却效果。随着加工深度的增加，这种冷却工艺的效果越来越差。而且这种冷却方式会阻碍切屑的排出。

近年来，国外出现了带内冷却螺旋孔的硬质合金钻头。采用这种钻头，可以实现内部冷却。内部冷却就是通过钻头内部的螺旋形孔道，将冷却剂送至高压力之下的切割边线。这样由于冷却剂的迅速及时送达，可迅速降低钻头特别是钻头顶部的高温；同时因为冷却液直接送达顶端，带动切屑从侧面排出，从而可以更有效地将产生的切屑清除，这对提高加工表面的光洁度有很大的好处。

由于这些特点，带内冷却液孔的硬质合金钻头与常规硬质合金钻头相比，具有冷却效果好，排屑效率高，表面光洁度好，工具寿命长等优点。据报道，用带螺旋内冷却孔的硬质合金棒材生产的钻头，不仅使深孔加工的效率提高了５０％以上，同时使钻头的使用寿命延长了近一倍。

带内冷却螺旋孑Ｌ的硬质合金钻头具有的显著优势，使其在国际国内市场上深受用户的青睐，是一种高技术含量，高附加值产品。

生产这种棒材的技术要求较高，目前能生产这类产品的厂家不多。国外主要有德国弗里德里希、卢森堡的森拉天石、奥地利的普兰西、美国的肯纳金属等少数厂家。

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中国粉末冶金新技术及难熔金属粉末冶金会议文集７７

国内只有极少数厂家能生产，这些厂家的技术一般来源于进口，只有中南大学粉末冶金研究院有开发过这种棒材的报道。目前国内的生产厂家中大多数仍处在消化吸收引进技术阶段，市场上尚未见到已形成批量生产的国产带内冷却螺旋孔的硬质合金棒材。１

１．１带内冷却液孔硬质合金棒材生产方法主要有如下几种：热扭法

这种方法是将带有两个或以上直孔的已烧结的硬质合金棒料，置于两个夹盘之中，将夹盘之间的硬质合金棒料加热到一定温度，然后将两个夹盘相对扭转一定的角度。这种方法实现起来较简单，但效率较低，硬质合金棒料再次加热后，晶粒长大，性能变差，且扭转时棒料表面易产生质量问题，扭转时难以达到均匀一致，废品率高。

图ｌ熟扭法图２芯杆旋转法

１．２冷等静压法

这种方法是先用冷等静压机压出所需棒材的芯部，将芯部取出后在其表面刻上螺旋线，里面埋人塑料线，然后再将芯部放人模套中，在芯部的外侧放人合金粉末，再施加压力，使芯部和其外侧粉末压实成一个整体。在随后的脱蜡和烧结过程中，塑料线被烧掉，从而形成内螺旋孔。

这种方法比较简单易行，但缺点是显而易见的。一是生产效率很低；二是冷却液孔易变形，位置偏差大，三是外径公差大。

１．３芯杆旋转法

这种方法是用电机带动芯杆转动，而挤出棒材本身不转动，从而形成内螺旋冷却液孔。

此方法需在挤压头部结构内置电机，结构复杂，而且如何解决芯杆在很大的压力下挤出的料团中不变形的问题，也不是一件容易的事，并且螺距的测量和控制都不易解决。

１．４导向片法

这种方法是采用一组导向片，’从而使坯料在出模具时产生旋转运动，从而产生内螺旋冷却液孔。导向片的角度可作调整，从而可方便地调整螺距。这种方法原理上简单，但实现起来却并不容易。很小的导向片要在料团产生的很

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大的压力下在一个角度下固定和调整就是一个不易解决的问题。

图３导向片法

１．５被动旋转法

当硬质合金混合料被挤压通过带外齿的出料口时，出料口齿轮受挤压力会象风车一样旋转，并带动尼龙绳旋转进入硬质合金棒料中，再在随后的烧结过程中，去除尼龙绳而形成带内螺旋冷却液孔的硬质合金棒材。

这种方法由于出料口齿轮是被动旋转，棒料挤出速度越快，则出料口齿轮旋转速度越快，因此螺距在不需要一套复杂的测量控制系统的情况下也较稳定。但挤压模具组件中尼龙绳的供给装置制造起来较复杂。

图４被动旋转法

１．６料棒旋转法

这种方法是从模具中挤出时是直孔，挤压坯出模具后对其施加扭转力矩使其变成螺旋孔。

此法在机械结构上较易实现，但要求所用的硬质合金棒坯要有较高的强度，硬度和塑性，对所用的成型剂体系要求较高。此外，此法在挤出过程中易发生表面损伤，扭转不匀等质量问题。

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图５料棒旋转法

１．７双料筒法

这种方法是采用两个料筒，内料筒可旋转。外料筒中装入硬质合金挤压料，内料筒中加入水溶性物质。内料筒上开有两个或以上小挤出口。挤压时．外料筒中的硬质合金挤压料形成硬质合金坯体，旋转中的内料筒中的水溶性物质形成螺旋状体。坯料在水中浸泡后，即可脱除水溶性物质，而形成内螺旋冷却液孔。

这种方法的优点是螺距易调整且螺距控制精度高。用一个挤压嘴就可生产多种螺旋角（螺距）的产品。缺点是挤压机结构很复杂。

图６双料筒法

１．８旋齿模具法

这种方法是在模具上制作特殊形状的齿形，挤压料通过时使其和芯杆产生相对旋转运动，从而产生内螺旋孔。这种方法原理不复杂，但模具制作要求高，成本高，一套模具只能生产一种规格

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产品。由于模具本身对螺距无调节手段，在料团的干湿度不同及温度变化时，产品螺距会发生变化，因而产品螺距偏差大，这是这种方法一个难以克服的缺点。

１．９复合模具法

此法一方面在模具上制造出螺旋形刻线，另一方面采用螺旋形芯杆。

这种方法实际上是旋齿模具法的一种改进方法。

图７复合模具法

２结语

带内螺旋冷却液孔硬质合金棒材的生产技术国外一些公司已有多年的深入研究，提出了多种很有创意的方法。国内硬质合金生产厂家以前对这项技术的研究很少，使得国内这类产品主要被进口产品占领。值得高兴的是，近年来，国内以株洲硬质合金集团有限公司为代表的一些实力较强的硬质合金生产企业，已对这种高新技术产品的开发给予了充分的关注。

以株硬集团为例，经 …… 此处隐藏：1556字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……