刀片的生产制作步骤与回收再利用工艺铸铁泵

2018-07-17 11:12:27来源： 贤集网

刀片使用规模大、应用范围广，大型发动机缸体铣削，运动鞋制造商使用的模具，切削表盘加工……这些都离不开刀片的使用。下面随贤集网小编一起来了解下刀片的生产制作步骤与回收再利用工艺。

几乎所有金属制品都用刀片加工而成。无论是航空工业或能源行业，还是消费品领域，均无例外。对刀片的要求也很多：高耐磨性、长刀具寿命、高金属去除率和高可靠性，甚至还要求在严酷条件（例如复杂的走刀和深型腔）下、干切或者湿切都具有高性能，保证工件尺寸的小公差且表面质量出色。

为了能够在极端受热和受力的情况下达到这种完美的性能，刀片采用世界上最坚硬的材质制成。毫无疑问，不折不扣的精密度绝对是成功的关键。

刀片的生产制作过程是一种艺术。山特维克可乐满的基默工厂是两座制造产品基体粉末的工厂之一。这种粉末被送到其它生产工厂或用于内部生产。

刀片的生产制作步骤

典型的刀片由80％碳化钨和金属基体制成，金属基体的作用是将坚硬的硬质合金粉末粘接在一起，其中钴最常见。生产刀片的过程非常复杂，需要花两天以上的时间才能完成，会遇到大量的挑战。除了绝对精密和可靠外，清洁度是一个先决条件。整个过程必须做好质量保证，容不得丝毫的马虎。

第一步是保证每种具体粉末的成分配比恰到好处。钨是一种有限的原材料，来源于山特维克位于奥地利的矿山或再生刀片。钴、钛及其它所有成分来自经过精心挑选的供应商，他们可以保证质量一致，从而不会影响成品的质量。尽管如此，为了安全，每个批次都要在实验室进行一丝不苟的测试。然后主要成分自动分配到沿称重线不同站点的容器中。对于某些刀片，需要手动添加少量特殊成分。经过所有不同站点后，满箱的重量将达数百千克。

下一步是研磨，将容器内的成分与乙醇、水和有机化合物混合，并将它们研磨至所需的粒度：通常直径为0.1～5微米。此过程耗时8～55小时，具体取决于成品的配方。合成物是一种灰色的浆料，其稠度与酸奶饮料差不多。然后将浆料泵入喷雾干燥器中，喷雾干燥器用热氮气蒸发乙醇和水的混合物。

当粉末干燥时，它由直径约100微米的球形颗粒组成。样品被送到实验室进行质量检查。然后，将现成的粉剂填充到较小的桶中，并使用压制机加工，由其中有机化合物充当粘接剂，在压制后将粉末粘接在一起。特定刀片的模具就位后，模具内腔就会充满粉末，机床在制造单个刀片时，可施加50吨的压力。即使整个过程的自动化很高，每张刀片仍会被称重，然后操作人员以一定的时间间隔进行外观控制，以确保最高的质量和精度。在此阶段，刀片仍然非常脆弱，所以下一步就是进入烧结炉。

烧结

烧结炉一次可烧结数千片刀片。刀片被加热到大约1,500℃，其中工艺过程耗时约13小时，并使压制的粉末熔化成硬质合金，这种合金是一种极其坚硬的材质。然而，这个过程会导致严重的收缩：烧结刀片的尺寸只有压制件尺寸的一半左右。在再次送往实验室进行质量检查后，将刀片的顶部和底部磨削至正确的厚度。因为硬质合金非常坚硬，要使用含有1.5亿颗工业金刚石小颗粒的砂轮，才能将其磨至正确厚度。通常情况下，刀片还要再次打磨，以达到其精确的槽型和尺寸。

这是制造过程中的关键一步，使用6轴磨床，可确保非常严格的公差，以至于在基默工厂一直流传着这样一则笑话：“如果你打个喷嚏，公差马上就会发生变化”。

刀片打磨好后，马上清洁并涂层。为了避免任何油脂或灰尘，拿取刀片时必须戴好手套。刀片涂层有化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）两种不同的涂覆方式。在典型的CVD中，刀片基体接触一种或多种挥发性涂覆气体，涂覆气体在刀片基体表面上反应，以生成所需的沉积物。物理气相沉积工艺在低压炉中进行，将刀片放置在旋转式传送带上并进行涂覆，使刀片变得更加坚硬、更加强韧，甚至更加耐磨。

完成此工步后，刀片随时可包装和运输，但装运前还要进行一次彻底的质量检查。即使在整个过程中经过多次检验，但还是要用肉眼进行手动检查。另外，还要与蓝图和批次订单进行比较，用激光打上正确的材质标记。

刀片回收再利用工艺

但是，这仅仅是刀片的开端。与此过程中使用的其他原材料一样，钨也是一种有限的资源，回收再利用是至关重要的。刀片的使用寿命期间，实际上刀片只有很少的一部分被磨损，大部分材料可再利用。回收有价值的天然资源的方式有多种，其选择取决于所使用的刀片组成成分：通过锌工艺的直接再循环，废旧硬质合金通过化学手段和/或物理手段分离成粉末而不改变其实际组成成分，最大限度地降低能耗和减少化学废弃物;通过间接的化学回收，所有材料都溶解成原子组分，通过提纯、萃取和结晶工艺后，得到初制品，然后进行热粉末冶金工艺。

在其它工步中，保护环境的可持续解决方案也已到位：例如，烧结炉排出的多余热量被回收后，用于大楼冬季制热或夏季制冷。此外，我们还回收打磨过程中收集的多余硬质合金以及用作切削液的油。

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