中国第一重型机械股份公司重装事业部大装厂 黑龙江齐齐哈尔 161042
摘要：普通硬质合金 YG8、YT14、YT15 和高速钢刀具材料，在加工粉末冶金烧结零件尤其加工多孔隙和具有断续切削的烧结零件中，有较好的综合加工性能，该类刀具价格又低，所以在车削和钻削加工烧结零件，特别是在粗加工和半精加工中，仍是生产中常使用的切削刀具。
关键词：粉末；冶金；机械零件；切削加工；分析
1粉末冶金机械零件的切削加工的概述
用粉末冶金法制造机械零件的目标之一，是消除所有的机加工， 但是这个目标还没有达到，受到粉末冶金零件成型工艺的制约，一些 无法成型的槽、孔或者成型形状达不到规定尺寸精度和粗糙度要求的， 仍然需要进行机械加工，以获得要求的形状及精度。由于粉末冶金材 料的结构不同于铸件和锻件，因此它们的加工性能也有所不同，这主 要是粉末冶金零件特有的多孔性所致。多孔性，导致微观上的断续切 削和刃口的微观疲劳，当从孔到固体颗粒不断地切入切出，刀刃持续 地受到小冲击，导致切削刃上产生小裂纹，这些疲劳裂纹增长到切削 刃微崩；通常固体颗粒极硬，这些固体颗粒导致严重而快速的刃口磨 粒磨损，最终导致刀尖部位产生崩刃。所以，粉末冶金材料的加工性， 不仅与多孔结构的含孔率有关，而且与合金相硬度有关。一些粉末冶 金机械零件烧结后，就补充机械加工，这时烧结零件宏观硬度较低， 孔隙度影响较大，切削刃口韧性很重要；经热处理的粉末冶金零件， 表面硬度较高，切削刃的强度和耐磨粒磨损更重要。
2切削加工材料出现的问题
2.1切削加工，通常出现刀具磨损包括如下两种形态。
2.1.1由于机械作用而出现磨损，如崩刃或磨粒磨损等。
2.1.2由于热及化学作用而出现磨损，如粘结、扩散、腐蚀等磨损， 以及由切削刃软化、溶融而产生破断、热疲劳、热龟裂等。
2.2切削加工材料时，很短时间内即出现上述刀具磨损。由于被 加工材料存较多促使刀具磨损因素。
2.3切削高硬度、高韧性被加工材料时，切削刃温度很高，也会 出现与切削难加工材料时类似刀具磨损。如切削高硬度钢时，与切 削一般钢材相比，切削力更大，刀具刚性不足将会引起崩刃等现象， 使刀具寿命不稳定，而且会缩短刀具寿命，尤其加工生成短切屑工 件材料时，会切削刃附近产生月牙洼磨损，往往短时间内即出现刀 具破损。
2.4切削超耐热合金时，由于材料高温硬度很高，切削时应力大 量集刃尖处，这将导致切削刃产生塑性变形。同时，由于加工硬化而 引起边界磨损也比较严重。
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由于这些特点，所以要求用户切削难加工材料时，必须慎重选择刀具品种切削条件，以获得理想加工效果。
3粉末冶金机械零件的切削加工
3.1粉末冶金机械零件的车削与镗削
在粉末冶金机械零件尺寸与形状精度难以达到要求的情况下，相关人员通常会利用车削或镗孔加工开展切削作业。为了在车削或镗孔缓解保存零件的表面孔隙，硬质合金车刀会应用于切削加工过程之中。 为避免切削刀具对金属表面产生的破坏，相关人员需要将刀具刀刃研磨至最锋利最平滑的状态。刀具形态及走刀量需要通过试验方式进行确定。如切削刀具的刀尖半径为 1.59mm，切削过程中的走刀量需控制为 0.25-0.38mm/r。假设刀尖半径 0.25mm，切削过程中的走刀量需控制在 0.07-0.12mm/r 之间。如果切削过程对粉末冶金机械零件的表面孔隙度有严格要求，走刀量需要控制在 0.12-0.38mm/r 之间。车削与镗削过程也需要对切削速度进行严格控制。如在铜基材料与铁基材料的切削过程中，刀具的切削速度需要控制在 51-106m/min。若车削、镗削
过程无需保证机械零件表面的多孔性，可将切削速度控制在 152m/min 左右。
3.2粉末冶金机械零件的钻孔与铰孔
3.2.1粉末冶金机械零件的钻孔
粉末冶金机械零件的钻孔过程是利用钻床加工一些零件烧结过程中不能压制的孔的过程。在硬质合金钻头应用于钻孔过程以后，相关人员需要将设备的切切削速度控制在 61m/min 以下。如钻孔过程应用有高速钢钻头，切削速度不得超过 21m/min。为保证钻孔效果，人们可以在钻孔过程中使用大螺旋角，以便在延长钻头的使用寿命。在钻孔环节，相关人员需要采用以机械走刀为主的切削方式，如果钻孔过程是切削加工的最后工序，机械走刀仍然需要应用于切削过程之中。根据钻孔过程的实际情况，机械走刀可以为粉末冶金金属零件的粗糙度提供保障，进刀量与切削速度之间存在一种正相关的关系，但是它与钻头的使用寿命成反比，故而相关人员也需要根据钻头直径确定进刀量。假设钻头直径在 7mm 以内，进刀量需控制为 0.05mm/r。若钻头直径在 8-12.8mm，进刀量需控制为 0.10mm/r。若钻头直径在 13- 19.75mm，进刀量需为 0.15mm/r；在钻头直径在 20-25.25mm 的情况下， 进刀量需要控制为 0.25mm/r。
3.2.2粉末冶金机械零件的铰孔
在粉末冶金机械零件对零件精度要求较高的情况下，铰孔加工会成为切削过程中不可缺少的环节。在铰削加工过程中，人们可以将硬质合金铰刀应用于铰孔过程之中。加工过程需要让刀刃刀瘤降低至最低限度。在钻孔过程中也需要预留一定的铰量。孔的大小是铰量的决定因素，如孔径在 6.35mm 以内的情况下，钻削余量需控制为 0.051mm； 在孔径为6.35-12.70mm 的情况下，钻削余量需控制在0.051-0.102 之间。为保证铰刀使用寿命，在条件允许的情况下，人们可以将铰刀安装于浮动钻套之中。
4结束语
总而言之，伴随着我国经济的快速增长，粉末冶金机械零件的切 削加工也越来越完善，粉末冶金机械零件的切削加工可以让一些无法 成型的槽、空与成型形状难以满足某种尺寸精度及粗糙度要求的机械 零件获得要求的形状与精度。粉末冶金是以金属粉末为主要原材料， 生产金属摩擦材料及相关制品的工艺技术。利用粉末冶金技术生产的 材料与零件具有质优价廉的特点，此类零件多应用于汽车工业、仪器 仪表工业及核工业等多个领域。粉末冶金机械零件与铁氧磁性材料是 粉末冶金工业的代表性产品，对此类产品的切削加工过程进行分析， 可为这一技术的发展进步提供支持。
参考文献
[1]刘俊伟 .“粉末冶金技术”方向研究生的指导、培养方法的应用实践[J]. 智库时代,2019(49):249-250.
[2]黄桃根 . 对粉末冶金机械零件的切削加工分析 [J]. 冶金与材料,2018,38(05):118+120.
[3]孙富建, 苏飞. 切削参数对粉末冶金材料切屑形貌的影响[J]. 装备制造技术,2017(09):50-53.
[4]丁志 . 粉末冶金材料高速切削加工性能研究 [D]. 合肥工业大学,2016.
论文作者:马庆贺
论文发表刊物:《福光技术》2019年31期
论文发表时间:2020/1/3
标签：粉末冶金论文; 加工论文; 刀具论文; 机械零件论文; 钻孔论文; 零件论文; 磨损论文; 《福光技术》2019年31期论文;