硬质合金的成型制作工艺方法

>硬质合金工件可采用多种工艺方法成型。根据工件的尺寸、形状复杂水平和生产批量， 大部分切削刀片都是采用顶压和底压式刚性模具模压成型。在每一次压制时，为了保持工件重量和尺寸的一致性，必须保证流入模腔的粉料量（质量和体积）都完全相同。粉料的流动性主要通过团块的尺寸分布和有机结合剂的特性来控制。通过在装入模腔的粉料上施加 10-80ksi（千磅/平方英尺）的成型压力，就可以形成模压工件（或称“坯件”）。 即便在极高的成型压力下，坚硬的碳化钨颗粒也不会变形或破碎，而有机结合剂却被压 入碳化钨颗粒之间的缝隙之中，从而起到固定颗粒位置的作用。压力越高，碳化钨颗粒的结合就越紧密，工件的压制密度就越大。牌号硬质合金粉料的模压特性可能各不相同，取决于金属结合剂的含量、碳化钨颗粒的尺寸和形状、形成团块的程度，以及有机结合剂的成分和添加量。为了提供有关牌号硬质合金粉料压制特性的量化信息，通常由粉料生产商来设计构建模压密度与成型压力的对应关系。这种信息可确保提供的粉料与刀具制造商的模压工艺协调一致。
大尺寸硬质合金工件或具有高长宽比的硬质合金工件（如立铣刀和钻头的刀杆）通常采用在一个柔性料袋中均衡压制牌号硬质合金粉料来制造。虽然均衡压制法的生产周期比模压法要长一些，但刀具的制造成本较低，因此该方法更适合小批量生产。这种工艺方法是将粉料装入料袋中，并将袋口密封，然后将装满粉料的料袋置于一个腔室中，通过液压装置施加30-60ksi 的压力进行压制。压制成的工件通常要在烧结之前加工成特定的几何形状。料袋的尺寸被加大，以适应压紧过程中的工件收缩，并为磨削加工提供足够的余量。由于工件在压制成型后要进行加工，因此对装料一致性的要求不像模压法那样严格，但是，仍然希望能保证每一次装入料袋的粉料量相同。如果粉料的装料密度过小，就可能导致装入料袋的粉料不足，从而造成工件尺寸偏小而不得不报废。如果粉料的装料密度过大，装入料袋的粉料过多，工件在压制成型后就需要加工去除更多的粉料。尽管去除的多余粉料和报废的工件都可以回收再用，但这样做毕竟会降低生产效率。
硬质合金工件还可以利用挤出模或注射模进行成型加工。挤出成型工艺更适合轴对称形状工件的大批量生产，而注射成型工艺通常用于复杂形状工件的大批量生产。在这两种成型工艺中，牌号硬质合金粉末悬浮在有机结合剂中，结合剂赋予硬质合金混合料像牙膏那样的均匀一致性。然后，混合料或者通过一个孔被挤出成型，或者被注入一个模腔中成型。牌号硬质合金粉料的特性决定了混合料中粉末与结合剂的更佳比例，并对混合料通过挤出孔或注入模腔的流动性具有重要影响。