CN103586458A - 一种韧性强硬度大的粉末冶金刀具及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种韧性强硬度大的粉末冶金刀具，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化钒17-19、金刚石粉8-10、钨12-13、钛10-12、钴2-3、铁10-12、碳化硼2-3、碳化钽6-7、As2O53-4、氮化铝2-3、碳化硅30-32、氯化石蜡2-3、分散相3-4；本发明添加分散相，使合金粉末分散均匀，保证产品内部组织结构的纵横均匀度，增加耐磨性，使产品的使用寿命有所提高；本发明质量稳定，韧性强，不易出现断裂现象，硬度大，耐磨损，性能优于普通高速钢。

Description

一种韧性强硬度大的粉末冶金刀具及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，特别是一种韧性强硬度大的粉末冶金刀具及其制备方法。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。粉末冶金高速钢制造的切削刀具性能优于普通高速钢，使用寿命高于普通高速钢(一般2～3倍)，在冲击负荷大的切削场合又可替代硬质合金刀具，因此粉末冶金高速钢刀具在工具行业的应用前景十分看好, 越来越受到人们的关注。 与普通高速钢刀具相比，粉末冶金高速钢刀具硬度更高、韧性更好、更耐磨损，因此在某些应用领域（如高冲击性、大切除量的加工场合），粉末冶金高速钢刀具有逐渐取代脆性较大、在切削冲击下易发生碎裂的整体硬质合金刀具的趋势。 
发明内容
本发明的目的是提供一种韧性强硬度大的粉末冶金刀具及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种韧性强硬度大的粉末冶金刀具，由下列重量份的原料制成：碳化钒17-19、金刚石粉8-10、钨12-13、钛10-12、钴2-3、铁10-12、碳化硼2-3、碳化钽6-7、As2O5 3-4、氮化铝2-3、碳化硅30-32、氯化石蜡2-3、分散相3-4；
所述分散相由下列重量份的原料制成：铁粉30-40、三聚磷酸钠1-2、氯化铁1-2、钾长石粉2-3、阳起石5-6、硫酸镁2-3、纳米二氧化硅1-2、N660炭黑2-3、甲基三乙氧基硅烷1-2；制备方法是将铁粉、三聚磷酸钠、氯化铁、钾长石粉、阳起石、硫酸镁混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
本发明所述韧性强硬度大的粉末冶金刀具，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化钒、金刚石粉、钨、钛、钴、铁与分散相混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8-10Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下600-650℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在55-65℃下混合搅拌均匀65-85分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至800-850℃条件下烧结1.5-2小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；再以8-12℃/分钟速率降温至450-550℃条件下烧结1-2小时，最后空气中冷却至室温即可。
本发明添加分散相，使合金粉末分散均匀，保证产品内部组织结构的纵横均匀度，增加耐磨性，使产品的使用寿命有所提高；本发明质量稳定，韧性强，不易出现断裂现象，硬度大，耐磨损，性能优于普通高速钢。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种韧性强硬度大的粉末冶金刀具，由下列重量份（公斤）的原料制成：碳化钒17、金刚石粉8、钨12、钛10、钴2、铁10、碳化硼2、碳化钽6、As2O5 3、氮化铝2、碳化硅30、氯化石蜡2、分散相3；
所述分散相由下列重量份（公斤）的原料制成：铁粉30、三聚磷酸钠1、氯化铁1、钾长石粉2、阳起石5、硫酸镁2、纳米二氧化硅1、N660炭黑2、甲基三乙氧基硅烷1；制备方法是将铁粉、三聚磷酸钠、氯化铁、钾长石粉、阳起石、硫酸镁混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
本发明所述韧性强硬度大的粉末冶金刀具，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化钒、金刚石粉、钨、钛、钴、铁与分散相混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8-10Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下600-650℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在55-65℃下混合搅拌均匀65-85分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至800-850℃条件下烧结1.5-2小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；再以8-12℃/分钟速率降温至450-550℃条件下烧结1-2小时，最后空气中冷却至室温即可。
经过检测，本发明的硬度可达HRC57。

Claims (2)

1.一种韧性强硬度大的粉末冶金刀具，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化钒17-19、金刚石粉8-10、钨12-13、钛10-12、钴2-3、铁10-12、碳化硼2-3、碳化钽6-7、As2O5 3-4、氮化铝2-3、碳化硅30-32、氯化石蜡2-3、分散相3-4；
所述分散相由下列重量份的原料制成：铁粉30-40、三聚磷酸钠1-2、氯化铁1-2、钾长石粉2-3、阳起石5-6、硫酸镁2-3、纳米二氧化硅1-2、N660炭黑2-3、甲基三乙氧基硅烷1-2；制备方法是将铁粉、三聚磷酸钠、氯化铁、钾长石粉、阳起石、硫酸镁混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
2.根据权利要求1所述韧性强硬度大的粉末冶金刀具，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将碳化钒、金刚石粉、钨、钛、钴、铁与分散相混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8-10Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下600-650℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
（2）将其它剩余成分混合均匀；
（3）将步骤（1）、（2）物料在55-65℃下混合搅拌均匀65-85分钟后，装入模具，压制成坯；
（4）将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至800-850℃条件下烧结1.5-2小时;然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；再以8-12℃/分钟速率降温至450-550℃条件下烧结1-2小时，最后空气中冷却至室温即可。
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