铸造金属切削高耐磨工业刀具

摘要

一种铸造金属切削高耐磨工业刀具，由以下重量百分比的组分组成：碳化铌40-70％、碳化铬5-15％、氮化钛5-15％、氮化硼0.1-5％、碳粉1-10％、成型剂5-20％、氧化铝0.2-0.5％、煅烧高岭土0.2-0.4％、钨酸盐0.05-0.1％、重稀土0.1-0.6％、氧化锆0.1-0.3％；本发明制备的刀具，其硬度高、耐磨性好，其热稳定性、导热性、耐蚀性、抗氧化性以及高温硬度、高温强度等都有明显优势；其可在高温下连续快速切削，切削时摩擦力小，切割更锋利、切口更整齐、无毛刺，用于切削加工生产，能够极大地提高切削速度，进而提高生产效率；其不仅能够加工各种难以切削的材料，加工准确、产品精度高，且由于其制作材料安全环保，用于食品及药品切割更安全放心，有利于环保。

权利要求

1.一种铸造金属切削高耐磨工业刀具，其特征在，由以下重量百分比的组分制成：碳化铌40-70％、碳化铬5-15％、氮化钛5-15％、氮化硼0.1-5％、碳粉1-10％、成型剂5-20％、氧化铝0.2-0.5％、煅烧高岭土0.2-0.4％、钨酸盐0.05-0.1％、重稀土0.1-0.6％、氧化锆0.1-

0.3％；

所述的成型剂为硬质合金成型剂；

所述硬质合金成型剂为硬质合金成型剂SD-A；

上述刀具的制备工艺如下：

1)按组分中各原料的重量配比称取原料，把原料混合均匀制成坯料待用；

2)在坯料中加入酒精，按重量比计，坯料和酒精按1.2:2.1比例添加，并在研磨机中研磨6小时，将坯料与酒精彻底混合后制成混合料；

3)将混合料放入容器中沉淀2小时，把上面澄清的酒精提去；

4)把步骤3)中的混合料放入干燥柜干燥，把混合料中的剩余酒精挥发掉，使混合料成粉状料；

5)将粉状料过130目筛后加入成型剂进行混合，制成造型料；

6)将造型料放入模具压制成型，并在模型表面加入防粘涂料高钴后放入真空加压烧结炉，炉内抽真空，加热1.5小时，加热至700℃，把硬质合金成型剂燃烧抽出；

加热完成后保温20分钟，再加温至1200℃，时间控制在1.5-2小时，进入固项成型阶段，固项成型后保温15分钟，再加温至1470℃，时间控制在1小时，进入液项致密化阶段，液项致密化完成后再保温20分钟后进行自动降温至100℃以下，开炉取出产品，利用磨床精密加工成产品。

说明书

铸造金属切削高耐磨工业刀具

技术领域

[0001] 本发明涉及刀具技术领域，具体涉及一种铸造金属切削高耐磨工业刀具及其制备工艺。

背景技术

[0002] 随着人类生活水平的不断提高，对资源的需求也不断增长，而资源的作业成本以及在愈加困难的岩层中开辟所带来的新问题，带来了对刀具的抵抗破裂和疲劳断裂的强度、韧性和耐磨性等各方面越来越高的要求，由此，对具有高硬度又具有高强度的耐磨材料以及新部件、新刀具，适应极端条件下的刀具提出了更高的要求，传统的硬质合金由于强度和硬度高、耐磨性好、红硬性好、热膨胀系数小、弹性模量高以及化学稳定性好等一系列优良性能，其广泛应用于各种刀具上。

[0003] 切削加工是机械加工中最基本、最可靠的加工手段，而刀具的性能是影响切削加工效率、精度、表面质量等的决定性因素之一。刀具材料经历了碳素工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷及超硬材料等几个发展阶段。根据CIRP的资料，由于刀具材料的改进，加工时允许的切削速度几乎每隔10年即提高1倍。在现代化的加工过程中，提高加工效率的最有效方法仍然是采用高速切削加工技术。传统刀具因其局限性已无法胜任现代科技发展所需要的各种高强、高硬及高速工程材料的切削加工，而陶瓷刀具则以其优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性，在高速切削领域和切削难加工材料方面显示了传统刀具无法比拟的优势。

[0004] 目前国内市场上陶瓷刀具主要有两大类：氧化铝基和氮化硅基陶瓷刀具。与别的刀具材料相比，陶瓷刀具最显著的缺点就是断裂韧性不足，抗弯强度和抗热冲击性能较差，当切削温度发生显着变化时，容易产生裂纹。作为评价其抗破损能力的重要指标之一，陶瓷刀具需要通过适当手段提高其硬度、抗弯强度及断裂韧性，而在进行铣、刨、镗削及其他断续加工时，刀片材料的断裂韧性更为重要。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种强度好，制备方法简单易行的铸造金属切削高耐磨工业刀具。

[0006] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

[0007] 一种铸造金属切削高耐磨工业刀具，由以下重量百分比的组分组成，[0008]

[0009] 所述的成型剂为硬质合金成型剂。

[0010] 所述硬质合金成型剂为硬质合金成型剂SD-A。

[0011] 本发明的另一个目的是提供一种铸造金属切削高耐磨工业刀具的制备方法，步骤如下：

[0012] 1)按组分中各原料的重量配比称取原料，把原料混合均匀制成坯料待用；

[0013] 2)在坯料中加入酒精，按重量比计，坯料和酒精按1.2:2.1比例添加，并在研磨机中研磨6小时，将坯料与酒精彻底混合后制成混合料；

[0014] 3)将混合料放入容器中沉淀2小时，把上面澄清的酒精提去；

[0015] 4)把步骤3)中的混合料放入干燥柜干燥，把混合料中的剩余酒精挥发掉，使混合料成粉状料；

[0016] 5)将粉状料过130目筛后加入成型剂进行混合，制成造型料；

[0017] 6)将造型料放入模具压制成型，并在模型表面加入防粘涂料高钴后放入真空加压烧结炉，炉内抽真空，加热1.5小时，加热至700℃，把硬质合金成型剂燃烧抽出；

[0018] 7)加热完成后保温20分钟，再加温至1200℃，时间控制在1.5-2小时，进入固项成型阶段，固项成型后保温15分钟，再加温至1470℃，时间控制在1小时，进入液项致密化阶段，液项致密化完成后再保温20分钟后进行自动降温(需14小时)至100℃以下，开炉取出产品，利用磨床精密加工成产品。

[0019] 所述高钴的质量含量在15％以上。

[0020] 本发明的有益效果是：本发明制作工艺简单易实现，且其生产效率高，良品率高，有利于大规模机械化生产，制备的刀具，其硬度高、耐磨性好，其热稳定性、导热性、耐蚀性、抗氧化性以及高温硬度、高温强度等都有明显优势；其可在高温下连续快速切削，切削时摩擦力小，切割更锋利、切口更整齐、无毛刺，用于切削加工生产，能够极大地提高切削速度，进而提高生产效率。

具体实施方式

[0021] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

[0022] 实施例1

[0023] 一种铸造金属切削高耐磨工业刀具，由以下重量百分比的组分组成，[0024]

[0025]

[0026] 所述硬质合金成型剂为硬质合金成型剂SD-A；

[0027] 制备方法如下：

[0028] 1)按组分中各原料的重量配比称取原料，把原料混合均匀制成坯料待用；

[0029] 2)在坯料中加入酒精，按重量比计，坯料和酒精按1.2:2.1比例添加，并在研磨机中研磨6小时，将坯料与酒精彻底混合后制成混合料；

[0030] 3)将混合料放入容器中沉淀2小时，把上面澄清的酒精提去；

[0031] 4)把步骤3)中的混合料放入干燥柜干燥，把混合料中的剩余酒精挥发掉，使混合料成粉状料；

[0032] 5)将粉状料过130目筛后加入成型剂进行混合，制成造型料；

[0033] 6)将造型料放入模具压制成型，并在模型表面加入防粘涂料高钴后放入真空加压烧结炉，炉内抽真空，加热1.5小时，加热至700℃，把硬质合金成型剂燃烧抽出；

[0034] 7)加热完成后保温20分钟，再加温至1200℃，时间控制在1.5-2小时，进入固项成型阶段，固项成型后保温15分钟，再加温至1470℃，时间控制在1小时，进入液项致密化阶段，液项致密化完成后再保温20分钟后进行自动降温(需14小时)至100℃以下，开炉取出产品，利用磨床精密加工成产品。

[0035] 所述高钴的质量含量在15％以上。

[0036] 本发明制备的刀具抗弯强度1000Mpa，断裂韧性为8J·cm-2，硬度(HPA)为120。

[0037] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。