CN104988345A - 一种刀具加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本技术方案应用于刀具加工领域，尤其涉及一种刀具加工工艺，先将过300-350筛目的钛粉、过250-300筛目的锰粉和350-425筛目的钢粉进行搅拌混合，并将所得混合物与金刚石加热反应，最后将反应后的金刚石与钴粉进行反应并加入0.5-1.5份的碳化钽作为抑制剂，可降低合金性能对烧结的温度和时间的敏感性，并改善合金的金相成分和钴相成分，提升合金性能，此外，钴粉对金刚石有很好的包裹效果，加上金刚石表面的钛粉，在温度为600℃-750℃烧结25min-40min使金属钴和金属钛能形成合金，有效提高钴基胎体对金刚石的包裹效果，由于采用单质金属钴粉，有效解决各种金属粉末混合不均匀现象，大大提高了生产过程中产品质量的稳定性。
Description
技术领域
本技术方案应用于刀具加工领域，尤其涉及一种刀具加工工艺。
背景技术
现有技术中，由于金刚石硬度很高，所以利用金刚石为基材作为刀具的有很多，大体分为：陶瓷类金刚石刀具，石材类金刚石刀具，混凝土类金刚石刀具。现有金刚石刀具主要采用多种单质金属粉末的混合，如铜粉、铁粉、锡粉、镍粉、锌粉、化钨粉、铬粉、钛粉，或采用预合金粉末如铜铁合金，铜锌合金与单质金属粉末的混合。混合后加入金刚石搅拌均匀，放入热压机内，通过高温高压成形，所生产的金刚石刀具由于各金属粉末混合后难以实现充分完全混合均匀，加上混合后的金属粉末烧结温度范围较窄及合金胎体对烧结温度的均匀性要求较高，现有热压机很难实现让合金刀具受热均匀，而降低金刚石刀具局部的耐热性和抗切削刃的磨损能力。此外由于金刚石本身不具有可焊性，而焊接是保证两个连接物体稳定性最好的方式之一，所以传统的刀具在一些对稳固性要求较高的场合就不太适用。
发明内容
本发明的目的是提供一种刀具加工工艺，以解决现有金刚石刀具抗磨损能力低和不可焊性的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种刀具加工工艺，包括以下步骤：
1)备料：碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钢粉，其质量份数比分别为：碳化钽0.5-1.5份、钴粉72-80份、金刚石6-9份、钛粉0.3-0.5份、锰粉0.4-0.6份、钢粉5-8份；
2)将钛粉过300-350筛目、锰粉过250-300筛目、钢粉过350-425筛目，并将三者进行搅拌混合；
3)将步骤2)中所述的原料和步骤1)中的金刚石放入真空加热机中进行加热，加热温度为600℃-750℃，加热时间为25min-40min；
4)将步骤3)得到的原料与钴粉、碳化钽一并放入真空混料机中进行混合；
5)将步骤4)得到的材料放入模具中，经热压机热压成型，热压温度为800℃-1000℃，压力为500-600吨力；
6)刀口打磨：将步骤5)所述的成型坯料进行刀口打磨处理；
7)将步骤6)得到的坯料进行钝化处理。
采用上述技术方案，通过以金刚石作为基本材料，由于钛具有熔点高、比重小、韧性好、耐腐蚀、导热系数低、在急冷急热条件下应力小等特点，所以将之混合在金刚石上并经过高温加热是两者融为一体，再利用将锰粉和钢粉进行充分反应得到锰化钢，采用的锰粉与钢粉之间的比值在14％左右，再进行混合加热所以得到的锰化钢韧性好。在步骤3中将混有钛金属的金刚石和锰化钢进行高温加热处理，使两者融合，让不可焊性的金刚石具有钢的可焊性，便于工作人员在在对本刀具安装或其他操作时，可对其进行焊接处理增强其牢固性。此外，钴粉对金刚石有很好的包裹效果，加上金刚石表面的钛粉，在温度为600℃-750℃烧结25min-40min使金属钴和金属钛能形成合金，有效提高钴基胎体对金刚石的包裹效果，由于采用单质金属钴粉，有效解决各种金属粉末混合不均匀现象，另外钴粉的烧结温度比合金粉烧结温度宽泛，大大提高了生产过程中产品质量的稳定性。本方案中还将碳化钽作为抑制剂加入到合金配方中，如此可降低合金性能对烧结的温度和时间的敏感性。其次，加入碳化钽还可改善合金的金相成分和钴相成分，提升合金性能，从而提高刀具的耐热性和抗切削刃的磨损能力，最大程度的降低刀具在针对高标号、高强度物体时的磨损断裂机率，提高破碎工作效益，降低生产成本。
进一步，为了保证步骤4)中的原料的反应达到最佳状态，所述步骤4)的混合时间为10min-15min。
进一步，为了使钛粉、锰粉和钢粉进行均匀搅拌，将步骤2)中原料放入转速为200r/min-250r/min的搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为10min-15min。
具体实施方式
实施例1
本发明提供一种刀具加工工艺，包括以下步骤：
1)备料：碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钢粉，其质量份数比分别为：碳化钽1.0份、钴粉75份、金刚石7份、钛粉0.4份、锰粉10份、钢粉7份；
2)将钛粉过300筛目、过锰粉250筛目、钢粉过350筛目，并将三者一同放入搅拌机中进行搅拌混合,搅拌速度为200r/min，搅拌时间为12min；
3)将步骤2)中所述的原料和金刚石放入真空加热机中进行加热，加热温度为650℃，加热时间为30min；
4)将步骤3)得到的原料与钴粉、碳化钽一并放入真空混料机中进行混合；为了保证经步骤3)加工后的金刚石和钴粉的反应达到最佳状态，将其的混合时间设定为13min。
5)准备压力为550吨力、温度为800℃的热压机的热压机，将步骤4)得到的材料放入模具中，经热压机热压成型，得到成型坯料；
6)刀口打磨：将步骤5)所述的成型坯料进行刀口打磨处理；
7)将步骤6)得到的坯料进行钝化处理。
实施例2
本发明提供一种刀具加工工艺，包括以下步骤：
1)备料：碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钢粉，其质量份数比分别为：碳化钽1.2份、钴粉76份、金刚石7份、钛粉0.4份、锰粉8份、钢粉7份；
2)将钛粉过350筛目、过锰粉300筛目、钢粉过425筛目，并将三者一同放入搅拌机中进行搅拌混合,搅拌速度为200r/min，搅拌时间为12min；
3)将步骤2)中所述的原料和金刚石放入真空加热机中进行加热，加热温度为700℃，加热时间为32min；
4)将步骤3)得到的原料与钴粉、碳化钽一并放入真空混料机中进行混合；为了保证经步骤3)加工后的金刚石和钴粉的反应达到最佳状态，将其的混合时间设定为15min。
5)准备压力为560吨力、温度为900℃的热压机的热压机，将步骤4)得到的材料放入模具中，经热压机热压成型，得到成型坯料；
6)刀口打磨：将步骤5)所述的成型坯料进行刀口打磨处理；
7)将步骤6)得到的坯料进行钝化处理。
本技术方案通过选取普通工艺制成的刀具和采用本工艺制成的刀具进行多次检验，检验结果如表一、表二，表一为实施例1是检验数据，表二为实施例2的检验数据：
表一
| 本工艺制成的刀具 | 普通工艺制成的刀具 | |
| 可焊性(％) | 50-70 | 1-5 |
| 抗弯折度(N/mm2) | 569-592 | 543-569 |
| 硬度(moh’s) | 9.0-9.3 | 9.2-9.6 |
| 热膨胀系数(X10) | 13-16 | 26-29 |
| 吸水率(％) | 0.01-0.012 | 0.026-0.31 |
| 耐酸性(1％H2S04) | 0.06-0.08 | 0.011-0.016 |
| 耐碱性(1％NaOH) | 0.02-0.03 | 0.05-0.08 |
| 韧度(N/mm^(2/3)) | 23-26 | 16-22 |
表二：
| 本工艺制成的刀具 | 普通工艺制成的刀具 | |
| 可焊性(％) | 48-71 | 2-5 |
| 抗弯折度(N/mm2) | 572-598 | 543-569 |
| 硬度(moh’s) | 9.2-9.5 | 9.2-9.6 |
| 热膨胀系数(X10) | 11-15 | 26-29 |
| 吸水率(％) | 0.012-0.015 | 0.026-0.31 |
| 耐酸性(1％H2S04) | 0.07-0.09 | 0.011-0.016 |
| 耐碱性(1％NaOH) | 0.02-0.03 | 0.05-0.08 |
| 韧度(N/mm^(2/3)) | 23-26 | 16-22 |
通过表一、表二可以看出采用本工艺制成的刀具的韧性和抗弯折度都远远大于普通工艺制成的刀具，韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小，即使在较大外力的冲击下，其断裂或弯曲的可能性也会远远小于普通工艺制成的刀具。其次，本工艺制成的刀具的可焊性也远远大于普通工艺制成的刀具，并将传统金刚石的不可焊性加工成可焊性，如此当工作人员在对本刀具安装或其他操作时，可对其进行焊接处理以增强其牢固性。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (3)
1.一种刀具加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)备料：碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钢粉，其质量份数比分别为：碳化钽0.5-1.5份、钴粉72-80份、金刚石6-9份、钛粉0.3-0.5份、锰粉0.4-0.6份、钢粉5-8份；
2)将钛粉过300-350筛目、锰粉过250-300筛目、钢粉过350-425筛目，并将三者进行搅拌混合；
3)将步骤2）中所述的原料和步骤1）中的金刚石放入真空加热机中进行加热，加热温度为600℃-750℃，加热时间为25min-40min；
4)将步骤3）得到的原料与钴粉、碳化钽一并放入真空混料机中进行混合；
5)将步骤4）得到的材料放入模具中，经热压机热压成型，热压温度为800℃-1000℃，压力为500-600吨力；
6)刀口打磨：将步骤5）所述的成型坯料进行刀口打磨处理；
7)将步骤6）得到的坯料进行钝化处理。
2.根据权利要求1所述的一种刀具加工工艺，其特征在于，所述步骤4）所述的混合时间为10min-15min。
3.根据权利要求1所述的一种刀具加工工艺，其特征在于，将步骤2）中原料放入转速为200r/min-250r/min的搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为10min-15min。
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| CN102189260A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-09-21 | 王晨兰 | 一种采用特殊金属结合剂制备金刚石切割片的方法 |
| CN102974818A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-03-20 | 江西坚德实业有限公司 | 一种特种金刚石工具刀头配方及制备方法 |
| CN104162674A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-11-26 | 铜陵长江金刚石工具有限责任公司 | 一种铜铁基金刚石刀齿的制造方法 |
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| 黄开金等: "激光焊接金刚石锯片的研究现状", 《激光技术》 * |
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