钨铜合金是钨和铜组成的合金。常用合金的含铜量为10～50。合金用粉末冶金方法制取具有很好的导电导热性较好的高温强度和一定的塑性。在很高的温度下如3000℃以上合金中的铜被液化蒸发大量吸收热量降低材料表面温度。所以这类材料也称为金属发汗材料。

钨铜合金综合了金属钨和铜的优点其中钨熔点高(钨熔点为3410℃铜的熔点1080℃)密度大(钨密度为19343铜的密度为8893)；铜导电导热性能优越钨铜合金(成分一般范围为WC7~WC50)微观组织均匀、耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大；导电、导热性能适中广泛应用于军用耐高温材料、高压开关用电工合金、电加工电极、微电子材料做为零部件和器件广泛应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等行业。

钨铜合金材料加工工艺中的缺陷

钨铜合金既具有钨的高强度、高硬度、低膨胀系数等特性又具有铜的高塑性、良好的导电导热性等特性导致零件加工难度大废品率高、刀具浪费大等问题。如图1所示零件加工时丝锥折断率高磨损快成品检验经常出现零件大比率不合格的现象。不合格原因主要是外圆圆柱面带有锥度零件的小直径内螺纹(M3及M3以下)塞规不合格不仅导致整批零件需要返修且零件极易出现废品。因此极需对该材料的加工工艺方法、切削参数以及零件的加工尺寸进行重新设计和改进。

钨铜合金材料工艺分析及改善

1、原有工艺路线是夹持棒料直接成型工艺路线不合理工艺参数选择不当导致零件外圆柱面重复出现锥度。钨铜合金材料毛胚为不规则圆棒车削加工时易发生窜动造成外圆柱面加工过程中产生锥度;钨铜合金材料的性质比较特殊如采用的刀具、刀具的切削方法和切削参数不正确外圆柱面加工过程中也会产生锥度;钨铜合金材料切削时刀尖和零件上会产生比较高的温度如不及时冷却也将导致外圆柱面加工过程中产生锥度。

2、为避免外圆柱面加工时重复产生锥度需对该零件加工切削参数和工艺方法进行调整。调整后的工艺路线和参数如下:①增加毛胚棒料粗加工工序保证棒料公差等级在H7以内;②加工零件时先选择好刀具分半精加工和精加工。半精加工编程时刀具应按斜线方式运动以有效避免切削时因反复锤击刀片相同部位而造成刀片刀尖快速磨损。由于被加工零件直径较小需保证15圆柱端01的尖部切削参数选择不当会导致零件头部折断造成零件报废

3、根据零件材料、尺寸精度、表面粗糙度的要求以表面粗糙度计算公式Ｒ=502ε(为进给量ε为刀尖圆弧半径)的计算值为基础结合刀具手册上推荐的切削参数值和钨铜合金材料特性确定刀具的切削参数(见表2)避免锥度的产生。

4、根据钨铜合金材料特性冷却液采用水溶剂极压切削液。冷却液的比热大能迅速带走零件和切屑上的热量外冷时应使切削液对准刀尖部位使加工部位得到快速和充分冷却减小切削热对刀片刀尖的影响避免产生锥度延长刀具使用寿命。