新型硬質(zhì)合金模具加工工藝在耐火材料行業(yè)的實(shí)踐

1、    新型硬質(zhì)合金模具加工工藝在耐火材料行業(yè)的實(shí)踐    錢(qián)玉林【摘 要】論文闡述了硬質(zhì)合金模具的發(fā)展前景，對(duì)硬質(zhì)合金模具的冷熱加工工藝進(jìn)行了分析，并提出新型硬質(zhì)合金模具加工工藝在耐火材料行業(yè)的實(shí)踐，以期提高模具的質(zhì)量。【abstract】the paper expounds the development prospect of hard alloy mould， analyzes the cold and hot processing technology of hard alloy mould， and puts forward the prac

2、tice of new processing technology of hard alloy mould in the refractory industry， so as to improve the quality of mould.【關(guān)鍵詞】新型硬質(zhì)合金模具;加工工藝;耐火材料【keywords】new hard alloy mould; processing technology; refractorytq175.6;tg76                       &#

3、160;                 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】a                                              1673-1069（2019）11-0156-021 引言雖然硬質(zhì)合金具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是由于硬質(zhì)合金的成本極高，所以常用于大批量加工且附加值

4、較高的產(chǎn)品成型中。硬質(zhì)合金模具設(shè)計(jì)技術(shù)屬于耐火材料機(jī)壓成型用于模具制作領(lǐng)域的實(shí)用新型技術(shù)，主要適用于轉(zhuǎn)爐鑲鋯板閘閥機(jī)壓成型生產(chǎn)。所以為了能夠改善鋯板槽周邊的疏松情況，降低破損程度，機(jī)械制造業(yè)研發(fā)了新型硬質(zhì)合金模具，使用該模具后，磚坯的合格率達(dá)到了90%，明顯提高了其經(jīng)濟(jì)效益。2 硬質(zhì)合金模具的發(fā)展前景在金屬機(jī)械制造業(yè)中，切削加工是最關(guān)鍵的加工手段，在各個(gè)工業(yè)部門(mén)都發(fā)揮著很重要的作用。新型的模具不僅能夠在很大程度上提高加工的效率、精度、產(chǎn)品質(zhì)量以及擴(kuò)大領(lǐng)域，還能降低模具的損耗，從而提高制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益1。所以新型模具的開(kāi)發(fā)對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展有重要的促進(jìn)作用。硬質(zhì)合金屬于一種新型的模具材料，該新型

5、模具有較高的硬度、良好的耐磨性、抗壓強(qiáng)度高、耐熱性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。硬質(zhì)合金模具能夠適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展，逐步向精密化發(fā)展。硬質(zhì)合金模具也能夠滿足精密產(chǎn)品的精度要求，加工出高質(zhì)量、高精度的產(chǎn)品。硬質(zhì)合金具有較高的耐磨性能，將硬質(zhì)合金應(yīng)用在耐火材料的模具上，按照結(jié)構(gòu)主要分為整體式的結(jié)構(gòu)和分體式的結(jié)構(gòu)。整體式的結(jié)構(gòu)指的是模具的整體全部使用硬質(zhì)合金的材料，雖然整體式的加工工藝比較簡(jiǎn)單，但是結(jié)構(gòu)成本極高。如果模具低于特定厚度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致報(bào)廢，增加加工的成本。而且由于硬質(zhì)合金材料的韌性較差，盡管國(guó)外的加工工藝相對(duì)較好，但是使用的價(jià)值仍很低，所以即使厚度處于5070mm時(shí)，也經(jīng)常出現(xiàn)一經(jīng)使用就斷

6、裂的現(xiàn)象，使得模具只能做報(bào)廢處理。采取分體式結(jié)構(gòu)的主要作用在于減小硬質(zhì)合金在模具中占據(jù)的比例，從而降低使用模具時(shí)出現(xiàn)斷裂的概率。硬質(zhì)合金材料的板大多數(shù)都在1016mm，該尺寸的合金板材具有一定程度的強(qiáng)硬度和韌性，通過(guò)對(duì)整塊合金板材采取鑲嵌以及膠粘的方法，雖然工藝相對(duì)較復(fù)雜，但是能夠避免整體式結(jié)構(gòu)的不足。通常來(lái)說(shuō)，模具能夠完全貼合在模箱中，不同大小、不同形狀的模板、墊板、稍板和模箱中間都不存在縫隙，但是目前的技術(shù)還達(dá)不到這種要求，所以在實(shí)際使用模具的過(guò)程中，仍然會(huì)存在斷裂的情況，最終出現(xiàn)非正常行為的報(bào)廢，沒(méi)有將硬質(zhì)合金自身的價(jià)值充分體現(xiàn)出來(lái)，未能降低模具的成本。因此，新型硬質(zhì)合金模具在使用過(guò)程中

7、，避免斷裂的方法成為新型硬質(zhì)合金是否能應(yīng)用在耐火材料的模具行業(yè)中的關(guān)鍵因素。3 硬質(zhì)合金模具的冷熱加工工藝為了提高硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度，降低使用期間的斷裂概率，開(kāi)發(fā)了小塊膠粘、小塊釬焊的工藝手法。膠粘工藝加工操作簡(jiǎn)單，由于處于常溫環(huán)境中作業(yè)，很好地保留了硬質(zhì)合金的優(yōu)點(diǎn)，但是其他不同型號(hào)的結(jié)構(gòu)膠在遇到較大壓力時(shí)，結(jié)構(gòu)膠的特性就會(huì)改變，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膠沒(méi)有粘結(jié)力，持續(xù)使用時(shí)，極易出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)使用。小塊釬焊是對(duì)硬質(zhì)合金使用釬焊的工藝，將多個(gè)小塊的合金釬焊在一個(gè)結(jié)構(gòu)鋼上面，再通過(guò)組裝以及磨制等程序，最終加工成模具。該種加工工藝的合金以及結(jié)構(gòu)鋼的基體具有較高的強(qiáng)度，但是大面積地進(jìn)行焊接會(huì)對(duì)合金材

8、料本身的性能造成損害，降低合金材料的耐磨性，合金材料內(nèi)部的組織在焊接期間會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生細(xì)小的裂紋。當(dāng)這些合金材料受到外力作用時(shí)，裂紋的程度就會(huì)放大，然后就會(huì)出現(xiàn)碎裂和掉塊的情況，最終造成合金模具報(bào)廢。螺栓連接的加工工藝主要是在硬質(zhì)合金塊上面加工出螺紋狀的孔，在基體上加工出六角螺釘過(guò)孔，再借助六角螺釘?shù)牧α繉⒂操|(zhì)合金與基體相連接。由于該加工工藝不經(jīng)歷高溫環(huán)境進(jìn)行焊接，就不會(huì)對(duì)硬質(zhì)合金材料造成一定的傷害。因此，該加工工藝突出了硬質(zhì)合金具備的性能，不僅實(shí)現(xiàn)了將硬質(zhì)合金材料與普通材料相結(jié)合的目的，也充分發(fā)揮了硬質(zhì)合金材料具備的耐磨性能，而且使用化整為零的工藝手法，巧妙地彌補(bǔ)了硬質(zhì)合金材料在韌性方面的

9、不足之處。4 新型硬質(zhì)合金模具加工工藝在耐火材料行業(yè)的實(shí)踐將新型的硬質(zhì)合金模具加工工藝應(yīng)用在耐火材料中，能夠保證磚坯鋯板槽的周邊沒(méi)有破損，提高磚坯的體積和密度，使磚坯的合格率上升20個(gè)百分點(diǎn)，預(yù)估每年降低成本40萬(wàn)元，所以應(yīng)該大力推廣新型硬質(zhì)合金模具。下文就新型硬質(zhì)合金模具加工工藝在耐火材料行業(yè)的實(shí)踐進(jìn)行了探討。4.1 魚(yú)雷罐車魚(yú)雷罐車通常使用耐火磚或者高鋁磚砌筑內(nèi)壁?，F(xiàn)階段，通過(guò)運(yùn)用抗渣金屬侵蝕能力較強(qiáng)的浸瀝青的爐襯，使得魚(yú)雷罐的使用壽命得到了一定的延長(zhǎng)。魚(yú)雷罐的使用壽命在很大程度上依賴其實(shí)際的使用過(guò)程以及使用條件。其中，使用條件包括魚(yú)雷罐的實(shí)際運(yùn)輸距離以及每天運(yùn)送鐵水的次數(shù)，另外，魚(yú)雷罐車

10、內(nèi)部的渣含量以及倒渣與裝渣次數(shù)都會(huì)影響魚(yú)雷罐車的使用壽命。假設(shè)魚(yú)雷罐車的正常使用壽命為20萬(wàn)t，如果魚(yú)雷罐車通過(guò)間歇性地使用，并且在每次使用完畢之后都將罐內(nèi)的鐵水熔渣清理干凈之后，再用水泥粘結(jié)制造的耐火材料噴撲，這樣一來(lái)，魚(yú)雷罐車的整體的使用壽命可以延長(zhǎng)至60萬(wàn)t。對(duì)每噸砌磚或者進(jìn)行噴撲所需要的時(shí)間大致相同，所以選擇噴撲還是選擇磚砌完全取決于模具加工廠自己的決定及意向。最重要的一點(diǎn)是，在對(duì)魚(yú)雷罐車內(nèi)部的鐵水進(jìn)行脫硫處理時(shí)，會(huì)對(duì)魚(yú)雷罐車整體的使用壽命造成嚴(yán)重的影響，從而突顯了使用更昂貴的耐火材料的必要性2。4.2 提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量以及外在尺寸的精度由于新型硬質(zhì)合金模具的粗糙度低且表面摩擦系數(shù)較

11、小，當(dāng)出磚排氣以及成型加壓時(shí)，不易出現(xiàn)層裂的情況。平板類型的產(chǎn)品常用于加工盛金屬溶液的器皿，而器皿的使用壽命根據(jù)加工的質(zhì)量而定，產(chǎn)品外在尺寸的精度是決定器皿質(zhì)量的主要因素。傳統(tǒng)的一組模具只能成型幾百塊磚，而成型一個(gè)金屬器皿需要幾千塊磚，因此，磚的消耗量較大，在加工的過(guò)程中，磚塊之間極易留有間隙，間隙會(huì)被鐵水或鋼水所侵蝕，直接影響了金屬器皿的使用壽命。使用新型硬質(zhì)合金耐磨型的模具一次能夠成型一萬(wàn)塊磚，同時(shí)，能夠保證產(chǎn)品外在尺寸的精度，不僅從根本上解決了問(wèn)題，還能延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。4.3 降低模具的成本費(fèi)用一套硬質(zhì)合金的成型數(shù)量為750010000，影響合金模具的成型數(shù)量的原因是裝模高度以及產(chǎn)品

12、的形狀尺寸，硬質(zhì)合金模具每次產(chǎn)生磨損的厚度大約為0.1mm，在磨床上每次修復(fù)要磨去0.50.7mm，因此，一組模具能夠使用十次以上。新型的硬質(zhì)合金材料內(nèi)部與外部的組織與性能一樣，不會(huì)因磨制加工而降低耐磨性，所以一組新型硬質(zhì)合金模具能夠成型十萬(wàn)塊，是普通模具成型的幾百倍。普通模具價(jià)格為1500元，而新型硬質(zhì)合金模具價(jià)格為30000元，新型模具價(jià)格是普通模具的300倍，但是總體算下來(lái)，普通模具加工的損耗卻是新型硬質(zhì)合金模具的15倍。因此，使用新型的硬質(zhì)合金模具能夠降低模具的成本費(fèi)用。4.4 提高成型的效率使用普通的模具，一組模具只能加工大約300塊，因此，每個(gè)班組加工8h就需要更換一次模具，同種類

13、型磚塊更換一次模具的時(shí)間需要45min。同時(shí)，如果需要加工不同類型的磚塊時(shí)，可能需要更換兩次模具，不同類型磚塊更換一次模具的時(shí)間需要1h，一臺(tái)機(jī)器每天3個(gè)班至少需要消耗23h的時(shí)間來(lái)更換模具。而使用新型硬質(zhì)合金模具時(shí)，一組模具可以持續(xù)生產(chǎn)30個(gè)班，不僅增加了工作的時(shí)間，提高了班組的產(chǎn)量，還降低了班組的勞動(dòng)量。除此之外，新型的硬質(zhì)合金模具表面粗糙度較低，摩擦系數(shù)較小，因此，磚塊與模腔之間產(chǎn)生的摩擦力較小，一個(gè)成型周期中能夠?qū)崿F(xiàn)多次排氣和出磚，充分體現(xiàn)了新型模具的便捷性以及成型的高效率。5 結(jié)語(yǔ)新型硬質(zhì)合金模具的冷熱加工工藝充分展現(xiàn)了新型模具的優(yōu)點(diǎn)，使具有高性價(jià)比的新型模具在加工產(chǎn)品時(shí)得到廣泛推廣，鋼結(jié)硬質(zhì)合金還普遍應(yīng)用于鋼管位拔的內(nèi)模、壓彎模、螺紋環(huán)規(guī)等方面。該加