[发明专利]一种硬质合金三刃刀具烧结成形一体化模具及制备方法

权利要求书

1.一种硬质合金三刃刀具烧结成形一体化制备方法，所述烧结成形方法中所用到一种硬质合金三刃刀具的烧结模具它包括烧结模具上压头(3)、烧结模具下压头(11)、三个烧结模具分瓣模(14)和高强石墨加强套(10)，高强石墨加强套(10)上设有红外测温孔(5)，烧结模具上压头(3)为圆柱体，在烧结模具上压头(3)的下端面设有一个凸起一，凸起一的横截面与待加工硬质合金三刃刀具坯料的横截面形状一致，烧结模具下压头(11)为圆柱体，在烧结模具下压头(11)的上端面设有一个凸起二，凸起二的横截面与待加工硬质合金三刃刀具坯料的横截面形状一致，每个烧结模具分瓣模(14)的上部设置在烧结模具上压头(3)的一个凹陷部中，每个烧结模具分瓣模(14)的下部设置在烧结模具下压头(11)的凹陷部中，高强石墨加强套(10)套装在三个烧结模具分瓣模(14)外部，烧结模具上压头(3)作为模具的凸模，烧结模具下压头(11)与三个烧结模具分瓣模(14)组成的型腔作为模具的凹模，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一：根据硬质合金密度及成形刀具的体积，通过密度公式计算出相应硬质合金预合金粉末的重量，量取硬质合金预合金粉末的质量要超过成形刀具的质量；

步骤二：选择制备设备，包括放电等离子烧结真空炉(8)、液压机、红外测温仪(6)、扩散泵及机械泵；

步骤三：将量取的硬质合金预合金粉末倒入烧结模具下压头(11)和三个烧结模具分瓣模(14)组成的型腔中后，将烧结模具上压头(3)安放在三个烧结模具分瓣模(14)中间，将硬质合金预合金粉末压实；

步骤四：将装有硬质合金预合金粉末的模具放入放电等离子烧结真空炉(8)内的高强石墨上垫块(9)和高强石墨下垫块(12)中间，开启红外测温仪(6)，调整高强石墨下垫块(12)的高度及烧结模具红外测温孔(5)的角度，使红外线通过烧结模具红外测温孔(5)直接测量烧结模具分瓣模(14)的实时温度，而后打开液压机，下移液压机上压头(1)，使上电极(2)、高强石墨上垫块(9)、烧结模具上压头(3)、烧结模具分瓣模(14)、硬质合金预合金粉末、烧结模具下压头(11)、高强石墨下垫块(12)及下电极(7)紧密相连；

步骤五：关闭放电等离子烧结真空炉(8)的门，开启机械泵，待炉内真空度低于1Pa时，关闭电阻规管，开启电离规管测量高真空状态的真空度，开启扩散泵，使炉内真空度达到5×10^-3Pa时；

步骤六：开启红外测温仪(6)，开启液压机，根据烧结模具可使用的最高强度，调节油缸比例阀至安全压力下，对烧结模具上压头(3)施加正压力以压紧烧结粉末，并保证在烧结过程中持续施加正压力；

步骤七：开启直流脉冲电源，逐步增加电源输出的电流值，同时通过红外测温仪(6)观察烧结刀具的实时温度，待硬质合金刀具坯料(4)的温度达到1200℃-1400℃后，保温，而后均匀减小电流值直至没有电流后，关闭电源；

步骤八：待烧结模具的温度降至室温后，关闭真空扩散泵及机械泵，打开放气阀使炉内真空度与大气压相同，取出硬质合金刀具坯料(4)；

步骤九：采用电火花线切割的方法对烧结模具进行精加工，而后根据使用要求打磨硬质合金刀具表面。

2.根据权利要求1中所述的一种硬质合金三刃刀具烧结成形一体化制备方法，其特征在于：步骤一中所述的量取硬质合金预合金粉末的质量为刀具质量的120％。

3.根据权利要求2中所述的一种硬质合金三刃刀具烧结成形一体化制备方法，其特征在于：步骤六中所述的烧结模具上压头(3)施加正压力以压紧烧结粉末中的正压力为50MPa-110MPa。

4.根据权利要求3中所述的一种硬质合金三刃刀具烧结成形一体化制备方法，其特征在于：步骤六中所述的烧结过程中持续施加正压力为50MPa-110MPa。

5.根据权利要求4中所述的一种硬质合金三刃刀具烧结成形一体化制备方法，其特征在于：步骤六中所述的烧结过程中持续施加正压力为80MPa。

6.根据权利要求5中所述的一种硬质合金三刃刀具烧结成形一体化制备方法，其特征在于：步骤七中所述的待硬质合金刀具坯料(4)的温度达到1350℃后，保温的时间为3min-9min。

7.根据权利要求6中所述的一种硬质合金三刃刀具烧结成形一体化制备方法，其特征在于：步骤九中所述的电火花线切割的方法对硬质合金刀具坯料(4)进行精加工中的电火花加工设备为慢走丝电火花加工设备。