熱熔鉆制造技術(shù)簡(jiǎn)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(guò)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(guò)最先進(jìn)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(qiáng)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(jìn)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(shí),把軟化的金屬部分拉伸成一個(gè)原來(lái)厚度3倍的金屬襯套;
4高溫軟化不會(huì)改變金屬材料的結(jié)構(gòu)性能,整個(gè)過(guò)程只需2-6秒;
5在金屬襯套作擠壓攻絲,可承受高強(qiáng)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(jī)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(hào)的選用是根據(jù)加工不同工件狀況而選用不同的牌號(hào)，可供選用的我公司研發(fā)的熱熔鉆系列牌號(hào)較多，常用的幾個(gè)硬質(zhì)合金牌號(hào)的性能指標(biāo)
牌號(hào)及性能
|
牌號(hào) |
晶粒度（um） |
密度（g/m3） |
硬度（HRA） |
抗彎強(qiáng)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(duì)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(duì)于一個(gè)特定的碳化物和粘結(jié)相的成份組合稱之為“牌號(hào)”。
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(qiáng)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(lái)測(cè)量的。
密度在硬質(zhì)合金工業(yè)中通常用于確定一個(gè)牌號(hào)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(cè)量密度的方法來(lái)確定。碳化鎢(WC)的密度是15.7g/cm3, 的密度是8.9g/cm3。因此對(duì)于WC—Co牌號(hào)來(lái)說(shuō)，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?yàn)榧兲蓟u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(gè)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(gè)直接的關(guān)系，因此它在工業(yè)上是一種重要的無(wú)損失試驗(yàn)方法。碳化物相晶粒越細(xì)，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(cè)量被用于評(píng)價(jià)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(gè)牌號(hào)中的鈷的磁飽和值被測(cè)定，然后與含純鈷的試樣的對(duì)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?yàn)榕c鈷形成合金的元素影響飽和值。因此對(duì)于理想粘結(jié)相成份的任何變化都可以被測(cè)量。這個(gè)實(shí)驗(yàn)被用于確定對(duì)最佳碳含量的任何偏差，這是因?yàn)樘荚诔煞菘刂浦邪缪萘艘粋�(gè)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(duì)機(jī)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(cè)量方法是用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的有方形基座的金字塔金剛石在一定的負(fù)荷條件下穿透試樣表面。測(cè)量壓痕的對(duì)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(guó)際上廣泛使用。
洛氏硬度（HRA）是另一種常用的硬度測(cè)量方法。這種系統(tǒng)測(cè)量以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的金剛石錐頭的穿透深度來(lái)獲得硬度值。
由于維氏和洛氏硬度測(cè)量的原理不同，當(dāng)從一種硬度轉(zhuǎn)換成另一種硬度時(shí)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(huì)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(biāo)準(zhǔn)的比較程序來(lái)評(píng)價(jià)的。后者根據(jù)一系列的標(biāo)準(zhǔn)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(dú)測(cè)量和分類。
硬質(zhì)合金中孔隙的存在對(duì)機(jī)械性能有負(fù)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(jī)會(huì)；燒結(jié)后結(jié)構(gòu)中某些地方存在過(guò)多的鈷。這種情況被稱為“鈷池”。鈷池是燒結(jié)時(shí)鈷的不完全分布的結(jié)果。這可能是由于燒結(jié)溫度過(guò)低，鈷不能充分流動(dòng)。原始粉末材料成型密度不夠，或是在熱等靜壓處理時(shí)孔隙被鈷填充結(jié)果。
材料中鈷池體積的評(píng)價(jià)是根據(jù)其尺寸和分布采用顯微鏡照片比較和/或單個(gè)測(cè)量。硬質(zhì)合金中鈷池的存在會(huì)影響耐磨性和強(qiáng)度。
|
序號(hào)
|
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(biāo)準(zhǔn)型 短鉆 |
標(biāo)準(zhǔn)型 長(zhǎng)鉆 |
平口型 短鉆 |
平口型 長(zhǎng)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(xì)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(jì)量值的碳會(huì)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(huì)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(píng)價(jià)采用同孔隙度一樣的程序。石墨的存在會(huì)顯著降低材料的強(qiáng)度和耐磨性。
低于化學(xué)計(jì)量的碳會(huì)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(huì)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(píng)價(jià)采用同孔隙度類似的程序。
這些碳化物相的存在會(huì)顯著降低材料的強(qiáng)度，增加材料的脆性。
抗彎強(qiáng)度（TRS）是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中在材料的破斷點(diǎn)測(cè)得的應(yīng)力。此試驗(yàn)應(yīng)用于硬質(zhì)合金時(shí)，使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的施載夾具及試樣（￠3.25mm×38mm）。TRS使用幾個(gè)測(cè)量值的平均值作為測(cè)量值。隨試樣幾何形狀，表面狀態(tài)及試驗(yàn)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(duì)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(hào)選擇的標(biāo)準(zhǔn)。
五．熱熔鉆主要生產(chǎn)設(shè)備
噴霧干燥塔，全自動(dòng)壓力機(jī)，過(guò)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(hào) |
基本尺寸 |
齒數(shù)
|
適用范圍 |
|
|
d1 |
P |
d2 |
L1 |
L3 |
a×a |
牙型 |
牌號(hào) |
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(hào) |
基本尺寸 |
齒數(shù)
|
適用范圍 |
|
|
d1 |
P |
d2 |
L1 |
L3 |
a×a |
牙型 |
牌號(hào) |
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(hù)保養(yǎng)
熱熔鉆使用一段時(shí)期后，表面會(huì)有磨損，刀體上會(huì)附和一些熱熔膏或工件雜質(zhì)，為確保加工工件的準(zhǔn)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(xiàng)
1）熱熔鉆在使用過(guò)程中，每鉆5-10個(gè)孔時(shí)，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(dá)功率和轉(zhuǎn)速；
4）在攻絲時(shí)，選用攻絲油。
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