降温速率对热等静压工艺处理硬质合金刀具的性能有什么影响？

东莞京雕教育科技有限公司2024-10-19

对刀具内部应力的影响原理：在热等静压工艺结束后的降温过程中，如果降温速率过快，刀具材料内外会产生较大的温差。由于硬质合金刀具是由多种成分构成，不同成分的热收缩率不同。例如，WC - Co 硬质合金中，WC 和 Co 的热收缩率存在差异，快速降温时，表面材料先冷却收缩，而内部材料还处于较高温度，尚未完成收缩，这样就会在材料内部产生拉应力。性能影响：这些拉应力可能会导致刀具产生裂纹或残余应力。刀具内部的残余应力会使刀具在后续的加工或使用过程中容易出现裂纹扩展，降低刀具的韧性。比如，在切削过程中，当刀具受到切削力的作用时，这些残余应力会与切削力产生的应力叠加，使刀具更容易发生崩刃或断裂现象，严重影响刀具的使用寿命和加工精度。对刀具组织结构和相转变的影响原理：降温速率会影响刀具材料内部的组织结构变化和可能发生的相转变。对于一些含有多种相的硬质合金刀具，在降温过程中，合适的降温速率可以使相转变过程平稳进行。如果降温速率过快，可能会导致某些相的转变不完全或者出现非平衡相。例如，在某些含有奥氏体相的硬质合金刀具中，快速降温可能会使奥氏体相来不及完全转变为马氏体相，从而影响刀具的硬度和韧性。性能影响：组织结构的改变和相转变不完全会使刀具的性能不稳定。不均匀的组织结构会导致刀具在切削过程中各部分的磨损程度不一致，影响刀具的耐磨性。而且，非平衡相的存在可能会使刀具的硬度和韧性无法达到比较好状态，降低刀具的综合性能。例如，刀具可能出现局部硬度过高或过低的情况，在切削时容易出现局部磨损过快或者变形的问题。对刀具尺寸精度的影响原理：快速降温引起的热应力和不均匀收缩可能会导致刀具的尺寸发生变化。由于刀具不同部位的收缩不一致，会使刀具产生形状变形。例如，对于精度要求较高的刀具，如精密铣刀，过快的降温可能会导致刀齿的变形，影响刀具的刃口精度和切削几何形状。性能影响：刀具尺寸精度的降低会直接影响其切削性能。变形后的刀具在切削过程中不能按照设计要求进行切削，会导致加工表面质量下降，例如出现表面粗糙度增加、尺寸偏差等问题。而且，尺寸精度的改变可能会使刀具在安装和使用过程中出现适配性问题，进一步影响加工效果。