CN104928613A - 一种机械加工刀具的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械加工刀具的制备方法，将硬质合金类粉末碳化钨与Co进行电熔烧结，然后利用破碎法获得的粉末粒度为30μm，将干燥粉末送入等离子喷涂设备；对厚度1cm模版铜基表面进行光滑处理，然后利用干燥空气对模版表面进行洁净处理；启动喷涂系统和机械手进行等离子喷涂，工艺参数为：主气为Ar和N2，氩气的气流量为120L/min，氮气的气流量为40L/min；本发明利用热喷涂技术制备的刀具，通过调节材料配方和喷涂工艺参数来控制微孔形状、孔径、分布状态（均匀分布和梯度分布）和孔隙率，从而让刀具在使用过程中具有吸附冷却润滑液的能力，提高刀具冷却润滑能力。

Description

一种机械加工刀具的制备方法

技术领域

本发明涉及一种机械加工刀具的制备方法，属于机械技术领域。

背景技术

中国专利 201210061142.X“一种氮化硅基陶瓷刀具材料及其制备方法”、201010590272.3“超细 WC 颗粒增韧补强 TiB2基复合陶瓷刀具材料及其制备方法”和 200810031010.6“含硼的碳氮化钛基金属陶瓷刀具材料及其制备工艺”专利都是通过在基体材料中添加其它材料或元素制备获得粉料，然后进行热压烧结获得刀具。

发明内容

本发明提供一种机械加工刀具的制备方法，能够克服以上所述缺陷。

为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：一种机械加工刀具的制备方法，其具体步骤如下：

（1）将硬质合金类粉末碳化钨与Co进行电熔烧结，然后利用破碎法获得的粉末粒度为30μm，将干燥粉末送入等离子喷涂设备；

（2）对厚度1cm 模版铜基表面进行光滑处理（Ra≤1μm），然后利用干燥空气对模版表面进行洁净处理；

（3）启动喷涂系统和机械手进行等离子喷涂，工艺参数为 ：主气为 Ar 和 N2，氩气的气流量为 120L/min，氮气的气流量为 40L/min；工作电流为 450A，工作电压为 180V；送粉器送粉气体为Ar，气体流量为60L/min；喷嘴距离基体距离为12cm，喷嘴的移动速度为0.03m/s，按照模版一定方向一次完成所需厚度等离子喷涂；得到的喷涂刀具厚度为 60mm，孔隙率可达4%、孔径 4μm 的刀具；

（4）对喷涂有刀具材料的模版进行自然冷却，由于两者的热膨胀系数差异，导致刀具材料与模版自动分离，获得刀具母体；

（5）对刀具母体进行表面涂层涂覆，利用PVD形成AlTiN涂层，然后进行表面加工，通过切割、抛光和打磨获得刀具；得到刀具的硬度 HRC70、破坏韧性 9MPa·m^0.5。

 本发明涉及的这种机械加工刀具的制备方法，利用热喷涂技术制备的刀具，可以通过调节材料配方和喷涂工艺参数来控制微孔形状、孔径、分布状态（均匀分布和梯度分布）和孔隙率，从而可以让刀具在使用过程中具有吸附冷却润滑液的能力，提高刀具冷却润滑能力，保证自刃性，提高刀具寿命和速度。

具体实施方式

一种机械加工刀具的制备方法，其具体步骤如下：

（1）将硬质合金类粉末碳化钨与Co进行电熔烧结，然后利用破碎法获得的粉末粒度为30μm，将干燥粉末送入等离子喷涂设备；

（2）对厚度1cm 模版铜基表面进行光滑处理（Ra≤1μm），然后利用干燥空气对模版表面进行洁净处理；

（3）启动喷涂系统和机械手进行等离子喷涂，工艺参数为 ：主气为 Ar 和 N2，氩气的气流量为 120L/min，氮气的气流量为 40L/min；工作电流为 450A，工作电压为 180V；送粉器送粉气体为Ar，气体流量为60L/min；喷嘴距离基体距离为12cm，喷嘴的移动速度为0.03m/s，按照模版一定方向一次完成所需厚度等离子喷涂；得到的喷涂刀具厚度为 60mm，孔隙率可达4%、孔径 4μm 的刀具；

（4）对喷涂有刀具材料的模版进行自然冷却，由于两者的热膨胀系数差异，导致刀具材料与模版自动分离，获得刀具母体；

（5）对刀具母体进行表面涂层涂覆，利用PVD形成AlTiN涂层，然后进行表面加工，通过切割、抛光和打磨获得刀具；本实施例制备得到刀具的硬度 HRC70、破坏韧性 9MPa·m^0.5。

 本发明涉及的这种机械加工刀具的制备方法，利用热喷涂技术制备的刀具，可以通过调节材料配方和喷涂工艺参数来控制微孔形状、孔径、分布状态（均匀分布和梯度分布）和孔隙率，从而可以让刀具在使用过程中具有吸附冷却润滑液的能力，提高刀具冷却润滑能力，保证自刃性，提高刀具寿命和速度。

本发明所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种机械加工刀具的制备方法，其特征在于：其具体步骤如下：

（1）将硬质合金类粉末碳化钨与Co进行电熔烧结，然后利用破碎法获得的粉末粒度为30μm，将干燥粉末送入等离子喷涂设备；

（2）对厚度1cm 模版铜基表面进行光滑处理（Ra≤1μm），然后利用干燥空气对模版表面进行洁净处理；

（3）启动喷涂系统和机械手进行等离子喷涂，工艺参数为 ：主气为 Ar 和 N2，氩气的气流量为 120L/min，氮气的气流量为 40L/min；工作电流为 450A，工作电压为 180V；送粉器送粉气体为Ar，气体流量为60L/min；喷嘴距离基体距离为12cm，喷嘴的移动速度为0.03m/s，按照模版一定方向一次完成所需厚度等离子喷涂；得到的喷涂刀具厚度为 60mm，孔隙率可达4%、孔径 4μm 的刀具；

（4）对喷涂有刀具材料的模版进行自然冷却，由于两者的热膨胀系数差异，导致刀具材料与模版自动分离，获得刀具母体；

（5）对刀具母体进行表面涂层涂覆，利用PVD形成AlTiN涂层，然后进行表面加工，通过切割、抛光和打磨获得刀具；得到刀具的硬度 HRC70、破坏韧性 9MPa·m^0.5。