CN112692290A - 一种新型硬质合金螺纹的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型硬质合金螺纹的加工方法，包括以下步骤：a.球磨机球磨：根据硬质合金的各组分比例，取对应数量的粉末进行混合；b.造粒：将所得到的混合料加成型剂并置入搅拌机混合搅拌；c.胚体成型：将过筛粉料进行模压成型，并且在200Mpa的压力下进行等静压加强胚体；d.铣床加工：将胚体按照粉料密度、收缩比例、烧结环境等不同进行螺纹加工尺寸的计算，并进行螺纹加工；e.成品烧结：放入真空烧结炉进行成品烧结，烧结后空冷直接得到成品硬质合金螺纹。本发明提供了一种新型硬质合金螺纹的加工方法，适用于各种内外螺纹；通过精确的压坯收缩系数控制，对压坯进行内螺纹加工，避免了烧结后合金螺纹孔的加工难度，大大降低了加工成本。

Description

一种新型硬质合金螺纹的加工方法
技术领域
本发明涉及硬质合金加工技术领域，尤其是涉及一种新型硬质合金螺纹的加工方法。
背景技术
现有的硬质合金上加工螺纹的工艺，如果精度要求不高，一般用模压方法生产，同样需考虑收缩系数，但技术要求相当高，且成型困难；如果精度要求高，孔径小，一般用电火花成型机床加工，现在有带C轴的电火花，不做工装夹具，可打出任意螺距的螺纹，但是由于需要加工电极，加工时间太久，加工成本过高；以及最常用的螺纹攻丝和车床加工。现有技术加工硬质合金螺纹存在的问题是：1.如模压生产，需考虑收缩系数，但技术要求相当高，且成型困难；2.电火花成型机床加工，虽然加工精度高，但是由于需要加工电极，加工时间太久，加工成本过高；3.螺纹攻丝和车床加工，加工硬质合金产品，对于丝锥以及车刀的损耗过大。4.现有加工方法对于合金料尾的再利用过低，需将料尾重新破碎为粉末，再重新添加成型剂，再利用过程复杂、耗时较久。因此，需要设计一种新型硬质合金螺纹的加工方法，以解决上述问题。
中国专利申请公开号CN101569947，公开日为2009年11月04日，名称为“一种没有毛刺的螺纹加工工艺”，公开了一种没有毛刺的螺纹加工工艺，属于机械加工领域。没有毛刺的螺纹加工工艺的步骤如下：a)通过数控车床伺服电机的数字化控制，对螺纹进行螺纹尾部逐步退刀工艺；b)通过数控车床车削循环的功能，对螺纹均匀的进行切削余量；c)采用宽切刀编程车尽前端残螺纹。采用这种方法加工螺纹全程没有毛刺，手握螺纹拧转不伤手，更不伤与之相配合密封件，从而延长液压缸的寿命。但是该螺纹加工工艺仍存在决上述问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术中硬质合金上的螺纹加工工艺，当螺纹精度要求高时，加工时间久，加工成本过高的问题，提供一种新型硬质合金螺纹的加工方法，适用于各种内外螺纹；通过精确的压坯收缩系数控制，对压坯进行内螺纹加工，避免了烧结后合金螺纹孔的加工难度，大大降低了加工成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型硬质合金螺纹的加工方法，包括以下步骤：
a.球磨机球磨：根据硬质合金的各组分比例，取对应数量的粉末进行混合；
b.造粒：将所得到的混合料加成型剂并置入搅拌机混合搅拌，然后进行过筛制粒；
c.胚体成型：将过筛粉料进行模压成型，并且在150-350Mpa的压力下进行等静压加强胚体；
d.铣床加工：将胚体按照粉料密度、收缩比例、烧结环境等不同进行螺纹加工尺寸的计算，并进行螺纹加工；
e.成品烧结：放入真空烧结炉进行成品烧结，真空度为＜110Pa，烧结温度为1360℃-1500℃，烧结时间为8-15小时，烧结后空冷直接得到成品硬质合金螺纹。
上述技术方案中，将胚体等静压加压为150-350Mpa，有效杜绝压制缺陷产生，得到硬质合金毛坯。在等静压成型得到硬质合金毛坯后，直接使用数控铣床加工处理，而不进行预烧，粉料利用率有较大提高，且刀具损耗也得到有效的降低。且本方案与现有加工硬质合金螺纹方案相比，容错率更高，硬质合金加工过程中可能出现刀具崩裂，造成产品报废；而本方案加工时，产品还处于毛坯状态，不会出现此类情况。上述技术方案提供了一种新的硬质合金螺纹孔的加工方法，适用于各种内外螺纹；通过精确的压坯收缩系数控制，对压坯进行内螺纹加工，避免了烧结后合金螺纹孔的加工难度。
作为优选，球磨机球磨时，将各组分粉末分散于酒精或汽油中，然后加入湿球磨机中进行球磨，球磨30-50小时后，将混合浆料过筛网，混合浆料过筛网，等待筛过物沉淀后，分离上层清液；造粒时，将所得到的浆料加成型剂置入真空搅拌机混合搅拌、烘干，烘干后进行过筛制粒。所述结束方案可以使粉末混合效果更好，且具有去除杂质的作用。
作为优选，造粒时，所述成型剂为石蜡。采用石蜡作为成型剂，原料经加酒精研磨并喷雾干燥后生成混合料；运用该混合料压制出来的压坯具有密度均匀，压坯强度大的优势。可以不用预烧直接进行加工；同时避免螺纹孔内积料；传统粉末冶金生产，压坯需要经过预烧、达到一定的强度才能进行半成品加工。
作为优选，造粒时，所述成型剂为PEG。使用PEG作为混合料的成型剂，提高压坯强度，可以不用预烧直接进行加工；同时避免螺纹孔内积料；传统粉末冶金生产，压坯需要经过预烧、达到一定的强度才能进行半成品加工。
作为优选，球磨机球磨时，将混合浆料过350目不锈钢筛网。
作为优选，造粒时，烘干后进行过筛制粒，过60目不锈钢振动筛。
作为优选，铣床加工时，加工后所得料尾可重新进行过筛，可再利用于胚体压制。上述技术方案有效的提高硬质合金螺纹加工过程中加工料尾的再利用率。
作为优选，球磨机球磨时，各组分的成分及比例是：80-90份碳化钨粉、5-15份钴粉、5-10份碳化铬粉、5-10镍粉；钨粉费氏平均粒度(FSSS)为＜3μm，钴粉费氏平均粒度(FSSS)为＜1.5μm，碳化铬粉费氏平均粒度(FSSS)为＜2μm镍粉费氏平均粒度 (FSSS)为＜3μm；所述球磨机转速为30-40RPM。
作为优选，成品烧结过程中，烧结温度为1400℃，烧结时间为10小时，收缩比为1.2-1.5。
作为优选，铣床加工时，通过数控铣床加工中心，使用聚晶金刚石（PCD）的专用刀具，精确计算螺纹尺寸和收缩系数，在压制坯上安装计算结果加工螺纹。所述半加工螺纹尺寸的收缩系数设计和补偿，保证了螺纹尺寸的精度。
作为优选，螺纹铣刀形状采用55°-60°倒角。所述半加工螺纹铣刀形状采用55°-60°倒角及材质采用PCD，保证产品批量生产的质量稳定性，以及刀具使用寿命的有效延长。
本发明的有益效果是：（1）提供了一种新的硬质合金螺纹孔的加工方法，适用于各种内外螺纹；（2）通过精确的压坯收缩系数控制，对压坯进行内螺纹加工，避免了烧结后合金螺纹孔的加工难度，大大降低了加工成本；（3）压制坯的密度均匀性，保证了烧结后螺纹尺寸的稳定和一致性；（4）有效的提高硬质合金螺纹加工过程中加工料尾的再利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1：
一种新型硬质合金螺纹的加工方法，包括以下步骤：
a.球磨机球磨：取85份碳化钨粉、10份钴粉、8份碳化铬粉、8镍粉混合；将粉末分散于酒精或汽油中，然后加入湿球磨机中进行球磨，球磨40小时后，将混合浆料过筛网，混合浆料过350目不锈钢筛网，等待筛过物沉淀后，分离上层清液；
b.造粒：将所得到的浆料加石蜡置入真空搅拌机混合搅拌、烘干，烘干后进行过筛制粒，过60目不锈钢振动筛；
c.胚体成型：将过筛粉料进行模压成型，并且在250Mpa的压力下进行等静压加强胚体；
d.铣床加工：将胚体按照粉料密度、收缩比例、烧结环境等不同进行螺纹加工尺寸的计算，并进行螺纹加工；加工后所得料尾可重新进行过筛，可再利用于胚体压制
e.成品烧结：放入真空烧结炉进行成品烧结，真空度为＜100Pa，烧结温度为1400℃，烧结时间为10小时，烧结后空冷直接得到成品硬质合金螺纹。
球磨机球磨时，钨粉费氏平均粒度(FSSS)为＜3μm，钴粉费氏平均粒度 (FSSS)为＜1.5μm，碳化铬粉费氏平均粒度(FSSS)为＜2μm镍粉费氏平均粒度 (FSSS)为＜3μm；所述球磨机转速为30-40RPM。铣床加工时，通过数控铣床加工中心，使用聚晶金刚石（PCD）的专用刀具，精确计算螺纹尺寸和收缩系数，在压制坯上安装计算结果加工螺纹。螺纹铣刀形状采用55°-60°倒角。
上述技术方案中，将胚体等静压加压为250Mpa，有效杜绝压制缺陷产生，得到硬质合金毛坯。在等静压成型得到硬质合金毛坯后，直接使用数控铣床加工处理，而不进行预烧，粉料利用率有较大提高，且刀具损耗也得到有效的降低。且本方案与现有加工硬质合金螺纹方案相比，容错率更高，硬质合金加工过程中可能出现刀具崩裂，造成产品报废；而本方案加工时，产品还处于毛坯状态，不会出现此类情况。上述技术方案提供了一种新的硬质合金螺纹孔的加工方法，适用于各种内外螺纹；通过精确的压坯收缩系数控制，对压坯进行内螺纹加工，避免了烧结后合金螺纹孔的加工难度。
本发明的有益效果是：（1）提供了一种新的硬质合金螺纹孔的加工方法，适用于各种内外螺纹；（2）通过精确的压坯收缩系数控制，对压坯进行内螺纹加工，避免了烧结后合金螺纹孔的加工难度，大大降低了加工成本；（3）压制坯的密度均匀性，保证了烧结后螺纹尺寸的稳定和一致性；（4）有效的提高硬质合金螺纹加工过程中加工料尾的再利用。

Claims (10)

1.一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，包括以下步骤：
a.球磨机球磨：根据硬质合金的各组分比例，取对应数量的粉末进行混合；
b.造粒：将所得到的混合料加成型剂并置入搅拌机混合搅拌，然后进行过筛制粒；
c.胚体成型：将过筛粉料进行模压成型，并且在150-350Mpa的压力下进行等静压加强胚体；
d.铣床加工：将胚体按照粉料密度、收缩比例、烧结环境等不同进行螺纹加工尺寸的计算，并进行螺纹加工；
e.成品烧结：放入真空烧结炉进行成品烧结，真空度为＜110Pa，烧结温度为1360℃-1500℃，烧结时间为8-15小时，烧结后空冷直接得到成品硬质合金螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，球磨机球磨时，将各组分粉末分散于酒精或汽油中，然后加入湿球磨机中进行球磨，球磨30-50小时后，将混合浆料过筛网，混合浆料过筛网，等待筛过物沉淀后，分离上层清液；造粒时，将所得到的浆料加成型剂置入真空搅拌机混合搅拌、烘干，烘干后进行过筛制粒。
3.根据权利要求1所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，造粒时，所述成型剂为石蜡。
4.根据权利要求1所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，造粒时，所述成型剂为PEG。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，球磨机球磨时，将混合浆料过350目不锈钢筛网。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，造粒时，烘干后进行过筛制粒，过60目不锈钢振动筛。
7.根据权利要求1所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，铣床加工时，加工后所得料尾可重新进行过筛，可再利用于胚体压制。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，磨机球磨时，各组分的成分及比例是：80-90份碳化钨粉、5-15份钴粉、5-10份碳化铬粉、5-10镍粉；钨粉费氏平均粒度(FSSS)为＜3μm，钴粉费氏平均粒度 (FSSS)为＜1.5μm，碳化铬粉费氏平均粒度(FSSS)为＜2μm镍粉费氏平均粒度 (FSSS)为＜3μm；所述球磨机转速为30-40RPM。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，成品烧结过程中，烧结温度为1400℃，烧结时间为10小时，收缩比为1.2-1.5。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型硬质合金螺纹的加工方法，其特征是，铣床加工时，通过数控铣床加工中心，使用聚晶金刚石（PCD）的专用刀具，精确计算螺纹尺寸和收缩系数，在压制坯上安装计算结果加工螺纹。
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