什么是钨铜合金？

 

钨铜合金作为一种用途广泛的粉末冶金复合材料同样也受到了国际科技界的普遍关注。随着对钨铜致密化工艺的研究已经逐步得到了高致密度的钨铜合金但是仍然无法确定高致密度钨铜合金的最优化参数以及塑性变形对钨铜合金密度组织的影响所以仍然存在一些问题需要解决。

 

本文通过对钨铜合金的机械球磨、烧结和热挤压及热轧制等分析研究实现钨铜合金致密的最优化参数和掌握塑性变形对钨铜合金组织和性能的影响。这不仅会促进塑性加工学科与粉末冶金、材料学等学科的相互渗透与发展而且对于提高我国钨基材料的研发及制造水平都有重要的意义

 

具有纳米结构的钨铜合金

 

粉末粒度和均匀性强烈影响钨铜合金的烧结特性。若减小粉末粒度烧结密度和材料性能将大大改善。自20世纪90代发现纳米结构的材料具有常规结晶材料所不具有的特异性能各种类型的纳米材料得到研究和发展。同样对纳米结构的钨铜合金也进行了开发。

 

采用纳米钨铜复合粉体来制备钨铜合金时在固相和液相烧结条件下都呈现强烈的致密化效果。单纯金属钨和铜的超细、弥散混合粉制造难度大。而化学合成法如金属氧化粉末共还原法、化学蒸发凝聚法、化学机械法等却极易制得超细、弥散、均匀、高纯的复合粉进而获取纳米晶钨铜合金；采用CVC合成钨铜氧化物纳米粉直接加压成型后分阶段通氢还原液相或固相烧结也可获得接全致密的纳米钨铜合金。

 

钨铜丝螺纹加工工艺

 

攻丝时丝锥易磨损和折断是螺纹加工不合格的主要原因而丝锥易磨损和折断的主要因素有

 

1、由于钨铜合金材料的加工特性易造成丝锥磨损较快导致小直径内螺纹(M3及M3以下)中径不合格螺纹T塞规不能旋入到位若持续加工丝锥易折断;

 

2、使用丝锥加工盲孔时钻孔深度没有达到螺纹的有效深度导致丝锥折断;③使用丝锥加工钨铜合金盲孔时形成短屑由于螺纹底径较小容屑空间有限如不及时清理会造成堵塞导致丝锥折断。

 

解决丝锥易磨损和折断问题的措施

 

1、攻丝时应尽量选择刚性好、带涂层的丝锥即将原来使用的高速钢无涂层螺旋丝锥更换为蒸汽回火物理涂层含钴高速钢直槽丝锥通过手工磨制的方法增大该丝锥铲背和角使丝锥刀刃厚度较薄可有效增加丝锥的刚性和锋利程度

 

2、使用丝锥加工盲孔时钻孔深度一定要比螺纹深1-2个螺距以防止丝锥碰到孔的底部

 

3、攻丝时应及时清理切屑避免造成螺纹底孔堵塞。螺纹底径尺寸的选择是影响螺纹能否合格的重要因素。通过查询标准直接获得螺纹底径尺寸攻丝完成后螺纹底径会变小导致螺纹不合格且丝锥易被“抱”死在螺纹底孔内。对底径尺寸进行重新选择。计算时使用外螺纹的实际外径尺寸获得的螺纹底径尺寸更加准确。

 

4、根据攻丝时实际观察分析可知螺纹不合格的主要原因是钨铜合金材料的塑性及弹性模量较高在加工螺纹时金属的塑性变形造成螺纹底径变小。

 

5、依据螺纹底径计算公式得出螺纹底径值在此基础上采用控制变量法进行试验。以M2螺纹为例国标M2螺纹底径为?1．567+0．1120通过公式计算得出螺纹底径为?1．67－1．68其变量范围和试验结果见表1

 

表1不同螺纹底径加工试验表)

 

6、由表1的控制变量法进行试验以螺纹底径为变量。可以看出:采用国标螺纹底径加工出的螺纹合格率低;随着螺纹底径的增大螺纹合格率逐渐增加到一定范围后合格率又逐渐降低;底径尺寸在Φ167－1．68时螺纹塞规的TZ合格但旋入不顺畅;在选择底径尺寸为Φ1．71－1．73螺纹塞规的TZ合格且旋入较顺畅(螺纹塞规Z旋入3－4扣

 

7、标准螺纹允许螺纹塞规Z旋入2－4扣符合国标要求);在选择Φ1．75－1．77及以上的螺纹底径时螺纹塞规Z时可旋入超过6扣不符合螺纹标准。

 

8、试验表明螺纹底径尺寸依据公式计算得出的尺寸再加大0．01－0．04螺纹合格率最多。通过工艺方法的改变显著减小攻丝时扭矩丝锥的磨损和折断也显著降低单支丝锥加工合格品数量由原来的1个提高到20个。

 

钨铜合丝螺纹加工结论

 

1、对M2．－6H内螺纹进行(50件一组共四组200件)加工试验螺纹TZ塞规合格率为95－98印证了底径尺寸选择的正确性。在加工钨铜合金材料的小螺纹时螺纹底径的加工尺寸必须大于普通材料的底径尺寸且尽量选择上极限加工出的零件才能完全符合设计要求一次交验合格率可达98大幅提高了加工效率。

 

2、该工艺方法不仅解决了钨铜合金材料车削和小螺纹(M3及M3以下)攻丝的加工难题也为加工钨铜合金材料车削和小螺纹(M3及M3以下)攻丝的工艺方法提供借鉴丝锥使用寿命提高约20倍。

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