[发明专利]一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬质合金分切刀具的制备方法，具体是涉及一种用于瓦楞纸分切生产行业的新型硬质合金刀具。

背景技术

硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。硬质合金属于复合材料，主要由硬质相和粘结相组成，其中，硬质相赋予材料硬度和耐磨性，而基体粘结相赋予材料一定的塑韧性和强度。能作为硬质合金粘结相的金属，不仅需要对硬质相具有良好的润湿性，还要对硬质相具有一定的固溶度，铁族元素Fe、Ni和Co满足以上条件。

但是，现有硬质合金的抗疲劳性能和韧性不够高；因为现今钴资源有限且钴的市场价格较高，从而使硬质合金生产成本高居不下，同时提高了硬质合金的成本；现有硬质合金均以Co为粘结剂；原料干燥前应该充分混合均匀；现有硬质合金石墨舟皿存在应力变形和堆叠效果不明显的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种抗疲劳性能和韧性较高的硬质合金材料，同时提高现有硬质合金的硬度、提高产品的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种硬质合金分切刀具的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，配料：将Fe、Co、Ni、TiC和WC加入湿磨机进行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制备而成：Fe:5％～30％，Co:5～20％，Ni:0.5～5％，TiC:3～15％，余量:WC；；

步骤二，湿磨：将步骤一配制好的原料、湿磨介质和成型剂一同加入湿磨机中混合均匀，湿磨时间为24h～28h；

步骤三，干燥制粒：将湿磨好的混合料在喷雾干燥塔内进行混合料干燥制粒；

步骤四，压制:将干燥制粒好的混合料经压力机压制成型，压力值为：0.3MPa～1.0MPa；

步骤五，烧结:将压制成型的毛坯用石墨材质舟皿装好放入真空烧结炉中，经1360℃～1420℃的高温烧结，制成新型硬质合金材料；

步骤六，淬火:将烧结好的硬质合金材料放入淬火炉中进行淬火处理，温度900℃～1100℃，保温15min～20min，之后放入淬火专用油内极速冷却，冷却时间为1min～2min；

步骤七，深冷:步骤六淬火处理后的材料放入深冷炉内进行深冷处理，深冷温度为-160℃～-190℃，深冷时间为:12h～24h；

进一步的，所述步骤一中Fe粉的粒度为0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co为粘结相。

进一步的，所述步骤二中湿磨介质为≥95％的无水乙醇，无水乙醇的加入比例为：330ml酒精/kg原料；成型剂为:PEG，加入比例为2％～3％。

进一步的，所述步骤三中喷雾干燥塔顶进口温度为：180℃～230℃，塔底出口温度为：90℃～100℃，干燥塔内部压力为：1.6kPa～2.0kPa。

进一步的，所述步骤三中喷雾干燥塔还可以是真空干燥机，其真空度≥0.95MPa，干燥时间为8h～12h；混合料经过真空干燥机干燥后制粉，制粉是用40目～80目的筛网过筛制粉。

进一步的，所述步骤六中淬火专用油为ZZ-1型淬火专用油。

本发明还公开了一种硬质合金分切刀具的制备方法中步骤四压制过程的专用石墨舟皿，包括盘底、外檐、均匀分布在外檐上表面的孔、均匀分布在外檐下表面的筋板和设置在筋板下表面的圆柱，所述圆柱适配于孔，所述孔与圆柱的数量和规则均相同，所述筋板均由外檐侧面延伸到底盘中心线并重合。

进一步的，所述孔与圆柱的数量均为3个。

进一步的，所述筋板的高度为5mm～8mm；所述孔的深度为3mm或4mm；所述圆柱的高度为3mm或4mm。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：

(1)本发明中TiC的加入是为了提高合金的硬度，从而提高产品的使用寿命。

(2)本发明中湿磨可以将各组分原料充分的混合均匀。

(3)本发明中复合粘结相Fe-Ni-Co可有效的改善合金的抗疲劳性能和韧性，在满足使用性能的同时可以有效的降低生产成本。