CN105921757A - 可快速加工硬质合金刀具的生产工艺 - Google Patents

可快速加工硬质合金刀具的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及刀具制造技术领域，尤其涉及一种可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，包括以下步骤：步骤一、筛选；步骤二、球磨机混合；步骤三、过滤步骤二所得料浆，并干燥，过筛，后加入汽油橡胶粘接剂充分搅拌，得到料粒；步骤四、对步骤三中所得料粒加入硬脂酸锌后在快速成型机中进行挤压，所述快速成型机包括工作台、液压油缸、上模具、移动模具以及出料移动平台，所述液压油缸的活塞杆与模具固定座连接；移动模具设置在所述工作台的一侧，出料移动平台包括若干个左、右链轮以及绕接在所述左、右链轮上的链条。本发明为了节省等待时间，将步骤四中增加了快速成型机，快速成型机自动上料，冲料以及卸料传送一体化完成，能够大大提高成型效率。

Description

可快速加工硬质合金刀具的生产工艺
技术领域
本发明涉及刀具制造技术领域，尤其涉及一种可快速加工硬质合金刀具的生产工艺。
背景技术
中国专利申请号：201310747611.8，公开日：2014-4-2的专利文献公开了一种硬质合金生产工艺。该发明涉及一种硬质合金生产工艺，特别是硬质合金挤压过程中产生的断头料的重复利用的方法。具体工艺步骤包括：(1)混合料制备：配料→球磨→干燥→均匀化破碎，得粉料；(2)挤压混合料：混合制粒→挤压→自然风干→加热干燥→加工切割，得半成品；(3)烧结；(4)成品检查包装入库。主要是步骤(2)中产生断头料，将其经过均匀化破碎处理，再加入奈瞒混合制粒，再经挤压等后续步骤，该发明在确保产品性能的同时优化断头料处理的工艺流程，大幅度降低成本。
目前市场上的硬质合金刀具，制作效率较低，主要的时间都是耗费在成型过程中，在成型过程中需要上料、卸料耗费较多的时间，导致整个工序的生产效率都降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，提高刀具加工效率。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、筛选：筛选所备物料得到平均粒度1-1.5μm的粉末；
步骤二、球磨机混合：球磨采用混合和低强度破碎研磨，在球磨机中按重量配比加入酒精、成型剂和步骤一配制好的粉料，打磨并混合均匀成料浆，其中，酒精加量500ml/kg，球磨速度为80r/min；所述成型剂至少包括油酸2.5质量份、四氢萘15质量份、乙基纤维素82.5质量份；
步骤三、过滤步骤二所得料浆，并干燥，过筛，后加入汽油橡胶粘接剂充分搅拌，得到料粒；
步骤四、对步骤三中所得料粒加入硬脂酸锌后在快速成型机中进行挤压，在成型机中加入两种不同熔点的石蜡；其中，所述快速成型机包括工作台、液压油缸、上模具、移动模具以及出料移动平台，所述液压油缸固定在油缸支架上，所述油缸支架通过滑动柱与所述工作台连接，所述液压油缸的活塞杆与模具固定座连接，所述模具固定座的两侧与所述滑动柱滑动配合，所述模具固定座的下部与所述上模具连接；所述移动模具设置在所述工作台的一侧，所述移动模具的下部设有移动轮，所述移动轮与所述工作台滑动配合，所述工作台的底部横向设有推送气缸，所述推送气缸的活塞杆与所述移动模具的底部连接；所述出料移动平台纵向设置在所述工作台的另一侧，所述出料移动平台包括若干个左、右链轮以及绕接在所述左、右链轮上的链条，所述左、右链轮之间通过连接轴连接，所述左、右链轮上部分别固定有左、右移动块，所述左、右移动块之间设有移动板，所述左链轮或右链轮通过电机驱动。
步骤五、将压制成型的毛胚在1360～1450℃的温度下烧结成硬质合金刀杆；
步骤六、表面处理，对硬质合金刀杆作常规的表面磨光处理。
优选地，所述硬质合金所含成分至少包含碳化钨80～90质量份、钴10～20质量份、碳化钽0.15～0.5质量份、碳化铬0.2～0.4质量份、碳化钒0.1～0.3质量份。在碳化钨、钴硬质合金的基础上，增加微量的碳化钽、碳化铬以及碳化钒，可以抑制在烧结过程中晶粒长大、夹粗，从而影响产品的硬度、强度及耐磨性能，改善了本硬质合金的红硬性、和高温强度、刚度等性能，经特殊工艺制成的硬质合金刀杆，与同类普通硬质合金刀头相比其强度提高10％，硬度提高6-9％，冲击韧性提高15-30％，长径比可超过15倍，具有良好的性能，适宜于用于深孔加工。
优选地，所述碳化钨是粒度为1.0～1.2μm，总碳含量6.0％～6.3％，含氧量为0.15％～0.2％的碳化钨粉。
优选地，在步骤五中所述的烧结包括如下步骤：将压制得到的半成品放入低压烧烧结炉内，烧结压力设置为4.5～5.5MPa，先在400～500℃时将半成品中的蜡脱净，后将烧结温度控制为1360～1400℃，保温保压一段时间，冷却，冷却时压力为3.5～4.5MPa，出炉得到硬质合金。
优选地，所述移动模具的上部带有模腔，模腔的环周带有循环水道，所述模腔的一侧带有冷水箱，所述循环水道通过水泵与所述冷水箱连通。
优选地，所述移动模具的侧部设有侧滑轮，所述侧滑轮与所述工作台的侧壁滑动配合。
优选地，所述电机设置在所述工作台的底部，所述电机通过两组减速齿轮与所述左链轮或右链轮连接。
优选地，所述工作台与所述出料移动平台之间设有出料垫块。
本发明的有益效果是:本发明为了节省等待时间，提高工作效率，将步骤四中增加了快速成型机，快速成型机自动上料，冲料以及卸料传送一体化完成，能够大大提高成型效率，减少等待时间。本发明硬度高，韧性好，质量稳定，不易出现断裂现象，工艺简单，适合工业生产。可有效降低接头残余应力，增加接头强度，从而大大提高了刀具使用可靠性，延长刀具使用寿命。该方法生产的硬质合金具有高硬度，高强度，高韧性，高热导率和高的耐磨性能，其刀片具有高切削寿命长、好的耐冲击性和高的工件表面质量，并且适用于高速铝合金切削。本发明采用高能行星球磨机球磨，将球磨介质和各个原料粉末按比例混合，使原料粉充分破碎，比传统工艺混合更加均匀，混合效率更高，并在一定程度上增加烧结活性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。实施例一、如图1所示，一种可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，包括以下步骤：步骤一、筛选：筛选所备物料得到平均粒度1μm的粉末；所述硬质合金所含成分至少包含碳化钨80质量份、钴10质量份、碳化钽0.15质量份、碳化铬0.2质量份、碳化钒0.1质量份。所述碳化钨是粒度为1.0μm，总碳含量6.0％，含氧量为0.15％的碳化钨粉。在碳化钨、钴硬质合金的基础上，增加微量的碳化钽、碳化铬以及碳化钒，可以抑制在烧结过程中晶粒长大、夹粗，从而影响产品的硬度、强度及耐磨性能，改善了本硬质合金的红硬性、和高温强度、刚度等性能，经特殊工艺制成的硬质合金刀杆，与同类普通硬质合金刀头相比其强度提高10％，硬度提高6-9％，冲击韧性提高15-30％，长径比可超过15倍，具有良好的性能，适宜于用于深孔加工。
步骤二、球磨机混合：球磨采用混合和低强度破碎研磨，在球磨机中按重量配比加入酒精、成型剂和步骤一配制好的粉料，打磨并混合均匀成料浆，其中，酒精加量500ml/kg，球磨速度为80r/min；所述成型剂至少包括油酸2.5质量份、四氢萘15质量份、乙基纤维素82.5质量份；
步骤三、过滤步骤二所得料浆，并干燥，过筛，后加入汽油橡胶粘接剂充分搅拌，得到料粒；
步骤四、对步骤三中所得料粒加入硬脂酸锌后在快速成型机中进行挤压，在成型机中加入两种不同熔点的石蜡；其中，所述快速成型机包括工作台1、液压油缸2、上模具3、移动模具4以及出料移动平台5，出料移动平台用于将成型后的毛坯移出，替代人工搬运，提高工作效率。所述液压油缸固定在油缸支架23上，所述油缸支架通过滑动柱6与所述工作台连接，所述液压油缸的活塞杆与模具固定座7连接，所述模具固定座的两侧与所述滑动柱滑动配合，所述模具固定座的下部与所述上模具连接，液压油缸带动模具固定座上下移动，模具固定座用于固定上模具。所述移动模具设置在所述工作台的一侧，所述移动模具的下部设有移动轮8，所述移动轮与所述工作台滑动配合，所述工作台的底部横向设有推送气缸9，所述推送气缸的活塞杆与所述移动模具的底部连接，移动模具用于盛装料粒，并将料粒移送到上模具的下方，推送气缸用于推动移动模具，使移动模具在工作台上往复移动；所述出料移动平台纵向设置在所述工作台的另一侧，所述出料移动平台包括若干个左、右链轮10、11以及绕接在所述左、右链轮上的链条12，所述左、右链轮之间通过连接轴13连接，所述左、右链轮上部分别固定有左、右移动块14、15，所述左、右移动块之间设有移动板16，所述左链轮或右链轮通过电机17驱动，通过电机带动左、右链轮转动，左、右链轮同步移动，当毛坯成型后，通过人工卸下毛坯到移动板上，链轮带动移动板将毛坯输送到下一道工序。在本实用新中，为了快速的对毛坯进行降温，所述移动模具的上部带有模腔18，模腔的环周带有循环水道，所述模腔的一侧带有冷水箱19，所述循环水道通过水泵与所述冷水箱连通，当成型后，启动水泵，水泵将冷水箱中的凉水打入到循环水道中对模腔内的毛坯快速的降温成型。所述移动模具的侧部设有侧滑轮20，所述侧滑轮与所述工作台的侧壁滑动配合，侧滑轮用于限制移动模具在移动过程中发生晃动，提高成型效果。所述电机设置在所述工作台的底部，所述电机通过两组减速齿轮21与所述左链轮或右链轮连接。所述工作台与所述出料移动平台之间设有出料垫块22。出料垫块用于对成型后的毛坯进行支撑传送。
步骤五、将压制成型的毛胚在1360℃的温度下烧结成硬质合金刀杆；在步骤五中所述的烧结包括如下步骤：将压制得到的半成品放入低压烧烧结炉内，烧结压力设置为4.5MPa，先在400℃时将半成品中的蜡脱净，后将烧结温度控制为1360℃，保温保压一段时间，冷却，冷却时压力为3.5MPa，出炉得到硬质合金。
步骤六、表面处理，对硬质合金刀杆作常规的表面磨光处理。
实施例二、一种可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，包括以下步骤：步骤一、筛选：筛选所备物料得到平均粒度1.5μm的粉末；所述硬质合金所含成分至少包含碳化钨90质量份、钴20质量份、碳化钽0.5质量份、碳化铬0.4质量份、碳化钒0.3质量份。所述碳化钨是粒度为1.2μm，总碳含量6.3％，含氧量为0.2％的碳化钨粉。在碳化钨、钴硬质合金的基础上，增加微量的碳化钽、碳化铬以及碳化钒，可以抑制在烧结过程中晶粒长大、夹粗，从而影响产品的硬度、强度及耐磨性能，改善了本硬质合金的红硬性、和高温强度、刚度等性能，经特殊工艺制成的硬质合金刀杆，与同类普通硬质合金刀头相比其强度提高10％，硬度提高6-9％，冲击韧性提高15-30％，长径比可超过15倍，具有良好的性能，适宜于用于深孔加工。
步骤二、球磨机混合：球磨采用混合和低强度破碎研磨，在球磨机中按重量配比加入酒精、成型剂和步骤一配制好的粉料，打磨并混合均匀成料浆，其中，酒精加量500ml/kg，球磨速度为80r/min；所述成型剂至少包括油酸2.5质量份、四氢萘15质量份、乙基纤维素82.5质量份；
步骤三、过滤步骤二所得料浆，并干燥，过筛，后加入汽油橡胶粘接剂充分搅拌，得到料粒；
步骤四、对步骤三中所得料粒加入硬脂酸锌后在快速成型机中进行挤压，在成型机中加入两种不同熔点的石蜡；其中，所述快速成型机包括工作台、液压油缸、上模具、移动模具以及出料移动平台，所述液压油缸固定在油缸支架上，所述油缸支架通过滑动柱与所述工作台连接，所述液压油缸的活塞杆与模具固定座连接，所述模具固定座的两侧与所述滑动柱滑动配合，所述模具固定座的下部与所述上模具连接；所述移动模具设置在所述工作台的一侧，所述移动模具的下部设有移动轮，所述移动轮与所述工作台滑动配合，所述工作台的底部横向设有推送气缸，所述推送气缸的活塞杆与所述移动模具的底部连接；所述出料移动平台纵向设置在所述工作台的另一侧，所述出料移动平台包括若干个左、右链轮以及绕接在所述左、右链轮上的链条，所述左、右链轮之间通过连接轴连接，所述左、右链轮上部分别固定有左、右移动块，所述左、右移动块之间设有移动板，所述左链轮或右链轮通过电机驱动。
步骤五、将压制成型的毛胚在1450℃的温度下烧结成硬质合金刀杆；在步骤五中所述的烧结包括如下步骤：将压制得到的半成品放入低压烧烧结炉内，烧结压力设置为5.5MPa，先在500℃时将半成品中的蜡脱净，后将烧结温度控制为1400℃，保温保压一段时间，冷却，冷却时压力为4.5MPa，出炉得到硬质合金。
步骤六、表面处理，对硬质合金刀杆作常规的表面磨光处理。
实施例三、一种可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，包括以下步骤：步骤一、筛选：筛选所备物料得到平均粒度1.3μm的粉末；所述硬质合金所含成分至少包含碳化钨85质量份、钴13质量份、碳化钽0.2质量份、碳化铬0.3质量份、碳化钒0.2质量份。所述碳化钨是粒度为1.1μm，总碳含量6.2％，含氧量为0.16％的碳化钨粉。在碳化钨、钴硬质合金的基础上，增加微量的碳化钽、碳化铬以及碳化钒，可以抑制在烧结过程中晶粒长大、夹粗，从而影响产品的硬度、强度及耐磨性能，改善了本硬质合金的红硬性、和高温强度、刚度等性能，经特殊工艺制成的硬质合金刀杆，与同类普通硬质合金刀头相比其强度提高10％，硬度提高6-9％，冲击韧性提高15-30％，长径比可超过15倍，具有良好的性能，适宜于用于深孔加工。
步骤二、球磨机混合：球磨采用混合和低强度破碎研磨，在球磨机中按重量配比加入酒精、成型剂和步骤一配制好的粉料，打磨并混合均匀成料浆，其中，酒精加量500ml/kg，球磨速度为80r/min；所述成型剂至少包括油酸2.5质量份、四氢萘15质量份、乙基纤维素82.5质量份；
步骤三、过滤步骤二所得料浆，并干燥，过筛，后加入汽油橡胶粘接剂充分搅拌，得到料粒；
步骤四、对步骤三中所得料粒加入硬脂酸锌后在快速成型机中进行挤压，在成型机中加入两种不同熔点的石蜡；其中，所述快速成型机包括工作台、液压油缸、上模具、移动模具以及出料移动平台，所述液压油缸固定在油缸支架上，所述油缸支架通过滑动柱与所述工作台连接，所述液压油缸的活塞杆与模具固定座连接，所述模具固定座的两侧与所述滑动柱滑动配合，所述模具固定座的下部与所述上模具连接；所述移动模具设置在所述工作台的一侧，所述移动模具的下部设有移动轮，所述移动轮与所述工作台滑动配合，所述工作台的底部横向设有推送气缸，所述推送气缸的活塞杆与所述移动模具的底部连接；所述出料移动平台纵向设置在所述工作台的另一侧，所述出料移动平台包括若干个左、右链轮以及绕接在所述左、右链轮上的链条，所述左、右链轮之间通过连接轴连接，所述左、右链轮上部分别固定有左、右移动块，所述左、右移动块之间设有移动板，所述左链轮或右链轮通过电机驱动。
步骤五、将压制成型的毛胚在1340℃的温度下烧结成硬质合金刀杆；在步骤五中所述的烧结包括如下步骤：将压制得到的半成品放入低压烧烧结炉内，烧结压力设置为5MPa，先在450℃时将半成品中的蜡脱净，后将烧结温度控制为1380℃，保温保压一段时间，冷却，冷却时压力为4MPa，出炉得到硬质合金。
步骤六、表面处理，对硬质合金刀杆作常规的表面磨光处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、筛选：筛选所备物料得到平均粒度1-1.5μm的粉末；
步骤二、球磨机混合：球磨采用混合和低强度破碎研磨，在球磨机中按重量配比加入酒精、成型剂和步骤一配制好的粉料，打磨并混合均匀成料浆，其中，酒精加量500ml/kg，球磨速度为80r/min；所述成型剂至少包括油酸2.5质量份、四氢萘15质量份、乙基纤维素82.5质量份；
步骤三、过滤步骤二所得料浆，并干燥，过筛，后加入汽油橡胶粘接剂充分搅拌，得到料粒；
步骤四、对步骤三中所得料粒加入硬脂酸锌后在快速成型机中进行挤压，在成型机中加入两种不同熔点的石蜡；其中，所述快速成型机包括工作台、液压油缸、上模具、移动模具以及出料移动平台，所述液压油缸固定在油缸支架上，所述油缸支架通过滑动柱与所述工作台连接，所述液压油缸的活塞杆与模具固定座连接，所述模具固定座的两侧与所述滑动柱滑动配合，所述模具固定座的下部与所述上模具连接；所述移动模具设置在所述工作台的一侧，所述移动模具的下部设有移动轮，所述移动轮与所述工作台滑动配合，所述工作台的底部横向设有推送气缸，所述推送气缸的活塞杆与所述移动模具的底部连接；所述出料移动平台纵向设置在所述工作台的另一侧，所述出料移动平台包括若干个左、右链轮以及绕接在所述左、右链轮上的链条，所述左、右链轮之间通过连接轴连接，所述左、右链轮上部分别固定有左、右移动块，所述左、右移动块之间设有移动板，所述左链轮或右链轮通过电机驱动。
步骤五、将压制成型的毛胚在1360～1450℃的温度下烧结成硬质合金刀杆；
步骤六、表面处理，对硬质合金刀杆作常规的表面磨光处理。
2.根据权利要求1所述的可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：所述硬质合金所含成分至少包含碳化钨80～90质量份、钴10～20质量份、碳化钽0.15～0.5质量份、碳化铬0.2～0.4质量份、碳化钒0.1～0.3质量份。
3.根据权利要求2所述的可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：所述碳化钨是粒度为1.0～1.2μm，总碳含量6.0％～6.3％，含氧量为0.15％～0.2％的碳化钨粉。
4.根据权利要求3所述的可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：在步骤五中所述的烧结包括如下步骤：将压制得到的半成品放入低压烧烧结炉内，烧结压力设置为4.5～5.5MPa，先在400～500℃时将半成品中的蜡脱净，后将烧结温度控制为1360～1400℃，保温保压一段时间，冷却，冷却时压力为3.5～4.5MPa，出炉得到硬质合金。
5.根据权利要求4所述的可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：所述移动模具的上部带有模腔，模腔的环周带有循环水道，所述模腔的一侧带有冷水箱，所述循环水道通过水泵与所述冷水箱连通。
6.根据权利要求5所述的可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：所述移动模具的侧部设有侧滑轮，所述侧滑轮与所述工作台的侧壁滑动配合。
7.根据权利要求6所述的可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：所述电机设置在所述工作台的底部，所述电机通过两组减速齿轮与所述左链轮或右链轮连接。
8.根据权利要求7所述的可快速加工硬质合金刀具的生产工艺，其特征在于：所述工作台与所述出料移动平台之间设有出料垫块。
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