[发明专利]一种硬质合金刀具

说明书

技术领域

本发明涉及硬质合金的领域， 尤其涉及一种硬质合金刀具。 

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬质合金刀具，该硬质合金能克服现有技术中的缺陷，采用了恰当的配方，该材料和方法得到的刀具具有硬度高和韧性好的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种硬质合金刀具，由以下重量份原料组成：65-80份硬质相、10-14份粘接相、6-9份抑制相、2-4份增硬相，所述硬质相是由以下质量百分比的原料组成：16-18%碳化钨、3-5%碳化钽、0.9-1.2%碳化铌、2.5-3.0%TiC、0.6-0.9%钕、余量为碳化硅；所述的粘结相是由以下质量百分比的原料组成：4-8%NiAl、24-32%Co、余量为羟基铁粉；所述抑制相是由以下质量百分比的原料组成：3-6%NbC、12-23%TaC、10-15%石墨烯，余量为VC；所述的增硬相是由以下质量百分比的原料组成：60-70% Cr₃C₂、14-18%锐钛矿二氧化钛、余量为二氧化锆；硬质合金刀具通过如下工艺步骤制成：

1)湿磨：按上述比例称取的各原料，通过滚筒式球磨机进行湿磨，湿磨介质为无水乙醇，研磨球为硬质合金球，硬质合金球的粒度为10-20mm；

2)干燥：在真空干燥箱中，将湿磨后的浆料进行干燥，温度控制在90～

110℃、真空度0～-0.12Pa下，干燥4～6小时；

3)烧结：将干燥好的粉料，在烧结炉中进行真空烧结成型，烧结温度950-1080℃，烧结2-3小时。

所述的烧结步骤：将干燥好的粉料，在烧结炉中进行真空烧结成型，烧结温度980℃，烧结2.5小时。

本发明具有以下技术效果：

(1)塑性较好，制造中容易成型，降低了制造难度和成本；

(2)采用了羟基粉末，避免了制造中的晶粒聚集，能获得较为均匀的粘结分布；

(3)通过材料的配合，提供了优良的铁镍基的掺杂，从而提高了硬质合金的强度和断裂韧性；

(4)使用寿命较长，制造简单，所制造的硬质合金材料同时具有高的硬度、强度和韧性，可用于高性能加工切削刀具、模具。

本发明将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述。

具体实施方式

一种硬质合金刀具，由以下重量份原料组成：65-80份硬质相、10-14份粘接相、6-9份抑制相、2-4份增硬相，所述硬质相是由以下质量百分比的原料组成：16-18%碳化钨、3-5%碳化钽、0.9-1.2%碳化铌、2.5-3.0%TiC、0.6-0.9%钕、余量为碳化硅；所述的粘结相是由以下质量百分比的原料组成：4-8%NiAl、24-32%Co、余量为羟基铁粉；所述抑制相是由以下质量百分比的原料组成：3-6%NbC、12-23%TaC、10-15%石墨烯，余量为VC；所述的增硬相是由以下质量百分比的原料组成：60-70% Cr₃C₂、14-18%锐钛矿二氧化钛、余量为二氧化锆；硬质合金刀具通过如下工艺步骤制成：

1)湿磨：按上述比例称取的各原料，通过滚筒式球磨机进行湿磨，湿磨介质为无水乙醇，研磨球为硬质合金球，硬质合金球的粒度为10-20mm；

2)干燥：在真空干燥箱中，将湿磨后的浆料进行干燥，温度控制在90～

110℃、真空度0～-0.12Pa下，干燥4～6小时；

3)烧结：将干燥好的粉料，在烧结炉中进行真空烧结成型，烧结温度980℃，烧结2.5小时。

利用上述方法制得的刀具在以下的切削条件和加工参数：

加工材料为1Cr18Ni9Ti；

加工方式为外圆车削；

切削速度Vc=120/min；

切削深度ap=1.0mm；

每转进给量f=0.2mm/r；

冷却方式：水性冷却液；

产品寿命的标准为：后刀面磨损量Vb超过0.2mm，或者沟槽磨损超过1mm。