CN109454411A - 具有外螺纹硬质合金产品的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，先混合料制备：原材料中加入0.5～2％的石蜡成型剂，经酒精研磨后，喷雾干燥获得硬质合金混合料；然后成型：硬质合金混合料装入冷等静压模具中，经冷等静压成型；继而预烧：将成型后的软坯产品放置在600～800℃的预烧结炉内进行预烧；再预成型：在机床上编制螺纹加工程序，采用聚晶金刚石刀具加工螺纹，同时利用吸尘装置去除螺纹加工过程中产生的粉料，起到降低软坯表面温度作用；最后烧结：预成型后的产品在1380～1430℃低压烧结，获得所需具有螺纹的硬质合金制品。软坯通过冷等静压成型和预烧后，提高了硬质合金软坯的强度和密度均匀性，避免软坯加工过程中掉块和裂纹的产生。

Description

具有外螺纹硬质合金产品的制造方法

技术领域

本发明涉及一种带有外螺纹硬质合金产品的制造方法，属于硬质合金螺纹成型技术领域。

背景技术

螺纹被广泛应用于连接、密封、传动、紧固等方面，硬质合金具有高耐磨、高强度等特点。由于硬质合金的硬度较高，所以硬质合金螺纹更多是采取硬坯加工，一般是在底孔加工到位后放电加工成型或制作特制砂轮磨削成型。放电加工螺纹孔效率不高，磨削加工螺纹，砂轮属于易损件且批量加工时螺纹孔配合存在一定波动性，需要根据砂轮使用寿命及加工前后顺序对加工程序进行微调。这两种工艺生产效率低、成本高，且对设备有一定的高要求。

专利申请号为201710723523.2的中国专利申请公开了一种硬质合金螺纹孔的成型方法，采用软坯车削加工螺纹孔，该方法虽然可以解决软坯螺纹的加工，但是由于模压成型的局限性，产品的软坯收缩很难一致，因此最终的螺纹精度不高。同时，由于未采用预烧工艺，因此对于外螺纹的加工就存在软坯加工过程中出现裂纹的风险。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有外螺纹硬质合金产品的制造方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，包括以下步骤：

1)混合料制备：原材料中加入0.5～2％的石蜡成型剂，经酒精研磨后，喷雾干燥获得硬质合金混合料；

2)成型：硬质合金混合料装入冷等静压模具中，经冷等静压成型；

3)预烧：将成型后的软坯产品放置在600～800℃的预烧结炉内进行预烧；

4)预成型：在机床上编制螺纹加工程序，采用聚晶金刚石刀具加工螺纹，同时利用吸尘装置去除螺纹加工过程中产生的粉料，起到降低软坯表面温度作用；

5)烧结：预成型后的产品在1380～1430℃低压烧结，获得所需具有螺纹的硬质合金制品。

进一步地，上述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其中，在预烧结炉内预烧时炉内通入惰性气体保护。

进一步地，上述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其中，所述惰性气体为氩气。

进一步地，上述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其中，预烧时最高烧结温度下保温60min。

进一步地，上述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其中，所述机床为数控车床或铣床。

进一步地，上述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其中，所述预成型工艺，包含车削外径、车削高度、倒角以及螺纹加工四个工艺步骤：

1)车削外径：根据加工的螺纹尺寸，计算软坯收缩，车削外径至所需尺寸；

2)车削高度：根据尺寸要求，计算软坯收缩，将软坯高度车削至所需高度；

3)倒角：利用刀具将需加工螺纹段进行45°～60°倒角处理，深度1～2mm；

4)加工螺纹：采用车刀加工螺纹，螺纹参数根据螺纹计算的结果进行调整。

进一步地，上述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其中，所述预成型工艺，包含铣削外径、铣削高度、倒角以及螺纹加工四个工艺步骤：

1)铣削外径：根据加工的螺纹尺寸，计算软坯收缩，铣削外径至所需尺寸；

2)铣削高度：根据尺寸要求，计算软坯收缩，将软坯高度铣削至所需高度；

3)倒角：利用刀具将需加工螺纹段进行45°～60°倒角处理，深度1～2mm；

4)加工螺纹：采用铣刀加工螺纹，螺纹参数根据螺纹计算的结果进行调整。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

本发明高效率、低成本、高精度制造具有外螺纹硬质合金产品的方法，硬质合金软坯通过冷等静压成型和预烧后，大幅度提高了硬质合金软坯的强度和密度均匀性，避免了软坯加工过程中掉块和裂纹的产生，烧结后螺纹与标准螺纹孔匹配，可加工出各种硬质合金外螺纹，提供高精度的螺纹产品；生产效率高、制造成本低、螺纹加工精度高。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明具体实施方式了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明半成品加工的步骤一示意图；

图2为本发明半成品加工的步骤二示意图；

图3为本发明半成品加工的步骤三示意图；

图4为本发明半成品加工的步骤四示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明具体实施方案。

具有外螺纹硬质合金产品的制造工艺如下：

1)混合料制备：原材料中加入0.5～2％的石蜡成型剂，经酒精研磨后，喷雾干燥获得硬质合金混合料；

2)成型：将混合料装入冷等静压模具中，利用冷等静压设备成型；

3)预烧：将成型后的软坯产品在600～800℃的预烧结炉内进行预烧，炉内通入惰性气体(Ar)保护，最高烧结温度下保温60min；

4)预成型：在数控车床或铣床上编制螺纹加工程序，采用聚晶金刚石(PCD)刀具加工螺纹，聚晶金刚石(PCD)刀具为车刀或铣刀，角度为60度；同时利用吸尘装置去除螺纹加工过程中产生的粉料，同时起到降低软坯表面的温度作用；具体包含铣削外径、铣削高度、倒角以及螺纹加工四个工艺步骤：

①车(铣)削外径：根据加工的螺纹尺寸，计算软坯收缩，车(铣)削软坯外径至所需尺寸，被加工后的表面光滑平整，如图1所示；

②车(铣)削高度：根据尺寸需求，计算软坯收缩，将软坯高度车(铣)削至所需高度，如图2所示；

③倒角：利用刀具将需加工螺纹一段进行45°～60°倒角处理，深度1～2mm，如图3所示；

④螺纹加工：采用车刀或铣刀加工螺纹，螺纹参数根据精确的螺纹计算的结果进行调整，如图4所示；

5)烧结：预成型后的产品在1380～1430℃低压烧结，获得所需具有螺纹的硬质合金制品。

实施例一

石蜡成型剂比例0.5％的混合料，利用冷等静压成型软坯外径30mm，高度80mm的产品，在600℃温度下保温60min，进行预烧。利用聚金刚石刀具将软坯外径加工至25mm，高度加工至50mm。

收缩系数按80％执行，加工M6螺纹外螺纹，外径加工至7.4mm，长度为15mm，螺距为1.25mm，切入深度0.7mm。将加工好的产品，放入低压烧结炉内，1380℃，保温30分钟，获得烧结态产品。

实施例二

石蜡成型剂比例0.5％的混合料，利用冷等静压成型软坯外径30mm，高度80mm的产品，在600℃温度下保温60min，进行预烧。利用聚金刚石刀具将软坯外径加工至25mm，高度加工至50mm。

收缩系数按80％执行，加工M8螺纹外螺纹，外径加工至9.85mm，长度为15mm，螺距为1.56mm，切入深度0.87mm。将加工好的产品，放入低压烧结炉内，1380℃，保温30分钟，获得烧结态产品。

实施例三

石蜡成型剂比例0.5％的混合料，利用冷等静压成型软坯外径30mm，高度80mm的产品，在600℃温度下保温60min，进行预烧。利用聚金刚石刀具将软坯外径加工至25mm，高度加工至50mm。

收缩系数按80％执行，加工M10螺纹外螺纹，外径加工至12.31mm，长度为15mm，螺距为1.88mm，切入深度1.24mm。将加工好的产品，放入低压烧结炉内，1380℃，保温30分钟，获得烧结态产品。

利用冷等静压成型工艺，混合料经过冷等静压成型后，其软坯的密度均匀更好，软坯的径向收缩、轴向收缩更加一致，确保软坯收缩系数计算值与实际值的一致性，有利于保证螺纹的精度。

通过预烧工艺提高硬质合金软坯强度，避免预成型螺纹时软坯产生掉块或裂纹。

综上所述，本发明高效率、低成本、高精度制造具有外螺纹硬质合金产品的方法，硬质合金软坯通过冷等静压成型和预烧后，大幅度提高了硬质合金软坯的强度和密度均匀性，避免了软坯加工过程中掉块和裂纹的产生，烧结后螺纹与标准螺纹孔匹配，可加工出各种硬质合金外螺纹，提供高精度的螺纹产品；生产效率高、制造成本低、螺纹加工精度高。

需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims (7)

1.具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)混合料制备：原材料中加入0.5～2％的石蜡成型剂，经酒精研磨后，喷雾干燥获得硬质合金混合料；

2)成型：硬质合金混合料装入冷等静压模具中，经冷等静压成型；

3)预烧：将成型后的软坯产品放置在600～800℃的预烧结炉内进行预烧；

4)预成型：在机床上编制螺纹加工程序，采用聚晶金刚石刀具加工螺纹，同时利用吸尘装置去除螺纹加工过程中产生的粉料，起到降低软坯表面温度作用；

5)烧结：预成型后的产品在1380～1430℃低压烧结，获得所需具有螺纹的硬质合金制品。

2.根据权利要求1所述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其特征在于：在预烧结炉内预烧时炉内通入惰性气体保护。

3.根据权利要求2所述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气。

4.根据权利要求1所述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其特征在于：预烧时最高烧结温度下保温60min。

5.根据权利要求1所述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其特征在于：所述机床为数控车床或铣床。

6.根据权利要求1所述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其特征在于：所述预成型工艺，包含车削外径、车削高度、倒角以及螺纹加工四个工艺步骤：

1)车削外径：根据加工的螺纹尺寸，计算软坯收缩，车削外径至所需尺寸；

2)车削高度：根据尺寸要求，计算软坯收缩，将软坯高度车削至所需高度；

3)倒角：利用刀具将需加工螺纹段进行45°～60°倒角处理，深度1～2mm；

4)加工螺纹：采用车刀加工螺纹，螺纹参数根据螺纹计算的结果进行调整。

7.根据权利要求1所述的具有外螺纹硬质合金产品的制造方法，其特征在于：所述预成型工艺，包含铣削外径、铣削高度、倒角以及螺纹加工四个工艺步骤：

1)铣削外径：根据加工的螺纹尺寸，计算软坯收缩，铣削外径至所需尺寸；

2)铣削高度：根据尺寸要求，计算软坯收缩，将软坯高度铣削至所需高度；

3)倒角：利用刀具将需加工螺纹段进行45°～60°倒角处理，深度1～2mm；

4)加工螺纹：采用铣刀加工螺纹，螺纹参数根据螺纹计算的结果进行调整。