[发明专利]硬质合金、硬质合金刀杆及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金，特别是涉及一种硬质合金；本发明还涉及一种安装切削刀具的硬质合金刀杆，本发明还涉及该安装切削刀具的硬质合金刀杆的制造方法。

背景技术

传统的硬质合金，如YG6、YG8、YT等牌号，主要成分是碳化钨和钴，这种类型的硬质合金用于制作刀具时，普遍存在红硬性方面较差、耐磨性、刚度和强度方面不足等问题，其使用范围虽然广泛，但主要适宜使用在有色金属和低塑性铸铁等短切削材料的加工。不适宜制作细长的铣刀、膛刀和车刀，用于硬金属材料的加工。

随着技术的发展，机械加工技术广泛地应用于各个领域，并且要求越来越高，特别是对加工精度的要求也越来越严格。在很多情况下，为了满足对加工的要求，对刀具的性能提出了更高的要求，这种情况在装备制造业和汽车工业中体现得最为明显。决定产品性能和技术水平的大多数关键零、部件是通过刀具切削加工来完成的，并且，切削刀具的性能已成了提高关键零、部件自动生产线加工工艺技术水平、生产效率、制造精度和降低成本的重要保证。刀具方面的问题经常是长径比不够或动刚度不够，从而不能满足被加工工件的要求。最常见的疑难就是细长铣刀、膛刀和车刀。

在金属切削加工中，切削力的作用会使得刀杆产生弯曲和振动。在一定力的作用下，刀杆的弯曲程度主要取决于刀杆的静刚度，而刀杆振动的幅度和频率取决于刀杆的静刚度和动刚度。一般情况下，影响金属加工表面质量的因素有机床本身、刀具、被加工工件以及其它的外界干扰等。刀具方面的因素主要是刀具的动刚度和刀片的几何参数。对于一般的刀杆，在长径比(L/D)超过4倍时刀具自身将产生振动，使得加工无法进行。减少刀杆悬伸长度和增加刀杆的直径对于减少刀杆的变形量是有利的。但是，由于受加工工件尺寸的限制，改变这两个参数是不现实的。另外，通过降低切削力也可以达到减少刀杆变形量的目的，但这样势必会导致生产效率下降，而且在某些情况下，即使减小切削力也不能达到加工要求，所以这也不是最好的方法。

目前市场上的硬质合金刀具，因硬质合金具有硬度高、韧性差，机加工不可行的特性，特别是针对特型面的加工，难以通过磨削或机加工的方式来完成。因此市场上的硬质合金刀具多数将刀杆和刀头、刀片制成一体，制造过程中不仅难以加工，更因刀头和刀片属于磨损件，磨损后需整体对刀具进行更换，使用成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本项目提出一种方法，开发一种新型硬质合金材料，利用刀杆和刀头以及刀片组合而成的刀具可以有效的解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，一方面本发明提供一种硬质合金，本发明提供的硬质合金所含成分至少包含碳化钨80～90质量份、钴10～20质量份、碳化钽0.15～0.5质量份、碳化铬0.2～0.4质量份、碳化钒0.1～0.3质量份。硬质合金的生产包括以下步骤：粉料混合：将碳化钨80～90质量份、钴10～20质量份、碳化钽0.15～0. 5质量份、碳化铬0.2～0.4质量份、碳化钒0.1～0.3质量份放入球磨机中，加入碳化钨、钴、碳化钽、碳化铬以及碳化钒总质量0.25～0.3质量份的酒精，混磨24～72小时，卸料、干燥、过筛；加成型剂：在混磨好的粉料中加入成型剂；压制：将加了成型剂的粉料压制成毛胚；烧结：将压制成型的毛胚在1360～1450℃的温度下烧结成硬质合金。为了解决硬质合金生产过程中，在湿磨和干燥过程中粉未物料氧含量超标，影响产品质量的问题，所述混磨过程中还加入碳化钨、钴、碳化钽、碳化铬以及碳化钒总质量0.015wt%～0.025wt%的油酸或聚乙二醇4000。

作为本发明的优选方案，本发明提供的硬质合金，所述碳化钨是粒度为1.0～1.2μm，总碳含量为6.0%～6.3%，含氧量为0.15%～0.2%的碳化钨粉。

另一方面，本发明提供一种安装切削刀具的刀杆，本发明提供的安装切削刀具的刀杆由硬质合金制成，至少包括刀杆本体，所述刀杆本体的一端具有安装切削刀具的螺纹孔，所述硬质合金所含成分至少包含碳化钨80～90质量份、钴10～20质量份、碳化钽0.15～0.5质量份、碳化铬0.2～0.4质量份、碳化钒0.1～0.3质量份。

作为本发明的改进方案，本发明提供的安装切削刀具的刀杆，所述刀杆本体还具有轴向内冷却通孔。

作为本发明的优选方案，本发明提供的安装切削刀具的刀杆，所述碳化钨是粒度为1.0～1.2μm，总碳含量6.0%～6.3%，含氧量为0.15%～0.2%的碳化钨粉。