浅谈硬质合金粉末压模设计制造中的常见问题及对策

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　　摘 要 硬质合金粉末压模设计制造是一种比较先进的制造工艺，广泛应用在制造业当中。但是因为生产工艺相对来说比较复杂，模具对于尺寸的精度要求也很高，如果生产者在生产的时候使用了普通的合金模具，在进行特定零件的模具制造的时候就会产生各种问题，比如出现模具磨损或者是变形的情况，并且导致生产的原件直接失效。但是如果模具本身的材料选用了高硬度或者是对应的弹模量更高的材料的话，在进行生产的时候就会出现开裂甚至崩块的情况。在本文当中我们要对问题进行分析并进行解决。
　　关键词 硬质合金粉末压模;设计制造;常见问题
　　粉末冶金作为一种比较先进的机械零件制造方法，其本身的生产效率和材料本身的利用率都是其最大的优势。这种生产方式的另一个优点就是相对来说使用更少，甚至是取消了切削加工的步骤，对材料本身的成本以及结构强化都有着非常高的辅助作用。传统的合金熔炼过程中，当不同材料本身的元素密度，或者是对应的熔点存在着较大的差别的时候，其熔炼方式就会给相对来说熔点较低的元素造成挥发的结果，或者产生元素之间的偏析作用。在这样的前提之下，粉末冶金的方法就有着非常大的优势，并在各行各业，比如机械设计制造或者是家用电器，甚至是高精度的航天航空领域都有着不可替代的作用。本文主要探索了硬質合金粉末压模设计制造中的常见问题，希望可以抛砖引玉，给相关人士一些启迪。
　　1 凹模套过盈量选取失误造成的开裂和对策
　　在进行针对性的压制以及制造的作业过程当中，凹模和模套本身会产生极强的侧压力，这些侧压力会直接导致应力和应变的产生。如果模具本身的强度不足的话，凹模和模套就会产生裂痕，如果刚性出现问题，在进行模具的卸载的时候就会产生粗坯的分层情况。如果在这个时候过盈量的数值过大，就会让合金本身的预紧力超出合适的范围，并进一步在进行线切割的作业活动中产生裂开的情况。但是如果凹模和模套自身的使用材料厚度过高，就会造成材料的浪费以及生产制造的难度增大[1]。
　　针对这种情况，解决的办法就是让凹模本身的残料尽可能降低，控制残料的大小。如果残料本身遗留过大，可以首先借助快走丝进行特定位置残料的切割，同时再一次进行回火处理以便降低应力变形的情况出现。一般说来，快走丝处理下来的残余材料还可以进行再加工，这样就避免了对材料的浪费。另外，凹模的外部和模套本身的内孔所产生的锥度和椭圆度需要尽可能降低，以避免出现因为特殊位置的预紧力过大，所造成应力过于集中的情况出现：当应力集中到一定程度的时候就会导致模具本身的开裂。一般说来，锥度如果过大就会导致模具本身产生横向的裂纹。对应的，椭圆度如果过大的话就会产生轴向的裂纹。
　　2 因为加热或者是冷却速度失控造成的裂纹和对策
　　当模具快速加热的时候，合金外部就产生了受压应力的作用，同时内部也产生了对应的受拉应力，当加热的速度过快，超过了可以承受的允许数值的时候，就会在内部或者外部产生各种各样的裂纹[2]。同样，当对材料本身进行快速冷却处理的时候，合金的外部也会出现拉应力，这样就直接导致了裂纹的产生。加热过快并未经控制的话，钢件本身的温度就会高于合金的温度，融化了的焊接材料可以对钢件本身进行浸润，但是对合金则无法产生同样的效果，这就会产生加热不均匀的情况，导致焊接强度的断崖式下跌。如果加热速度过慢的话，那么就会产生相反情况，并且直接造成焊接件表面氧化。不仅如此，焊接之后的冷却速度也会对裂缝的产生造成巨大的影响。
　　为了避免出现上文所提到的各种失控的升温降温冷却情况，我们需要对已经进行了焊接的零件在炉内进行200℃到300℃之间的保温处理，时长大约为7个小时左右。这些零部件需要跟随炉内的温度逐步降低到室内正常温度。除此之外，我们还可以采用各种辅助保温材料，比如干燥的云母粉或者是石棉粉等进行同步安置保温。无论是升温还是降温，重点是控制住温度变化的幅度，不要产生过于剧烈的变化。
　　3 因为物理作用产生的合金烧伤龟裂和对策
　　硬质合金本身具有如下的物理特性[3]：本身硬度高、相对脆性较大，同时导热性能很差，同等条件下热膨胀系数要大于别的材料。在进行物理加工，比如磨削的活动中，因为砂轮自身对于合金的切割以及挤压和快速摩擦等情况，合金和砂轮的接触面瞬间温度可以超过1000℃。在这样的情况下，合金本身就会产生烧伤或者是龟裂的情况。如果合金本身不是光滑表面，或者原本内部就存在着裂纹，那么这种烧伤龟裂的情况还会被更进一步的放大。
　　为了避免这个情况，我们除了要控制磨削用量，还要尽可能降低瞬时高温的产生。一般我们可以采用冷却液的形式进行处理。对于冷却液我们需要注意以下几点：首先是冷却液必须要直接浇在砂轮以及工件的接触位置。喷射出的冷却液必须要有一定的力度以便让液体可以直接接触到工作区域;冷却液本身的流量必须要充足，同时喷射的范围要均匀，避免出现冷却位置偏差导致的部件膨胀不均的情况;冷却液自身的洁净程度必须要保持到最高，如果冷却液出现了变质的情况，就必须进行更换，以免对生产工件造成污染;冷却液的材质应该是水基而不是乳化油，这样就可以避免对磨削砂轮造成污染，造成无法工作的情况。
　　4 结束语
　　硬质合金粉末压模设计本身的工艺非常先进，但是因为自身的物理条件，经常会出现部件的损坏。本文主要通过三个方面简单分析了硬质合金的磨损失效情况，并且根据自身的工作经验总结出了解决方案，对延长模具和工件使用寿命起到了一定的帮助作用。
　　参考文献
　　[1] 邓华波，郭建成，王玮琪，等.主轴电磁滑环式平衡头单平面动平衡调整方法[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2019，35（02）：355-364.
　　[2] 石怀涛，赵纪宗，张宇，等.高速电主轴转子系统临界转速的计算与分析[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2019，35（02）：347-354.
　　[3] 张丽秀，张馨月，王俊海，等.氧化石墨烯对GCr15-Si3N4摩擦副润滑效应试验[J].沈阳建筑大学学报（
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