硬质合金模具加工过程中有诸多需要注意的事项,以下从切割、机械加工、电火花加工、表面处理等方面详细说明:

切割下料
选择合适切割方式:根据硬质合金的硬度和厚度,选择线切割或电火花切割等合适的切割方法。线切割适用于切割精度要求较高、形状复杂的模具,而电火花切割则更适合切割厚板或对切割速度要求较高的情况。
控制切割参数:切割时要合理调整切割速度、电流、电压等参数。切割速度不宜过快,否则可能导致切割面粗糙,甚至出现裂纹;电流和电压要根据材料的厚度和硬度进行调整,以保证切割质量。例如,对于厚度为 10mm 的硬质合金,线切割速度一般控制在 5 - 10mm²/min。
防止材料变形:切割过程中,由于材料内部应力的释放,可能会导致材料变形。因此,在切割前可以对材料进行预加工,如钻孔、开槽等,以释放部分应力。同时,在切割时要采用合适的夹具,将材料固定牢固,减少变形。
机械加工
选用合适刀具:硬质合金硬度高,需使用硬质合金刀具或 CBN 刀具进行加工。例如,在铣削加工中,可选用硬质合金立铣刀,其切削刃锋利,能够有效切削硬质合金材料,提高加工效率和质量。
优化切削参数:合理选择切削速度、进给量和切削深度。切削速度一般比加工普通钢材低,进给量和切削深度也不宜过大,以防止刀具磨损过快或产生崩刃。如在车削硬质合金时,切削速度通常在 50 - 100m/min 之间,进给量为 0.05 - 0.2mm/r,切削深度为 0.1 - 0.5mm。
充分冷却润滑:加工过程中会产生大量热量,需要充分的冷却和润滑。可使用专用的硬质合金加工切削液,既能降低切削温度,又能起到润滑作用,减少刀具与工件之间的摩擦,提高加工表面质量。
电火花加工
电极材料选择:常用的电极材料有紫铜、石墨等。紫铜电极具有良好的导电性和加工精度,但成本较高;石墨电极成本较低,加工速度快,但损耗较大。应根据模具的精度要求和加工成本选择合适的电极材料。对于精度要求较高的模具,可选用紫铜电极。
控制放电参数:放电电流、放电脉宽和放电间隙等参数直接影响加工效率和质量。放电电流和脉宽要根据模具的材料和加工要求进行调整,放电间隙一般控制在 0.05 - 0.2mm 之间。参数选择不当可能会导致加工表面粗糙度增加或出现电极损耗不均匀的情况。
保证加工稳定性:电火花加工过程中,要保持加工系统的稳定性。定期检查电极的安装精度和机床的精度,防止电极在加工过程中发生偏移或振动,影响加工精度。同时,要及时清理加工过程中产生的电蚀产物,避免其影响放电效果和加工质量。
表面处理
前处理工艺:在进行表面处理之前,必须对模具表面进行彻底的清洗和脱脂处理,去除油污、杂质等,以保证涂层或处理层与基体之间的结合力。可采用有机溶剂清洗、超声波清洗等方法进行前处理。
处理参数控制:不同的表面处理工艺有不同的参数要求。例如,在氮化处理时,要严格控制氮化温度、时间和气体流量等参数,以保证氮化层的厚度、硬度和质量。氮化温度一般在 500 - 600℃之间,时间为 10 - 50 小时,气体流量要根据氮化炉的大小和模具的装载量进行调整。
后处理工序:表面处理后,要进行必要的后处理工序。如镀硬铬后,需要进行除氢处理,以消除镀层中的氢脆现象,提高模具的韧性和使用寿命。同时,要对处理后的模具进行清洗和干燥,防止表面生锈或受到污染。