金屬鉬及其合金因為在高溫下具有良好的導電性、與玻璃和陶瓷有良好的結合性、較高的強度和低的蒸汽壓，在870℃以上仍有良好的抗蠕變性能，所以常用于制造電子管、氣體管和電光源的電極、引出桿、調諧桿等各種耐高溫零部件，但是金屬鉬在常溫狀態(tài)時硬而脆，切削加工性能較差。本文結合實際零件加工時刀具的材料、角度、切削用量的選擇和對金屬鉬熱處理方式的選擇，詳細分析了用金屬鉬加工磁控管調諧桿螺紋時為保證產品質量所采取的工藝措施，為金屬鉬的常溫切削加工提供了有效的方法。

　　金屬鉬在化學元素周期表中排在第42位，屬于ⅥB族過渡元素，鉬是一種堅硬的銀色金屬，來源于灰鉬礦(MoS2)，瑞典化學家卡爾.威爾海姆.席勒于1778年首次從灰鉬礦中分離出鉬。由于鉬在高溫下具有特殊的物理、機械性能，所以為了滿足電真空器件的特殊需要，常用它來加工一些零件。表1列出了金屬鉬的主要物理特性和機械性能。

表1　金屬鉬的主要物理特性和機械性能

　　從表中可以看出金屬鉬具有熔點高，彈性模量大，熱膨脹系數小等特點，鉬在高溫下還有較高的強度和低的蒸氣壓以及良好的導電性，在870℃以上仍有良好的抗蠕變性能，所以常用于制造電子管、氣體管和電光源的電極、引出桿、調諧桿等各種耐高溫零部件。金屬鉬是采用粉末冶金技術，經壓制、燒結、鍛壓和拉制等工藝制成棒、片狀或絲狀，經過切削加工還可以獲得各種形狀的零件。但是由于金屬鉬硬而脆，在常溫下切削加工性能較差，切削加工時易斷裂，對刀具磨損嚴重，如果不采取合理的工藝措施，很難生產出符合要求的零件。

1、問題的提出

　　我們需要的磁控管調諧螺桿零件結構如圖1所示，該零件是用直徑為Ф12mm、牌號為Mo1的鉬棒加工，零件的加工工步是：車外圓→切斷→平總長→車臺階外圓→切槽→螺紋加工，在這個零件中，螺紋的加工難度最大，是產生廢品的主要原因，廢品特征是螺紋掉渣爛牙造成螺紋牙型不完整，然而螺紋牙型的形狀、尺寸精度及表面粗造度會直接影響磁控管的裝配精度，影響磁控管的工作性能。

圖1　磁控管調諧螺桿零件結構

2、加工螺紋時掉渣爛牙的原因分析

　　在加工中發(fā)現該材料的密度較低，硬度很高，韌性差，導熱慢，使用普通高速鋼(W18Cr4V)或硬質合金(YG8，YG6，YW1)刀具加工非常困難。首先，切削時刀具前、后刀面及刀尖磨損很快，加注切削液、使用常態(tài)下不同切削用量多次試驗，均無法獲得滿意效果，一般外圓刀片加工不過4件就需更換;其次是零件在刀具稍有磨損時即出現掉渣缺陷;外圓及端面加工在精車刀保持鋒利情況下可基本滿足圖樣要求，在加工M6-6g螺紋時，用板牙套絲加工時扭矩大，不易夾緊，更嚴重的是由于材料的特殊性，螺紋會產生嚴重掉渣缺陷，使牙型不完整，使用板牙無法加工出合格的產品。在車床上使用螺紋車刀車削螺紋，刀具采用高速鋼(W18Cr4V)，使用低速(50r/min)加工，刀具很快達到磨損極限，切削效果非常不理想，采用硬質合金YG8，YG6，YW1等焊接刀具，使用900r/min以下各轉速試驗，效果也都不理想，螺紋加工掉渣爛牙始終無法避免。通過對上面的試驗，經分析認為造成螺紋掉渣爛牙、造成螺紋牙型不完整的因素有：

　　(1)鉬材料本身是粉末燒結而成，氣孔較多，材料本身不夠致密，晶粒粗大，在切削過程中，首先從組織疏松部位開始松動，出現了裂紋，從而造成了大片“脫離”即掉渣現象，宏觀表現就是螺紋牙型不完整。

　　(2)鉬材料的硬度高，在常溫下脆性大，易產生加工硬化，尤其是在加工螺紋時工件的邊緣極易發(fā)生崩、裂、掉等現象，從而影響加工質量。

　　(3)鉬的粘附性大，切削時易與刀具前、后刀面發(fā)生粘接;彈性模量大，吃刀抗力大，切削加工硬化傾向嚴重，使切削力增大，切削溫度升高，當吃刀抗力超過基體顆粒之間的結合強度時，被加工表面極易發(fā)生崩、裂、掉等現象。

　　針對用鉬材料加工螺紋造成掉渣爛牙的三種因素，我們認為通過對鉬進行熱處理來改變材料的金相組織，從而改善鉬材料的常溫切削加工性能是事半功倍的首選方法，再選用合適的刀具材料、刀具幾何角度、合理的切削用量和對切削過程施以冷卻潤滑，就可以改善鉬材料的加工狀況，比較容易地生產出合格的零件。為了驗證我們的想法，我們又進行了下面的試驗。

4、結論

　　試驗結果表明，我們前面對鉬材料特性進行的分析是正確的，所選擇的切削加工規(guī)范比較合理，采取的熱處理措施妥當。現在我們在用鉬材料加工零件時，為了得到較高的產品質量，提高刀具的耐用度和勞動生產率，都要先進行退火處理，然后再進行切削加工，較長時間的實踐結果也證實我們現在所采取工藝的正確性，這個工藝的使用，為工廠創(chuàng)造了效益。

5、建議

　　由于普通鉬材料相對疏松，脆硬，加工時除了需要結合熱處理，還應該經常磨刀，這時盡管加工出的螺紋外觀質量已經很好，但是因為普通鉬材料本身疏松、脆硬的特點，對即使沒有掉牙的螺紋，其在使用時的可靠性我們也有所懷疑，擔心加工后材料應力發(fā)生變化或有隱性裂紋的存在，在使用過程中發(fā)生螺紋失效。為此建議使用材料生產廠家經過高溫處理和工藝改性的鉬加工有細小結構的鉬零件，其機械加工特性大幅改良，成品率和可靠性有良好保證，綜合經濟效益也比用普通鉬更好一些。