0 引言

塑性成形是指在外力作用下，使金屬產(chǎn)生塑性變形而獲得所需要的形狀尺寸和組織性能的加工技術(shù)。相對(duì)于金屬鑄造、焊接、切削等加工方法，塑性成形的材料利用率高、成形的產(chǎn)品尺寸精度高、表面質(zhì)量好，適用于大批量自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，并且能在加工過(guò)程中改善金屬的組織和性能，是金屬加工中不可替代的方法。據(jù)調(diào)研，90%以上的鋼材和70%以上的有色金屬需要經(jīng)過(guò)塑性成形加工成各種原材料，再由模具進(jìn)一步制備成所需的零件，這些零件廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、航空航天、國(guó)防軍工、民用五金和家用電器等領(lǐng)域。

在塑性成形加工過(guò)程中，塑性成形模具的精度影響產(chǎn)品精度，其使用壽命和質(zhì)量關(guān)系生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，改善塑性成形模具的性能、延長(zhǎng)其使用壽命、控制其制造成本，一直是相關(guān)企業(yè)和研究工作者關(guān)注的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，而塑性成形模具材料的選擇和研發(fā)是這個(gè)過(guò)程中重要的一環(huán)。

目前常用于制備塑性成形模具的材料主要有碳素鋼、合金工模具鋼、高碳高鉻工模具鋼、高速鋼等

。不過(guò)隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量要求的提高，這些材料的力學(xué)和物理性能不能滿(mǎn)足某些服役條件苛刻的加工制造業(yè)對(duì)模具使用壽命和精度的需求，因此各種新型模具材料不斷涌現(xiàn)，其中硬質(zhì)合金是新型模具材料中一種性能優(yōu)異的高端復(fù)合材料。

現(xiàn)階段的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)是人、錢(qián)、物、信息、時(shí)間的綜合競(jìng)爭(zhēng)，尤其以時(shí)間為競(jìng)爭(zhēng)的核心。豐田公司很早就意識(shí)到了這點(diǎn)，并將時(shí)間要素統(tǒng)籌考慮進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)中。在豐田公司，生產(chǎn)時(shí)間的范圍相對(duì)較寬，從取得材料到制成產(chǎn)品，再到獲得現(xiàn)金收益，不僅包括加工產(chǎn)品的時(shí)間，而且包括產(chǎn)品停滯的時(shí)間，如產(chǎn)品在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的停頓以及庫(kù)存時(shí)間。

硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物（如碳化鎢、碳化鈦等）和粘結(jié)相（如鈷、鐵等）通過(guò)粉末冶金工藝加工而成的一種復(fù)合材料，擁有高硬度、高強(qiáng)度、高紅硬性、耐磨、耐腐蝕等優(yōu)異性能，能滿(mǎn)足部分高端塑性成形模具的材料需求，因此硬質(zhì)合金在模具制造行業(yè)擁有廣闊的適用范圍和發(fā)展前景。不過(guò)，鑒于硬質(zhì)合金在模具制備中的應(yīng)用情況論述較少，以下將介紹硬質(zhì)合金在塑性成形模具中應(yīng)用的種類(lèi)、牌號(hào)和選取原則，并闡述硬質(zhì)合金模具的制備、加工方法。

1 硬質(zhì)合金在塑性成形模具中的應(yīng)用

表1所示是幾種常用牌號(hào)的硬質(zhì)合金和傳統(tǒng)模具鋼的性能參數(shù)

，表1中參數(shù)是某種特定工藝下的參數(shù)，在具體使用中還要根據(jù)制備工藝及后續(xù)處理確定其性能是否滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。不過(guò)從表1中可看出硬質(zhì)合金的硬度高于模具鋼，而沖擊韌性較差，并且隨Co含量降低的規(guī)律更加顯著。

除鈷基硬質(zhì)合金外，鋼結(jié)硬質(zhì)合金也得到了一定的應(yīng)用。鋼結(jié)硬質(zhì)合金使用鋼代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鈷作為粘結(jié)相，使用難熔金屬碳化物作為硬質(zhì)相。因此，除具有良好的硬度和耐磨性，鋼結(jié)硬質(zhì)合金還繼承了鋼基體的可加工性和可熱處理性，是介于傳統(tǒng)硬質(zhì)合金和工模具鋼之間的新型工模具材料。國(guó)內(nèi)鋼結(jié)硬質(zhì)合金主要分為WC 型和TiC 型，其中WC 型鋼結(jié)硬質(zhì)合金的研究和發(fā)展相對(duì)比較全面，而TiC 型鋼結(jié)硬質(zhì)合金起步較晚，與國(guó)際水平有較大差距

。

現(xiàn)階段模具中最常用的硬質(zhì)合金是鈷基硬質(zhì)合金，其國(guó)標(biāo)牌號(hào)有鎢鈷類(lèi)、鎢鈦鈷類(lèi)、鎢鈦鉭（鈮）類(lèi)等。其中鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金是使用最廣泛、商業(yè)化最成熟的硬質(zhì)合金，其主要成分為碳化鎢（WC）和鈷（Co），牌號(hào)用代號(hào)YG 后加鈷含量的百分值表示；鎢鈦鈷類(lèi)硬質(zhì)合金則是在鎢鈷類(lèi)基礎(chǔ)上加入碳化鈦（TiC），其硬度較鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金更高，不過(guò)韌性也更差

，其牌號(hào)用代號(hào)YT 后加碳化鈦含量的百分值表示；鎢鈦鉭（鈮）類(lèi)硬質(zhì)合金又稱(chēng)為萬(wàn)能硬質(zhì)合金，其硬度、強(qiáng)度都高于其他硬質(zhì)合金

，不過(guò)成分除WC、TiC、Co 外還要加入碳化鉭（TaC）或碳化鈮（NbC）等稀土元素碳化物，因此價(jià)格昂貴，適用場(chǎng)合較少，其牌號(hào)用代號(hào)YW后加序號(hào)表示。

預(yù)警發(fā)布模塊主要實(shí)現(xiàn)預(yù)警消息的發(fā)布及推送，由預(yù)警發(fā)布服務(wù)端、預(yù)警接收客戶(hù)端、配置文件以及日志文件所組成。

除性能差別外，相對(duì)于模具鋼，硬質(zhì)合金制備生產(chǎn)難度較大、零部件單價(jià)成本較高。1 副硬質(zhì)合金模具的平均制造費(fèi)用約為普通鋼制模具的2～4倍，因此若在小批量、形狀簡(jiǎn)單、負(fù)荷較輕的模具中使用會(huì)導(dǎo)致成形零件的生產(chǎn)成本過(guò)高，但硬質(zhì)合金模具的使用壽命能達(dá)到普通鋼制模具的20～40 倍，傳統(tǒng)模具鋼的5～10倍，單次刃磨壽命是普通鋼制模具的10～30 倍，可有效減少修模次數(shù)，提高生產(chǎn)效率，因此在生產(chǎn)批量大、成形精度要求高的零件時(shí)使用硬質(zhì)合金制作的模具，反而能夠降低單個(gè)成形零件的平均加工成本。在塑性成形模具中，沖模和擠壓模常用來(lái)進(jìn)行連續(xù)大批量的生產(chǎn)，并且對(duì)模具零件硬度要求較高，因此以下主要介紹這2 種模具中硬質(zhì)合金的應(yīng)用情況和性能優(yōu)勢(shì)。

圖2 所示是1 副硬質(zhì)合金擠壓模的凸模、凸凹模、凹模鑲件和預(yù)應(yīng)力圈四部分，其中凸模和凸凹模徑向尺寸小，整體采用硬質(zhì)合金制備，而擠壓模的凹模采用硬質(zhì)合金鑲件和合金鋼預(yù)應(yīng)力圈鑲嵌的方式，這種方法在許多模具設(shè)計(jì)中都有使用

。使用預(yù)應(yīng)力圈可以分擔(dān)硬質(zhì)合金鑲件所承受的拉應(yīng)力，彌補(bǔ)硬質(zhì)合金抗拉強(qiáng)度低

、韌性差的不足，提高模具的整體強(qiáng)度，還能降低模具制造成本。另外在實(shí)際生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn)，硬質(zhì)合金的熱膨脹系數(shù)低，不會(huì)由于冷擠壓過(guò)程中的冷熱交變及預(yù)應(yīng)力圈而頻繁產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，使鑲件與預(yù)應(yīng)力圈之間配合更默契。

1.1 硬質(zhì)合金在沖模中的應(yīng)用

沖壓是靠壓力機(jī)與模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等坯料施加外力，使之分離或產(chǎn)生塑性變形，以獲得所需形狀和尺寸的零件的加工方法。沖壓加工以其所生產(chǎn)零件的高復(fù)雜程度、高重復(fù)精度和其高生產(chǎn)效率廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。

沖模中諸如級(jí)進(jìn)模、高速?zèng)_模等用于大批量生產(chǎn)的模具在生產(chǎn)中承受長(zhǎng)期高頻率的沖擊力、剪切力和摩擦力的作用，因此為保證所生產(chǎn)零件的尺寸和形狀精度以及模具的使用壽命，需要使用高硬度、高強(qiáng)度以及具有良好抗疲勞性和抗粘咬性的材料制備此類(lèi)模具

，硬質(zhì)合金是很適用的材料之一。沖壓加工根據(jù)加工特點(diǎn)可分為分離工序和成形工序，分離工序中模具負(fù)責(zé)使坯料割裂產(chǎn)生分離，成形工序中模具則使坯料產(chǎn)生塑性變形而具有一定形狀與尺寸，2 種模具的力學(xué)作用和工作環(huán)境不同，因此選擇材料原則不同。

1.1.1 硬質(zhì)合金在分離工序模具中的應(yīng)用

在分離工序中所用的模具稱(chēng)為沖裁模。沖裁模對(duì)凸、凹模的硬度要求較高，尤其是精密沖裁，原因在于沖裁模制備的零件要求斷面整齊，盡可能減少毛刺和變形，因此要求沖裁模的凸、凹模配合間隙小，若模具材料硬度低，則沖裁過(guò)程中在較大的局部應(yīng)力作用下，凸、凹模的刃口處易產(chǎn)生變形而撞模導(dǎo)致模具報(bào)廢，或刃口磨損嚴(yán)重而縮短模具使用壽命，需要頻繁修模導(dǎo)致生產(chǎn)效率低。因此，使用高硬度和高耐磨性的材料（如硬質(zhì)合金）制備沖裁模，能延長(zhǎng)模具的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，硬質(zhì)合金沖裁模的使用壽命是模具鋼制沖裁模的20～50 倍，單次刃磨壽命可達(dá)上百萬(wàn)沖次

。

1.2.1 硬質(zhì)合金在冷擠壓模中的應(yīng)用

另外，在進(jìn)行硬質(zhì)合金沖裁模工藝設(shè)計(jì)時(shí)要注意：硬質(zhì)合金因受力產(chǎn)生的變形小、遲滯較低，只有鋼的1/18～1/20，且疲勞強(qiáng)度較高，因此可以適當(dāng)提高硬質(zhì)合金沖裁模的沖裁效率。硬質(zhì)合金對(duì)應(yīng)力的敏感性較高，在分離工序中，并不適用于制備切邊模，在形狀復(fù)雜的落料模和沖孔模中使用時(shí)，也要適當(dāng)選擇鈷含量較高、韌性較高的硬質(zhì)合金以避免崩刃而提前失效

。在不同工況的沖模中推薦使用的硬質(zhì)合金牌號(hào)

如表2所示，如簡(jiǎn)單輪廓的沖孔?；蚝行渭淞夏２捎肶G15、YG11分別制備凸、凹模，同樣材料和厚度的復(fù)雜輪廓的落料模中則應(yīng)使用鈷含量高一些的硬質(zhì)合金，如YG20、YG15。

1.1.2 硬質(zhì)合金在成形工序模具中的應(yīng)用

構(gòu)建隨機(jī)學(xué)習(xí)博弈(Stochastic Learning Game,SLG)，擴(kuò)展純策略博弈Γ={V,A,In,un}為混合策略博弈?！?{V,P,In,un}，其中P=(p1,p2,…,pN)為系統(tǒng)混合策略選擇概率規(guī)劃，cM,1qL}包含M×L元素，其中表示用戶(hù)n選擇策略行為an=(c,q)概率，且滿(mǎn)足及和分別為用戶(hù)n選擇信道c和使用功率等級(jí)q的概率，博弈過(guò)程中用戶(hù)依概率進(jìn)行策略選擇，直至算法收斂，偽代碼如算法1所示.

與分離工序相比，成形工序加工的零件要求其形狀尺寸在允許公差內(nèi)，表面粗糙度低，因此為保證成形效率和模具的使用壽命，除對(duì)模具材料的力學(xué)性能有要求外，還對(duì)其物理性能提出一定要求。

成形工序的模具根據(jù)加工零件的形狀特征可分為拉深模、彎曲模、翻邊模等。拉深模和翻邊模要求成形零件與模具零件的摩擦小，以降低能耗和保證成形過(guò)程的順利進(jìn)行。硬質(zhì)合金的拋光性?xún)?yōu)良、摩擦系數(shù)較低和金屬的粘附性低，能有效降低模具零件與成形零件之間的摩擦。因此，使用硬質(zhì)合金作為拉深模和彎曲模材料時(shí)，能夠減少30%左右的能量消耗

，并延長(zhǎng)模具的使用壽命。經(jīng)試驗(yàn)，在拉深不銹鋼金屬時(shí)，使用Cr12 合金工模具鋼作為拉深模材料時(shí)，平均每生產(chǎn)200 件零件必須拋光一次，否則易產(chǎn)生黏著而使零件報(bào)廢，而使用YG6 硬質(zhì)合金則平均生產(chǎn)600 件修一次模即可，若是在YG6 中添加六方BN 制備成自潤(rùn)滑硬質(zhì)合金，減小Co 相磨損，則一次修模可平均生產(chǎn)1 600 件零件

。相比于拉深模和翻邊模，彎曲模則要求模具材料硬度高、彈性模量高、不易因受力變形，以保證加工零件的形狀精度，硬質(zhì)合金也具有這些特點(diǎn)

。

溫?cái)D壓坯料溫度在200～800 ℃，熱擠壓坯料溫度在500～1 100 ℃，這2種擠壓模在與坯料接觸時(shí)快速升溫，與零件分離時(shí)又快速冷卻的過(guò)程中，承受高溫、冷熱交變和溫度不均的影響，因此要求材料有較好的熱穩(wěn)定性，即高紅硬性、良好的高溫組織穩(wěn)定性以及高溫抗氧化性。而硬質(zhì)合金能滿(mǎn)足上述要求，硬質(zhì)合金在800 ℃以下時(shí)其物理性能，如抗氧化性、抗腐蝕性幾乎不隨溫度改變，力學(xué)性能略有下降，但也高于傳統(tǒng)高溫模具鋼

。因此，在溫?cái)D壓模和熱擠壓模中使用硬質(zhì)合金能夠從一定程度上解決溫、熱擠壓模使用壽命短的情況。據(jù)調(diào)研，氣門(mén)頂桿熱擠壓模采用W18Cr4V 高速鋼的使用壽命僅500 件左右，而采用GW1 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的使用壽命可達(dá)1 000 件以上，采用美國(guó)D43 的壽命可達(dá)4 000件以上

；采用RW40鋼結(jié)硬質(zhì)合金，經(jīng)熱處理后再進(jìn)行滲硼處理能使使用壽命相對(duì)于傳統(tǒng)模具鋼提高10～15 倍

；使用DT 系列鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)鍛造和熱處理后代替熔煉鋼作為模具材料的擠壓鋼球，可將模具使用壽命提高近20倍

。

另外由于硬質(zhì)合金的熱膨脹系數(shù)較小，有利于提高生產(chǎn)零件的尺寸和形狀精度，但由于鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金對(duì)于應(yīng)力集中比較敏感，并不適合擠壓形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，而在各種標(biāo)準(zhǔn)件，簡(jiǎn)單形狀型材等產(chǎn)品制備中使用較多，如在鋁管型材溫?cái)D壓模中常用的硬質(zhì)合金為鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金，YG8 可以用在圓鋁管擠壓模中，工作溫度在500 ℃左右，其使用壽命內(nèi)可加工11 000～23 000 kg 鋁管

；YG15、YG20 常用在擠壓平行流鋁扁管的硬質(zhì)合金鑲嵌擠壓模

。

1.2 硬質(zhì)合金在擠壓模中的應(yīng)用

擠壓成形是指對(duì)坯料加壓，使之產(chǎn)生塑性流動(dòng)，獲得相應(yīng)模具的型孔或凸、凹模形狀零件的一種壓力加工方法。這種加工方法材料利用率高，能改善材料的組織和力學(xué)性能，操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高，可用來(lái)制作長(zhǎng)桿、管材、深孔、薄壁、異形斷面零件，是重要的少、無(wú)切削加工工藝。

相對(duì)于沖壓成形，擠壓成形中坯料和模具零件之間作用時(shí)間更長(zhǎng)，程度更加劇烈，因此對(duì)模具材料要求更高。擠壓模中凸模受沖擊力較大，要求凸模不易脆性折斷與變形，即要求凸模材料抗沖擊韌性、抗壓強(qiáng)度較高，而凹模需長(zhǎng)時(shí)間承受劇烈摩擦力作用，因此要求凹模的耐磨性極佳，即要求凹模材料硬度較高、拋光性和潤(rùn)滑性較好等。除上述要求外，不同場(chǎng)景下還有其特殊的需求，因此可將擠壓加工按坯料溫度分為三類(lèi)：坯料為常溫的稱(chēng)為冷擠壓；坯料處于再結(jié)晶溫度以上的稱(chēng)為熱擠壓；溫度在二者之間的稱(chēng)為溫?cái)D壓。

滿(mǎn)載工況時(shí)，在驅(qū)動(dòng)裝置以?xún)?nèi)膠帶最大動(dòng)張力為3 kN(忽略?xún)沈?qū)動(dòng)滾筒中間的膠帶、托輥和改向滾筒的質(zhì)量)，在驅(qū)動(dòng)裝置以外膠帶最大動(dòng)張力為6.14 kN?？蛰d工況時(shí)，機(jī)頭膠帶最大動(dòng)張力為16.4 kN，機(jī)尾膠帶最大動(dòng)張力為10.3 kN。

除硬度要求外，沖裁模中凸、凹模在工作時(shí)還要承受強(qiáng)烈的剪切力、摩擦力和一定的沖擊力，因此對(duì)材料的抗壓強(qiáng)度和抗沖擊韌性也有一定的要求。而硬質(zhì)合金的抗沖擊韌性較差，為防止硬質(zhì)合金沖裁模過(guò)早失效，沖裁模一般根據(jù)沖擊韌性的需求選擇合適牌號(hào)的硬質(zhì)合金。在沖裁加工中，通常根據(jù)板厚將坯料分為薄板和厚板（由于不同坯料材質(zhì)的強(qiáng)度不同，區(qū)分薄、厚板的臨界尺寸也不同，常用的標(biāo)準(zhǔn)：在沖壓鋼板時(shí)，將厚度<4 mm的鋼板稱(chēng)之為薄板，其余為厚板），薄板沖裁中板材以剪切斷裂為主，模具主要受軸向應(yīng)力作用，模具所受沖擊力較小，因此可以選用低鈷、細(xì)晶粒度的的硬質(zhì)合金，這樣凸、凹模硬度更高，耐磨性更好，模具使用壽命更長(zhǎng)。常用牌號(hào)有：YG8、YG8X（X 表示細(xì)晶粒）、YG11 等。而在厚板沖裁中，由于板厚增加，凸、凹模間隙增加，沖裁過(guò)程中板材會(huì)產(chǎn)生較大撕裂帶，凸、凹模刃口處會(huì)受到較大徑向應(yīng)力，板厚增加也會(huì)致使沖擊力增大，為避免模具產(chǎn)生裂紋提前失效，需選用韌性更好的高鈷含量、粗晶粒度的硬質(zhì)合金，如YG15、YG15C（C 表示粗晶粒）、YG18C、YG20、YG25等。

冷擠壓加工會(huì)使坯料在室溫下產(chǎn)生劇烈變形，使其產(chǎn)生加工硬化，提高最終零件的硬度和強(qiáng)度，且零件的表面質(zhì)量好，又能精確加工帶有異形截面、內(nèi)齒及盲孔等其他方式難以加工的形狀特征零件，因此適用范圍廣，常用來(lái)生產(chǎn)螺栓等各種緊固件、汽車(chē)零件等。

在冷擠壓模中，坯料在室溫下塑性較差，因此抵抗力較大，模具需承受較大的應(yīng)力作用。其中，凸模在擠壓過(guò)程中承受沖擊力和壓力，在回程時(shí)又轉(zhuǎn)變成軸向拉力，這種拉、壓應(yīng)力交變過(guò)程對(duì)模具的疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性提出更高要求；此外，凸模工作時(shí)還要承受不同程度的偏心負(fù)荷

，因而受到偏心應(yīng)力作用，再加上擠壓過(guò)程中的熱效應(yīng)以及模具零件與坯料的摩擦作用，使凸模工作時(shí)升溫，回程時(shí)又會(huì)降溫，因此凸模還承受頻繁的冷熱應(yīng)力作用

。綜上所述，要求凸模材料具備較好的沖擊韌性、抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗疲勞性能和熱穩(wěn)定性，因此冷擠壓凸模一般使用鈷含量高的鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金，如YG15、YG20、YG20C、YG25等。

和凸模相比，冷擠壓凹模所受的沖擊力較小，但是要承受劇烈的摩擦力和較大的徑向拉應(yīng)力作用。因此，應(yīng)該選擇硬度較高的硬質(zhì)合金，如鎢鈷類(lèi)的低鈷細(xì)晶粒的牌號(hào)，如YG8、YG10、YG15X 等，或選用硬度高于鎢鈷類(lèi)的鎢鈦鈷類(lèi)（YT）硬質(zhì)合金，如YT15等。不過(guò)這2種硬質(zhì)合金的韌性差，對(duì)應(yīng)力的敏感性高，因此并不適合成形復(fù)雜零件。在這類(lèi)情況中可以使用抗彎強(qiáng)度更高和韌性更好的鋼結(jié)硬質(zhì)合金，如在冷擠壓花鍵軸時(shí)，由于內(nèi)部會(huì)受到700 N/mm

的平均擠壓力，并且在齒鍵處應(yīng)力集中嚴(yán)重，使用傳統(tǒng)材料Cr12MoV 制作凹模模芯時(shí)會(huì)由于耐磨性不夠而磨損失效，平均壽命為5 000～10 000件，使用鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金制作凹模，其使用壽命小于設(shè)計(jì)要求，而采用GT35 鋼結(jié)硬質(zhì)合金熱處理后制作凹模模芯可將使用壽命延長(zhǎng)至50 000 件以上，可滿(mǎn)足生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求且具有較大的商業(yè)價(jià)值

。

從字面意思來(lái)看，所謂輕罪，無(wú)疑就是指較輕的犯罪；而重罪，則就是指較重的或嚴(yán)重的犯罪。但是，由于犯罪的輕重是一個(gè)包含價(jià)值判斷的問(wèn)題，每個(gè)人的認(rèn)識(shí)和感受并不完全相同，因此，對(duì)于輕罪與重罪的劃分標(biāo)準(zhǔn)，便會(huì)形成不同的見(jiàn)解。當(dāng)前，學(xué)界在輕罪與重罪的劃分標(biāo)準(zhǔn)上主要有下述三種觀點(diǎn)：

1.2.2 硬質(zhì)合金在溫?cái)D壓模和熱擠壓模中的應(yīng)用

與冷擠壓相比，在溫?cái)D壓和熱擠壓成形過(guò)程中，會(huì)對(duì)坯料進(jìn)行加熱以提高坯料塑性，減小坯料的變形抗力，能夠加工強(qiáng)度更高、尺寸更大的零件，或減少擠壓工步數(shù)來(lái)降低連續(xù)生產(chǎn)成本，減少加工時(shí)間，提高產(chǎn)量。溫?cái)D壓模和熱擠壓模的工作部件受力較小，不過(guò)由于溫度升高，會(huì)對(duì)材料性能產(chǎn)生影響，對(duì)模具材料也提出了新的要求。

·北方異族入侵，時(shí)任盟主謝星連發(fā)五枚白羽，召集群雄抵御外虜。經(jīng)此一役后，江湖盟中人半數(shù)犧牲，此事亦是江湖盟前期與后期的分界點(diǎn)。

成形模具制備中使用廣泛的硬質(zhì)合金為鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金，常用的國(guó)標(biāo)牌號(hào)有YG8、YG11、YG15、YG20、YG25、YG30 等。如表2 中推薦的牌號(hào)所示，在拉深模，尤其是深筒件拉深模中，由于模具零件與坯料間有較大摩擦，會(huì)選擇鈷含量低的牌號(hào)以擁有高硬度和高耐磨性，如可以選擇YG8 或YG11；而在彎曲模中，模具所受沖擊力較大，因此推薦選擇鈷含量較大的牌號(hào)以獲得較好的沖擊韌性，如YG11或YG15等。

選擇合適的牌號(hào)后，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，若模具尺寸太大，會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)合金整體模具的制備難度大、成本高，因此常使用硬質(zhì)合金制備模具零件鑲件，如圖1 所示。圖1（a）、（c）所示模具徑向尺寸較小，因此可以使用硬質(zhì)合金制作整體模具，而圖1（b）、（d）所示模具整體尺寸較大，因此使用硬質(zhì)合金制備模具工作部件或工作部件中性能要求較高的部分，可降低模具制造成本和加工難度。

武進(jìn)少體校文化教育保障機(jī)制的建立，較好地保障了運(yùn)動(dòng)員教育權(quán)利，較好地解決了學(xué)訓(xùn)矛盾，解決了其升學(xué)問(wèn)題，解除了運(yùn)動(dòng)員的后顧之憂。少體校在檢查教師教學(xué)效果、加強(qiáng)教師培訓(xùn)、教師教學(xué)成果獎(jiǎng)勵(lì)等方面，貫徹執(zhí)行政策、制度的力度較大，使教師能真正投入到運(yùn)動(dòng)員文化教育的事業(yè)。教練員在實(shí)際行動(dòng)上，也不再以向上級(jí)訓(xùn)練單位輸出運(yùn)動(dòng)員為首要目標(biāo)，重視與文化課教師的溝通交流，能深入了解運(yùn)動(dòng)員的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀。

2 硬質(zhì)合金制備及其加工方法

2.1 硬質(zhì)合金性能的影響因素及制備工藝

硬質(zhì)合金的制備主要采用粉末冶金工藝，在模具生產(chǎn)中主要是通過(guò)粉末燒結(jié)制備，現(xiàn)階段企業(yè)生產(chǎn)中使用最多的是脫蠟—燒結(jié)的一體化燒結(jié)工藝，是在真空或某種氣氛條件下使硬質(zhì)合金壓塊在高溫下依次進(jìn)行脫蠟和燒結(jié)的工藝，其優(yōu)點(diǎn)為燒結(jié)工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、成本較低，可批量生產(chǎn)較大坯料。另外，低壓燒結(jié)在實(shí)際生產(chǎn)中也逐漸被推廣，在硬質(zhì)合金致密化后通過(guò)氣體加壓并保溫的燒結(jié)工藝。硬質(zhì)合金經(jīng)過(guò)低壓燒結(jié)后能有效降低孔隙度，提高均勻性，尤其是針對(duì)超細(xì)晶硬質(zhì)合金

。除此外，還有一些處于工業(yè)化應(yīng)用研究階段的燒結(jié)技術(shù)，如放電等離子燒結(jié)（SPS）、微波燒結(jié)

等。這些工藝能夠制備特殊組織和性能更好的硬質(zhì)合金，不過(guò)設(shè)備費(fèi)用高昂，制備經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)并不豐富，且制備坯料較小，因此并未在企業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

通過(guò)深入研究對(duì)比典型鈾礦床(硅質(zhì)脈和隱爆角礫巖型)的地球物理特征，發(fā)現(xiàn)鈾礦床在地球物理場(chǎng)中的位置一般為強(qiáng)弱磁異常過(guò)渡地帶偏弱磁異常一側(cè)，電阻率斷面圖中多位于高低阻梯度變化帶或中低阻區(qū)，電阻率平面圖中多位于中低阻過(guò)渡帶偏低阻一側(cè)(圖8)。

硬質(zhì)合金燒結(jié)體的性能由其微觀組織決定，圖3 所示是不同晶粒尺寸的硬質(zhì)合金SEM 圖像

，圖4所示為硬度與晶粒尺寸的關(guān)系曲線

，硬質(zhì)合金中的硬質(zhì)相晶粒尺寸越大，則硬度越低、韌性越高，反之則硬度越高、韌性越低。目前，在模具制備中商業(yè)應(yīng)用廣泛的硬質(zhì)合金晶粒尺度包括細(xì)晶、中晶、粗晶以及超粗晶，根據(jù)對(duì)于耐磨性和沖擊韌性的不同要求選擇合適的晶粒尺度

。另外，當(dāng)硬質(zhì)合金的硬質(zhì)相晶粒度達(dá)到納米級(jí)別時(shí)，能夠得到硬度、韌性“雙高”的超高強(qiáng)度硬質(zhì)合金。除晶粒尺寸外，硬質(zhì)合金的不同組織結(jié)構(gòu)對(duì)性能也有影響，現(xiàn)在常見(jiàn)的梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金

和雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金具有特殊的性能，適合在特定領(lǐng)域應(yīng)用，如表面細(xì)晶粒、內(nèi)部晶粒較粗的硬質(zhì)合金適合制作拉深模凸模。

硬質(zhì)合金的微觀組織是由所使用粉末原料的元素成分及含量、制備工藝方法及參數(shù)決定。其中粉末原料可分為三大類(lèi)：硬質(zhì)相、粘結(jié)相以及添加物。

(6) 對(duì)合并心房顫動(dòng)需持續(xù)抗凝治療的直接PCI患者，建議應(yīng)用氯吡格雷600mg負(fù)荷量，以后75mg/d(Ⅱa,B)。

硬質(zhì)相常用的有WC、TiN、TiC、TaC 等，不過(guò)模具用硬質(zhì)合金中以WC 為主，其他物質(zhì)添加量一般小于10%，起到提高室溫硬度、高溫硬度和耐磨性等作用，不過(guò)也會(huì)帶來(lái)其他問(wèn)題，如TaC 會(huì)增加成本，TiC會(huì)降低熱導(dǎo)率等。

粘結(jié)相中與WC 結(jié)合強(qiáng)度最高、潤(rùn)濕性最好的是Co，不過(guò)由于國(guó)內(nèi)Co 稀少，研究替代元素如Fe、Ni 等作為粘結(jié)劑燒結(jié)硬質(zhì)合金也是目前的研究熱點(diǎn)。其中以Fe 做粘結(jié)劑的鋼結(jié)硬質(zhì)合金因其良好的加工性能與較好的力學(xué)參數(shù)而得到廣泛的研究與應(yīng)用。

添加物能夠?qū)τ操|(zhì)合金的性能起到重要影響，如XIANG Y G

、LIU X W

等 研究VC 和Cr3C2 等物質(zhì)作為添加物，能夠起到抑制晶粒長(zhǎng)大、改變界面結(jié)合強(qiáng)度等作用。

1.1.1網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的課程平臺(tái)．內(nèi)容包括教學(xué)課件、課程短視頻、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、設(shè)置課程作業(yè)、在線測(cè)試、思考題及答疑區(qū)等欄目．學(xué)生能夠利用個(gè)性化業(yè)余時(shí)間，使用平臺(tái)自主安排自學(xué)和在線測(cè)試，并通過(guò)在線答疑區(qū)里與教師和其他學(xué)生互動(dòng)、交流和消化知識(shí)點(diǎn)，思考課堂討論問(wèn)題．平臺(tái)自學(xué)和測(cè)試不宜設(shè)置過(guò)難的問(wèn)題，應(yīng)體現(xiàn)“面”的要素，以便學(xué)生能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成對(duì)基本知識(shí)的理解和掌握．

除上述元素種類(lèi)外，粉末原料的物理參數(shù)也會(huì)影響硬質(zhì)合金燒結(jié)體的組織及性能，如郭圣達(dá)等

研究不同的WC形態(tài)及不同WC與Co含量會(huì)影響燒結(jié)體的矯頑力以及顯微硬度和斷裂韌性等性能；趙世賢

、張洪

等發(fā)現(xiàn)WC 和Co 原始粉末粒徑以及二者的尺寸匹配關(guān)系會(huì)影響硬質(zhì)合金燒結(jié)體的晶粒度、組織均勻性以及致密化程度，最終影響其力學(xué)性能。

因此，除關(guān)注硬質(zhì)合金的牌號(hào)和成分外，還要選擇合適的原料參數(shù)（原始顆粒尺寸、原始粒徑等）和燒結(jié)工藝參數(shù)（燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間等），才能獲得高性能、長(zhǎng)使用壽命的合格硬質(zhì)合金模具材料。

2.2 硬質(zhì)合金的加工方法

粉末燒結(jié)制備的硬質(zhì)合金尺寸精度較低、表面質(zhì)量差，因此還需要后續(xù)加工以得到合格零件。鋼結(jié)硬質(zhì)合金在退火態(tài)硬度較低，約25～50 HRC，加工性等級(jí)可達(dá)到5 級(jí)以下，可以使用加工傳統(tǒng)模具鋼的機(jī)械加工方法，如車(chē)、銑、刨、鉆、磨等，并選擇合適的硬質(zhì)相晶粒度，經(jīng)過(guò)熱處理后，鋼結(jié)硬質(zhì)合金還可具有較好的可鍛性和可焊接性。

除鋼結(jié)硬質(zhì)合金外，鎢鈷類(lèi)、鎢鈷鈦類(lèi)硬質(zhì)合金沒(méi)有低硬度態(tài)，其加工性等級(jí)在8級(jí)以上，屬于難切削材料，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法加工時(shí)會(huì)使刀具磨損嚴(yán)重，容易出現(xiàn)加工表面的殘余應(yīng)力高和加工燒傷等問(wèn)題

，圖5 所示某硬質(zhì)合金凸模在機(jī)械加工過(guò)程中接刀處存在應(yīng)力集中，導(dǎo)致在工作時(shí)提前失效。圖6（a）所示是機(jī)械磨削過(guò)程中硬質(zhì)合金圓環(huán)零件過(guò)熱，使鈷相熔化產(chǎn)生裂紋導(dǎo)致零件斷裂的案例，圖6（b）所示箭頭處是熔化發(fā)生的位置。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中常使用電火花加工、電解磨削加工等工藝替代傳統(tǒng)機(jī)械加工對(duì)硬質(zhì)合金進(jìn)行的精加工。

電火花加工是超硬材料常用的一種加工方式，通過(guò)電極與工件之間脈沖放電產(chǎn)生瞬間高溫將材料蝕除。而且硬質(zhì)合金中Co 相的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)小于WC 的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，因此，當(dāng)遇到瞬時(shí)放電高溫時(shí)，硬質(zhì)合金的加工方式表現(xiàn)為Co相熔化和氣化，使基體內(nèi)的WC 晶粒脫落并被工作液沖刷帶走，因此加工硬質(zhì)合金高效

。常用的電火花加工方式有電火花線切割和電火花成形，分別能夠?qū)崿F(xiàn)金屬的高精度切割分離和表面形狀的加工，經(jīng)過(guò)這2 種加工方式制備的硬質(zhì)合金零件可用于級(jí)進(jìn)模、精密鑲件等制作

。不過(guò)電火花加工也存在一系列問(wèn)題，如硬質(zhì)合金中的鈷相在酸性條件下易腐蝕，因此要控制線切割中冷卻液的pH 值，電火花加工后的表面易產(chǎn)生CoO 和WO

等氧化物，線切割后會(huì)出現(xiàn)熔化凝固層等

。

男性一般不喜歡啰嗦，因此，從形式上看，這則廣告語(yǔ)簡(jiǎn)單利索，直接用語(yǔ)言信息明示了其目標(biāo)對(duì)象——男性受眾。Burberry在1992年上市第一款香水，根據(jù)受眾的百科信息，用很少的認(rèn)知努力就能明白該則廣告的傳言意圖：這是一款男性香水。這則廣告具有很強(qiáng)的交際效果。

民國(guó)時(shí)期，上到政府官員，下到黎民百姓，崇尚社會(huì)本位法律，厭惡個(gè)人本位法律，已經(jīng)成為了一種社會(huì)趨勢(shì)和人們內(nèi)心的固有想法。大部分的學(xué)者認(rèn)為，社會(huì)本位法律更具道德性和正當(dāng)性，所以，應(yīng)該拋棄個(gè)人本位法律，從信念和法理上，學(xué)者更愿意將社會(huì)本位作為中國(guó)現(xiàn)代法律體系的中心。正如胡漢民所言，民國(guó)的立法宗旨在于通過(guò)社會(huì)本位來(lái)影響中國(guó)法律思想的發(fā)展，甚至試圖以此來(lái)改造整個(gè)社會(huì)。就此分析，中國(guó)法律之所以采用了社會(huì)本位，從邏輯推理上并未獲得正當(dāng)性證明，只是從人們的信念上獲得一種支持和認(rèn)同。不過(guò)，問(wèn)題就來(lái)了，信念只是人民內(nèi)心的一種選擇和堅(jiān)守而已，民國(guó)時(shí)期大部分的學(xué)者都愿意尊崇社會(huì)本位，拋棄個(gè)人本位，這又是為何呢？

如果對(duì)于硬質(zhì)合金零件的表面粗糙度和尺寸精度要求高，可以用電解磨削加工（ECG）替代傳統(tǒng)機(jī)械磨削加工

。電解磨削加工是一種將電化學(xué)加工與機(jī)械加工結(jié)合的新型加工方法，利用電化學(xué)作用對(duì)加工表面進(jìn)行腐蝕的同時(shí)，依靠機(jī)械磨削去除腐蝕產(chǎn)物，通過(guò)腐蝕與磨削反復(fù)作用實(shí)現(xiàn)材料的去除。該加工方法集合了電解加工和機(jī)械磨削的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)難加工材料的高效率、高精度磨削加工

。

3 結(jié)束語(yǔ)

硬質(zhì)合金的高硬度、高疲勞強(qiáng)度和高耐磨性能保證其模具的使用壽命；其高紅硬性、低線膨脹系數(shù)、良好的耐氧化性能夠保證硬質(zhì)合金模具在冷熱交變和高溫狀況下的尺寸精度和性能的穩(wěn)定性；硬質(zhì)合金不需要熱處理，不存在尺寸、硬度時(shí)效等變化問(wèn)題。因此，硬質(zhì)合金適用于制備沖模、擠壓模等塑性成形模具，其中拉深模、擠壓凹模等對(duì)材料耐磨性要求高，一般使用低鈷的鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金；而沖裁模、彎曲模、擠壓凸模等對(duì)材料韌性要求較高時(shí)，一般使用高鈷類(lèi)硬質(zhì)合金或鋼結(jié)硬質(zhì)合金。目前國(guó)內(nèi)商業(yè)化程度較高、在模具中使用較多的是鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金，其次是鋼結(jié)硬質(zhì)合金和鎢鈷鈦類(lèi)硬質(zhì)合金，常用的牌號(hào)有國(guó)標(biāo)YG系列、YT系列以及各硬質(zhì)合金公司的改進(jìn)牌號(hào)如YMR10（YG20C基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)）硬質(zhì)合金，瑞典山特維克YL50硬質(zhì)合金

、春寶森拉天時(shí)集團(tuán)的KG 系列、株洲三鑫硬質(zhì)合金生產(chǎn)有限公司的SXGF 系列、湖南博云東方粉末冶金有限公司MD系列等。

國(guó)內(nèi)硬質(zhì)合金的產(chǎn)量一直處于上升狀態(tài)，不過(guò)用于模具制備的硬質(zhì)合金不足總產(chǎn)量的10%，說(shuō)明現(xiàn)階段硬質(zhì)合金在模具中應(yīng)用還存在一系列問(wèn)題，如硬質(zhì)合金模具的成本較高，因此只適用于大批量、高精度的高端模具；受硬質(zhì)合金制備工藝的限制，硬質(zhì)合金坯料的尺寸比較小，目前一般生產(chǎn)中其徑向尺寸小于100 mm，因此也限制了硬質(zhì)合金模具的尺寸；硬質(zhì)合金的加工難度大，即使是使用先進(jìn)的加工方法也存在一些問(wèn)題。

因此，為了推廣硬質(zhì)合金在模具制備中的應(yīng)用，以下研究方向還有廣闊的研究空間和重要的研究?jī)r(jià)值：對(duì)于能夠高效率、大批量制備大尺寸硬質(zhì)合金坯料的燒結(jié)工藝研發(fā)；對(duì)于綜合性能高、適用于模具制備的硬質(zhì)合金牌號(hào)的研發(fā)；對(duì)于硬質(zhì)合金在不同種類(lèi)、不同條件的模具中的應(yīng)用研究及模具的設(shè)計(jì)工藝；對(duì)于高效率、高精度加工硬質(zhì)合金的方法研發(fā)等。

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