[发明专利]一种SiAlON-YG8复合焊接刀片及其制备方法和应用

说明书

本发明属于工件加工技术领域，公开了一种SiAlON‑YG8复合焊接刀片及其制备方法和应用。该方法是将SiAlON混合粉体压平后烧结，获得SiAlON预烧结块体后，将SiAlON预烧结块体加工成SiAlON的刀角，YG8硬质合金板材通过激光加工，制成缺角的YG8基体；SiAlON刀角与YG8基体切掉的四个刀角形状一致，然后将SiAlON刀角替换切掉的四个刀角与缺角的YG8基体粘连，通过钎焊炉在800～900℃烧结，得到刀具的烧结坯体，通过磨削制得SiAlON‑YG8复合焊接刀片。该刀复合焊接刀片具有较高的强度和耐磨性，可应用在切削、航空航天耐磨零部件加工轴承等领域。

技术领域

本发明属于工件加工技术领域，更具体地，涉及一种SiAlON-YG8复合焊接刀片及其制备方法和应用。

背景技术

塞隆(SiAlON)，是在Si₃N₄的基础上发展的新型材料，其晶体结构与Si₃N₄类似，是在Si₃N₄中固溶了金属元素Me和O元素形成的单相化合物，是基于Si₃N₄的陶瓷化合物的总称。在所有的陶瓷材料中，SiAlON陶瓷具有高硬度、高强度、高韧性、优异的尺寸稳定性、抗热震性等特点，是综合性能最好的结构陶瓷。

在众多的刀具材料中，塞隆陶瓷刀具由于优异的高温强度和红硬性，可实现比硬质合金刀具更高的切削速度。加工铸铁和镍基合金时，SiAlON陶瓷刀具的切削速度可达传统刀具材料(如硬质合金)的几十倍。与氧化铝基材料刀具相比，SiAlON基刀具在高速加工中具有更高的韧性和承受快速温度变化的能力，不仅在连续切削中具有独特的优势，在断续加工中的应用也越来越广泛。硬质合金作为重要的刀具材料，以其高强度、高耐磨性、高腐蚀性和高硬度等优异的性能被誉为“工业牙齿”,在切削工具、矿山工具和石油开采工具中发挥着重要作用。

目前获得应用的陶瓷刀具存在韧性低，整体强度低等问题，在高速切削中易出现突发性破损，稳定性差，难以应用在高效高质量的精密加工中。牌号为YG8的硬质合金材料是钨钴类材料，具有很高的韧性和耐磨性，有望以此种硬质合金作为刀具的基体，以SiAlON陶瓷作为刀具参与切削的刀角，制作整体强度、韧性、耐磨性都有所提升的复合刀片。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供了一种SiAlON-YG8复合焊接刀片的制备方法，该方法是以YG8硬质合金为基体，SiAlON陶瓷为刀角的复合焊接刀片；该焊接刀片整体强度高，韧性高，SiAlON刀角与YG8硬质合金焊接的接触面焊接强度高；利用特制的焊料和特制的固定模具，高温下，固定模具在烧结的刀具样品四个刀角处施加压力，使预先均匀涂在接触面的焊料融化并流动，充满整个接触面，然后以一定的温度梯度降温，使焊料慢慢凝固，达到连接SiAlON与硬质合金的目的。高温下焊料流动的同时，在SiAlON与焊料的接触面上形成以TiN和Ti₅Si₃为主的Ti浓层，进而使连接层的强度显著增加。

本发明的另一目的在于提供一种上述方法制备的SiAlON-YG8复合焊接刀片。

本发明的再一目的在于提供上述SiAlON-YG8复合焊接刀片的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种SiAlON-YG8复合焊接刀片的制备方法，包括如下具体步骤：