熱熔鉆制造技術(shù)簡介
熱熔鉆,改變了傳統(tǒng)鉆孔、緊固件工序的工藝,使得以往加工過程中的難題----薄板,薄管的攻牙,緊固幾秒鐘就可以輕松解決.取代鉆孔,取代焊接螺母,取代壓鉚螺母.熱熔鉆的鉆頭采用碳化鎢材料,經(jīng)過最先進的熱處理工藝,使鉆頭能在1500—3000轉(zhuǎn)/分鐘的高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下.其高硬度,高耐磨性經(jīng)受垂直的強擠壓力,其工作原理：
1高速旋轉(zhuǎn)的熱熔鉆接觸工件表面,與金屬表面摩擦產(chǎn)生600℃以上的高溫;
2快速進給的熱熔鉆產(chǎn)生的壓力,高溫可以瞬間軟化工件表面;
3熱熔鉆擠壓穿透的同時,把軟化的金屬部分拉伸成一個原來厚度3倍的金屬襯套;
4高溫軟化不會改變金屬材料的結(jié)構(gòu)性能,整個過程只需2-6秒;
5在金屬襯套作擠壓攻絲,可承受高強度的拉力和扭力。
一. 熱熔鉆的應(yīng)用行業(yè)
汽車零部件行業(yè)
鈑金,空調(diào),散熱器
家具,醫(yī)療器械,健身器材
自行車行業(yè)
煙草機械設(shè)備
演藝設(shè)備行業(yè)
貨架制作行業(yè)
游艇制作行業(yè)
廚具制作行業(yè)
三．熱熔鉆材質(zhì)的選型
熱熔鉆的硬質(zhì)合金牌號的選用是根據(jù)加工不同工件狀況而選用不同的牌號，可供選用的我公司研發(fā)的熱熔鉆系列牌號較多，常用的幾個硬質(zhì)合金牌號的性能指標
牌號及性能
|
牌號 |
晶粒度（um） |
密度（g/m3） |
硬度（HRA） |
抗彎強度（N/m㎡） |
適用工件 |
|
XHXF30 |
0.06 |
14．10 |
92．3 |
4000 |
不銹鋼鈦合金 |
|
XHYL15 |
1.0 |
12.8 |
91.5 |
3000 |
普通碳鋼 |
|
XHYL10.2 |
0.8 |
14.42 |
91.5 |
4000 |
普鋼，不銹鋼，耐熱鋼，鈦合金 |
|
XHYL10D |
0.7 |
14.15 |
92.0 |
4000 |
普鋼，不銹鋼，耐熱鋼，鈦合金 |
|
XHYU12 |
0.4 |
14.05 |
92.5 |
4000 |
普鋼，不銹鋼，耐熱鋼，鈦合金 |
|
XHYC40T |
0.8 |
13.60 |
90 |
3500 |
不銹鋼 |
四．熱熔鉆硬質(zhì)合金的質(zhì)量控制
硬質(zhì)合金是指至少含有一種金屬碳化物組成的燒結(jié)復(fù)合材料。碳化鎢（WC）,碳化（TiC），碳化（TaC）是常見組份。碳化物組份（或相）的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之間。碳化物晶粒使用金屬粘結(jié)劑結(jié)合在一起。粘結(jié)劑通常是金屬（Co）,但對一些特別的用途，鎳（Ni），鐵（Fe）,或者其它金屬及合金也可以使用。對于一個特定的碳化物和粘結(jié)相的成份組合稱之為“牌號”。
碳化物，或稱“硬質(zhì)相”，在工程應(yīng)用中通常是利用其耐磨性。
粘結(jié)相成份主要是利用其強度和耐蝕性。
一種材料的密度值（比重）是其質(zhì)量與其體積之比。它采用排水技術(shù)（阿基米德法）來測量的。
密度在硬質(zhì)合金工業(yè)中通常用于確定一個牌號成份的正確性。與通常的理解不同的是，現(xiàn)代硬質(zhì)合金的孔隙度水平不能用測量密度的方法來確定。碳化鎢(WC)的密度是15.7g/cm3, 的密度是8.9g/cm3。因此對于WC—Co牌號來說，隨含量增加，密度現(xiàn)行減少。碳化鎢的增加導(dǎo)致密度降低，因為純碳化鎢的密度值有4.9g/cm3。
矯頑磁力是硬質(zhì)合金中的粘結(jié)相磁化和去磁后在一個磁滯回線中的剩磁。
由于在碳化物相平均晶粒尺寸和矯頑力之間有一個直接的關(guān)系，因此它在工業(yè)上是一種重要的無損失試驗方法。碳化物相晶粒越細，矯頑力值越高。
硬質(zhì)合金工業(yè)中鈷粘結(jié)相的磁飽和測量被用于評價其成份。
鈷是磁性的。碳化鎢（WC）晶體，立方碳化鎢晶體（Tic,TaC,NbC,VC,等等）是非磁性的。因此如果一個牌號中的鈷的磁飽和值被測定，然后與含純鈷的試樣的對應(yīng)值相比較，鈷粘結(jié)相的合金化水平就可以獲得，這是因為與鈷形成合金的元素影響飽和值。因此對于理想粘結(jié)相成份的任何變化都可以被測量。這個實驗被用于確定對最佳碳含量的任何偏差，這是因為碳在成份控制中扮演了一個主要角色。
低的磁飽和值表明碳含量低和/或碳化物n相的存在。
高的磁飽和值表明有游離碳或石墨相的存在。
這兩種情況對機械性能都是有害的。
一種材料的硬度是這樣定義的：即材料抵抗金剛石壓頭產(chǎn)生壓痕的能力。
維氏硬度（HV）測量方法是用一個標準的有方形基座的金字塔金剛石在一定的負荷條件下穿透試樣表面。測量壓痕的對角線即可得到硬度值，硬質(zhì)合金常用的預(yù)載壓力為3公斤（HV30）。這種方法在國際上廣泛使用。
洛氏硬度（HRA）是另一種常用的硬度測量方法。這種系統(tǒng)測量以一個標準的金剛石錐頭的穿透深度來獲得硬度值。
由于維氏和洛氏硬度測量的原理不同，當從一種硬度轉(zhuǎn)換成另一種硬度時必須注意。
硬質(zhì)合金是使用粉末冶金方法制造的，其中金屬粘結(jié)相用于碳化相燒結(jié)在一起。
因此存在這樣的可能：由于不完全的燒結(jié)，少量的殘余孔隙會存在于產(chǎn)品的金相結(jié)構(gòu)中。
材料中存在的孔隙的體積是使用一種標準的比較程序來評價的。后者根據(jù)一系列的標準圖譜將孔隙尺寸范圍和分布分成不同類別。
尺寸10微米以下的孔隙稱為“A”型孔隙；尺寸10-25微米的孔隙稱為“B”型孔隙。更大尺寸的單獨測量和分類。
硬質(zhì)合金中孔隙的存在對機械性能有負面的影響。
硬質(zhì)合金是采用金屬粉末冶金方法制造的。其中金屬粘結(jié)相用于將碳化物相燒結(jié)在一起。因此存在這樣的機會；燒結(jié)后結(jié)構(gòu)中某些地方存在過多的鈷。這種情況被稱為“鈷池”。鈷池是燒結(jié)時鈷的不完全分布的結(jié)果。這可能是由于燒結(jié)溫度過低，鈷不能充分流動。原始粉末材料成型密度不夠，或是在熱等靜壓處理時孔隙被鈷填充結(jié)果。
材料中鈷池體積的評價是根據(jù)其尺寸和分布采用顯微鏡照片比較和/或單個測量。硬質(zhì)合金中鈷池的存在會影響耐磨性和強度。
|
序號
|
螺牙孔徑 |
熱鉆孔徑(mm) |
熱鉆最大穿透厚度(mm) |
設(shè)備參數(shù)選擇 |
|
鋼 |
不銹鋼 |
|
標準型 短鉆 |
標準型 長鉆 |
平口型 短鉆 |
平口型 長鉆 |
轉(zhuǎn)速 (RPM) |
功率(KW) |
轉(zhuǎn)速 (RPM) |
功率(KW) |
|
1 |
一、公制粗牙部分 |
M3×0.5 |
￠2.7 |
1.5 |
2.5 |
2 |
4 |
2700-3300 |
0.8 |
2300-2900 |
0.8 |
|
2 |
M4×0.7 |
￠3.7 |
2 |
2.5 |
2.5 |
4 |
2700-3300 |
0.8 |
2300-2900 |
0.8 |
|
3 |
M5×0.8 |
￠4.5 |
2 |
3 |
2.5 |
4 |
2500-3100 |
1 |
2200-2800 |
1 |
|
4 |
M6×1.0 |
￠5.3 |
2.5 |
3.5 |
3 |
5 |
2500-3100 |
1 |
2200-2800 |
1 |
|
5 |
M8×1.25 |
￠7.3 |
3 |
4.5 |
4 |
6 |
2200-2800 |
1.5 |
1800-2400 |
1.5 |
|
6 |
M10×1.5 |
￠9.2 |
3 |
6 |
4 |
7 |
1900-2500 |
1.8 |
1600-2200 |
2.5 |
|
7 |
M12×1.75 |
￠10.9 |
3 |
6 |
4 |
7 |
1700-2300 |
2 |
1500-2100 |
2 |
|
8 |
M14×2.0 |
￠13.0 |
3.5 |
6 |
4.5 |
7 |
1500-2100 |
2.2 |
1300-1900 |
2.2 |
|
9 |
M16×2.0 |
￠14.8 |
3.5 |
7 |
4.5 |
8.5 |
1300-1900 |
2.5 |
1100-1700 |
2.5 |
|
10 |
二、公制細牙部分 |
M6×0.5 |
￠5.8 |
2.5 |
3.5 |
3 |
5 |
2500-3100 |
1 |
2200-2800 |
1 |
|
11 |
M6×0.75 |
￠5.6 |
2.5 |
3.5 |
3 |
5 |
2500-3100 |
1 |
2200-2800 |
1 |
|
12 |
M8×0.75 |
￠7.6 |
3 |
4.5 |
4 |
6 |
2200-2800 |
1.5 |
1800-2400 |
1.5 |
|
13 |
M8×1.0 |
￠7.5 |
3 |
4.5 |
4 |
6 |
2200-2800 |
1.5 |
1800-2400 |
1.5 |
|
14 |
M10×1.0 |
￠9.5 |
3 |
6 |
4 |
7 |
1900-2500 |
1.8 |
1600-2200 |
2.5 |
|
15 |
M10×1.25 |
￠9.3 |
3 |
6 |
4 |
7 |
1900-2500 |
1.8 |
1600-2200 |
2.5 |
|
16 |
M12×1.0 |
￠11.5 |
3 |
6 |
4 |
7 |
1700-2300 |
2 |
1500-2100 |
2 |
|
17 |
M12×1.5 |
￠11.3 |
3 |
6 |
4 |
7 |
1700-2300 |
2 |
1500-2100 |
2 |
|
18 |
M16X1.0 |
￠15.6 |
3.5 |
7 |
4.5 |
8.5 |
1200-1800 |
2.5 |
1050-1650 |
2.5 |
|
19 |
M16X1.5 |
￠15.4 |
3.5 |
7 |
4.5 |
8.5 |
1200-1800 |
2.5 |
1050-1650 |
2.5 |
高于化學(xué)計量值的碳會導(dǎo)致游離碳的形成，即材料中的非化合碳。碳化鎢（WC）中理想的碳含量是6.13wt%。碳量可接受的范圍是6.05—6.14%，大于6.14%的任意數(shù)量將會導(dǎo)致游離碳的形成，即微觀結(jié)構(gòu)中的石墨。硬質(zhì)合金中石墨體積的評價采用同孔隙度一樣的程序。石墨的存在會顯著降低材料的強度和耐磨性。
低于化學(xué)計量的碳會導(dǎo)致n相碳化物的形成。碳化物（WC）中理想的碳含量是6.13wt%。碳量可接受的范圍是6.05—6.14%，低于6.02%的碳量會導(dǎo)致可見的碳缺乏，導(dǎo)致n相碳化物的形成（W，Co2C,W2C）。
材料中n相碳化物體積的評價采用同孔隙度類似的程序。
這些碳化物相的存在會顯著降低材料的強度，增加材料的脆性。
抗彎強度（TRS）是在一個標準的三點彎曲試驗中在材料的破斷點測得的應(yīng)力。此試驗應(yīng)用于硬質(zhì)合金時，使用一個標準的施載夾具及試樣（￠3.25mm×38mm）。TRS使用幾個測量值的平均值作為測量值。隨試樣幾何形狀，表面狀態(tài)及試驗設(shè)備不同，此值可以變化很大。特別要指出的是，此結(jié)果對表面光潔度，表面殘留應(yīng)力，表面腐蝕及材料內(nèi)部的缺陷很敏感。
必須注意，不能只用ＴＲＳ值作為牌號選擇的標準。
五．熱熔鉆主要生產(chǎn)設(shè)備
噴霧干燥塔，全自動壓力機，過壓燒結(jié)爐，精密磨床。
六．熱熔鉆選用的參數(shù)及規(guī)格
七．攻絲用螺紋刀具的選型
方頭直柄右螺旋槽絲錐－鋁合金用
|
型號 |
基本尺寸 |
齒數(shù)
|
適用范圍 |
|
|
d1 |
P |
d2 |
L1 |
L3 |
a×a |
牙型 |
牌號 |
YK20F |
|
4201A-M4 |
M4 |
0.70 |
4.50 |
63 |
13 |
3.40 |
60° |
3 |
|
|
|
4201A-M5 |
M5 |
0.80 |
6.00 |
70 |
16 |
4.90 |
60° |
3 |
|
|
|
4201A-M6 |
M6 |
1.00 |
6.00 |
80 |
19 |
4.90 |
60° |
3 |
|
|
|
4201A-M8 |
M8 |
1.25 |
8.00 |
90 |
22 |
6.20 |
60° |
3 |
|
|
|
4201A-M10 |
M10 |
1.50 |
10.00 |
100 |
24 |
8.00 |
60° |
3 |
|
|
方頭直柄直槽絲錐—鋁合金用
|
型號 |
基本尺寸 |
齒數(shù)
|
適用范圍 |
|
|
d1 |
P |
d2 |
L1 |
L3 |
a×a |
牙型 |
牌號 |
YK20F |
|
4202A-M4 |
M4 |
0.70 |
4.50 |
63 |
13 |
3.40 |
60° |
3 |
|
|
|
4202A-M5 |
M5 |
0.80 |
6.00 |
70 |
16 |
4.90 |
60° |
3 |
|
|
|
4202A-M6 |
M6 |
1.00 |
6.00 |
80 |
19 |
4.90 |
60° |
3 |
|
|
|
4202A-M8 |
M8 |
1.25 |
8.00 |
90 |
22 |
6.20 |
60° |
3 |
|
|
|
4202A-M10 |
M10 |
1.50 |
10.00 |
100 |
24 |
8.00 |
60° |
3 |
|
|
八．熱熔鉆的維護保養(yǎng)
熱熔鉆使用一段時期后，表面會有磨損，刀體上會附和一些熱熔膏或工件雜質(zhì)，為確保加工工件的準確，提高熱熔鉆的使用壽命，可將熱熔鉆夾在車床或銑床夾頭上，用研磨膏修磨，即可切忌注意安全。
九．熱熔鉆使用注意事項
1）熱熔鉆在使用過程中，每鉆5-10個孔時，涂一次散熱油；
2）熱熔鉆的夾頭，如果沒有專用散熱器，可使用壓縮空氣降溫；
3）熱熔鉆的鉆床要根據(jù)《熱熔鉆的選用參數(shù)及規(guī)格》表，選擇相應(yīng)的馬達功率和轉(zhuǎn)速；
4）在攻絲時，選用攻絲油。
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