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告别“分层”宿命:何氏锐创柔性压制技术如何重塑硬质合金的筋骨
在硬质合金(钨钢)制品的压制成型中,“分层”是一个令所有生产厂家谈之色变的缺陷。它像一道隐秘的伤疤,隐藏在制品内部,在后续烧结或使用中突然爆发——刀片崩刃、棒材断裂、矿用合金块碎裂……不仅造成材料浪费,更可能引发客户投诉甚至质量事故。
分层,究竟是天生的“宿命”,还是可以被技术征服的“纸老虎”?广东何氏锐创智能装备有限公司(原广东何氏模具有限公司)用一项被客户称为“柔性压制”的核心技术给出了答案:分层可以大幅减少,甚至彻底告别。
分层之痛:硬质合金成型的“隐形杀手”
硬质合金是以碳化钨(WC)为硬质相、钴(Co)为粘结相,通过粉末冶金方法制成的复合材料。因其极高的硬度和耐磨性,被广泛用于切削刀具、矿山工具、模具零件等领域。然而,在压制成型环节,分层裂纹一直是行业公认的“老大难”。
分层产生的原因并不复杂:在压制过程中,粉末颗粒之间的气体无法及时排出,或者压制速度过快导致粉末层间应力集中,当上冲下压时,粉末体内部形成“压力差”,导致层间结合强度不足,脱模或烧结后出现平行于压制方向的裂纹。
某钨钢棒材客户曾向我们痛陈:“我们试过很多家压机和模具,分层率一直居高不下,有的批次甚至超过20%。成品烧结后一探伤,里面全是细小的裂纹,根本不敢出货。这个问题困扰了我们整整五年!”
分层不仅造成直接的材料损失,更带来隐性成本:为降低分层风险,客户被迫降低压制速度,牺牲生产效率;或增加钴含量以提高韧性,但这又会降低硬度和耐磨性。传统上,很多厂家认为分层是硬质合金成型的“宿命”,只能接受一定的废品率。
破解之道:柔性压制技术的诞生
何氏锐创技术团队在接到多位硬质合金客户的反馈后,进行了系统的失效分析与工艺研究。通过高速摄像观察粉末填充与压制过程,结合压制力曲线分析,团队锁定了分层的两大核心诱因:
1. 压制速度过快:传统液压机或机械压机的压制速度难以精确控制,上冲快速压下时,粉末间的气体来不及排出,形成“气垫”效应,造成层间分离。
2. 卸压方式不当:压制完成后,如果卸压速度过快或方式不合理,模具弹性回复产生的反向应力会拉扯已成型坯体,诱发内部裂纹。
针对这两大诱因,何氏锐创利用伺服压机的高可控性,开发了“柔性压制”工艺包。其核心在于:通过对压制速度、压制压力、保压时间、卸压曲线等多段参数的精细编程,模拟“慢速填充气体排出—分段加压—梯度卸压”的理想压制曲线。
具体来说,何氏柔性压制技术包含三个关键环节:
第一环节:慢速启动,气体排出
在压制初始阶段,上冲以极低速度(可设定为0.1-0.5mm/s)下压,使粉末颗粒间有足够时间排出气体,避免气体被“锁”在坯体内部。这一阶段看似“慢”,却为后续的高密度压实奠定了基础。
第二环节:多段加压,逐级致密
采用3-5段渐进式加压曲线,每段压力保持一定时间,让应力在粉末体内充分传递和均匀分布。这种“梯级加压”模式,避免了单次快速加压造成的层间剪切应力。
第三环节:梯度卸压,释放应力
压制完成后的卸压阶段同样关键。何氏伺服压机支持梯度卸压——分多段逐步降低压力,每段卸压后保持短暂停留,让模具和坯体内部的弹性应力缓慢释放,避免突然卸压造成的回弹裂纹。
这套“柔性压制”工艺包被植入何氏伺服压机的控制系统,操作人员只需在触摸屏上选择对应材料和产品,即可一键调用经过验证的压制曲线,无需人工反复调试。
客户见证:分层率从15%降至2%以下
何氏锐创的柔性压制技术已在多家硬质合金客户处得到验证,效果显著。
案例一:湖南某硬质合金棒材企业
该客户专业生产钨钢棒材,用于微钻和铣刀。此前分层废品率长期在12%-15%之间,尤其在大直径棒材(直径>12mm)上分层问题更为严重。客户曾尝试调整粉末配方、增加保压时间,但收效甚微。
引入何氏伺服压机并启用柔性压制工艺后,分层废品率骤降至2%以下,部分规格产品甚至实现“零分层”。同时,压制速度并未因柔性压制而降低——通过优化各段时间,综合生产效率反而提升了15%,因为减少了因分层导致的返工和废品处理。客户技术负责人感叹:“我们用过进口压机都解决不了的问题,何氏用一套控制算法就搞定了,真是‘软’实力解决‘硬’问题。”
案例二:珠三角某数控刀片厂家
该客户生产可转位硬质合金刀片,产品形状复杂(带断屑槽、三维曲面),分层多发生在刀片尖角和槽型部位。何氏锐创技术团队为客户定制了针对复杂形状的柔性压制曲线,在压制过程中自动切换速度和压力,确保尖角和薄壁部位不会因应力集中而分层。
实施后,刀片分层废品率从8%降至1.2%,且刀片的抗弯强度和冲击韧性分别提升了12%和8%(经第三方检测),客户已将何氏伺服压机作为高端刀片生产线的标配设备。
案例三:四川某矿用合金生产商
该客户生产大型矿用合金齿和盾构刀具,产品厚度大、重量重,分层问题尤为突出,部分大尺寸产品分层率高达25%。何氏锐创为客户定制了大吨位(300吨)伺服压机,并开发了针对厚壁产品的超慢速多段加压工艺,单次压制时间延长至15-20秒,但分层率降至3%以下,产品烧结后的内部探伤合格率从75%提升至95%以上。客户表示:“虽然单件压制时间长了,但良率大幅提升,综合成本反而下降了。”
技术延伸:柔性压制在其它材料中的应用
柔性压制技术并非硬质合金的“专利”。何氏锐创已将这一技术成功应用于多种易分层材料的成型:
金属磁粉芯:磁粉芯材料中的绝缘层在快速压制时易被破坏,导致磁性能下降。柔性压制的慢速启动和梯度卸压,有效保护了绝缘包覆层,产品磁导率稳定性提升30%。
先进陶瓷:氧化锆、氮化硅等陶瓷粉末在压制时也容易出现分层。何氏柔性压制工艺已帮助多家陶瓷客户将分层率控制在1%以内。
多层复合材料:对于需要压制多层不同粉末的复合制品(如梯度硬质合金),柔性压制技术可通过分步加料和多段压制,确保层间结合强度,避免界面分层。
何氏承诺:让“分层”成为历史
硬质合金的“分层”宿命,并非不可打破。何氏锐创用柔性压制技术证明:通过精确控制压制过程中的速度、压力和时间曲线,完全可以实现粉末体的均匀致密化,从根本上消除分层裂纹。
何氏锐创负责人表示:“我们始终认为,没有不好的材料,只有不合适的工艺。硬质合金的分层问题困扰行业多年,不是因为它无法解决,而是因为大多数压机不具备柔性压制所需的高可控性。何氏伺服压机的伺服电机+丝杆传动,配合多段可编程控制系统,让柔性压制从理论走向了现实。”
如果您也在硬质合金或其它粉末制品的生产中遭遇分层、裂纹等难题,欢迎联系何氏锐创技术团队。我们将为您提供从粉末冶金模具到粉末成型机的全套解决方案,用柔性压制技术重塑您的产品筋骨,助您告别“分层”宿命,实现高良率、高效率的稳定生产。
结语
分层,曾是硬质合金成型的一道“天堑”。如今,何氏锐创柔性压制技术将它变成了一道“通途”。从15%到2%,下降的不仅是废品率,更是客户的焦虑和成本;提升的不仅是良率,更是产品的筋骨强度和市场竞争力。
选择何氏锐创,选择与分层说再见。
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