CN106191586A - 一种机床切削刀片专用的合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机床切削刀片专用的合金材料及其制备方法，所述机床切削刀片专用的合金材料，按重量百分比计，硅4.0‑7.0％，铜3.7‑5.8％,锂2.5‑4.0％，镉0.4‑0.6％，磷0.5‑0.9％，钛0.04‑0.07％，硼0.02‑0.07％，镍0.001‑0.004％，矾0.001‑0.003％，锆0.001‑0.003％，镁为余量。本发明通过选择特定的配方制备出一种具有较高强度、硬度的高性能镁合金材料，同时具有轻量、耐磨损的优点，并且具有优异散热性，可满足机床切削刀片的质量要求。

Description

一种机床切削刀片专用的合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种合金技术领域，具体是一种机床切削刀片专用的合金材料及其制备方法。
背景技术
高硬度、高耐磨、高韧性难切削材料对机床切削刀片的要求非常严格，但由于普通机床切削刀片材料，淬火后力学性能，如强度、硬度、耐热性和耐磨性等远远达不到要求，同时其可切削加工性能比较差，切屑为柔性，不易断屑。现有技术中的机床切削刀片易产生严重的边界磨损，切削刀刃强度难以满足必要的使用寿命，影响了加工的稳定性；由于切屑柔韧不易折断，缠绕在切削刀片上使刀片的散热条件变差，大量切削热堆积在切削区域上，加速了刀片的软化，不仅高温使刀片丧失切削所需硬度而被工件反切，严重制约了机床的生产效率的提高。因此急需研发一种机床切削刀片专用的合金材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机床切削刀片专用的合金材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机床切削刀片专用的合金材料，按重量百分比计，硅4.0-7.0％，铜3.7-5.8％,锂2.5-4.0％，镉0.4-0.6％，磷0.5-0.9％，钛0.04-0.07％，硼0.02-0.07％，镍0.001-0.004％，矾0.001-0.003％，锆0.001-0.003％，镁为余量。
作为本发明进一步的方案：按重量百分比计，硅4.5-6.5％，铜3.9-5.2％,锂2.7-3.3％，镉0.4-0.6％，磷0.5-0.9％，钛0.04-0.07％，硼0.02-0.07％，镍0.001-0.004％，矾0.001-0.003％，锆0.001-0.003％，镁为余量。
作为本发明进一步的方案：按重量百分比计，硅5.7％，铜4.7％,锂3.0％，镉0.5％，磷0.7％，钛0.06％，硼0.05％，镍0.003％，矾0.002％，锆0.002％，镁为余量。
一种机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1200-1400℃保温0.5-1h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持35-40℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为1245℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1420℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在300-400℃下预热2-4h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)中熔炼后并在1300℃保温0.8h。
作为本发明进一步的方案：步骤(4)中将烧铸模具在350℃下预热3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过选择特定的配方制备出一种具有较高强度、硬度的高性能镁合金材料，同时具有轻量、耐磨损的优点，并且具有优异散热性，可满足机床切削刀片的质量要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种机床切削刀片专用的合金材料，按重量百分比计，硅4.0％，铜3.7％,锂2.5％，镉0.4％，磷0.5％，钛0.04％，硼0.02％，镍0.001％，矾0.001％，锆0.001％，镁为余量。
一种机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1200℃保温0.5h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持35℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为1245℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1420℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在300℃下预热2h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
实施例2
一种机床切削刀片专用的合金材料，按重量百分比计，硅4.5％，铜3.9％,锂2.7％，镉0.4％，磷0.5％，钛0.04％，硼0.02％，镍0.001％，矾0.001％，锆0.001％，镁为余量。
一种机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1200℃保温0.5h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持35℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为1245℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1420℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在300℃下预热2h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
实施例3
一种机床切削刀片专用的合金材料，按重量百分比计，硅5.7％，铜4.7％,锂3.0％，镉0.5％，磷0.7％，钛0.06％，硼0.05％，镍0.003％，矾0.002％，锆0.002％，镁为余量。
一种机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1300℃保温0.8h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持38℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为1245℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1420℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在350℃下预热3h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
实施例4
一种机床切削刀片专用的合金材料，按重量百分比计，硅6.5％，铜5.2％,锂3.3％，镉0.6％，磷0.9％，钛0.07％，硼0.07％，镍0.004％，矾0.003％，锆0.003％，镁为余量。
一种机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1400℃保温1h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持40℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为1245℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1420℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在400℃下预热4h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
实施例5
一种机床切削刀片专用的合金材料，按重量百分比计，硅7.0％，铜5.8％,锂4.0％，镉0.6％，磷0.9％，钛0.07％，硼0.07％，镍0.004％，矾0.003％，锆0.003％，镁为余量。
一种机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1400℃保温1h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持40℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为1245℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1420℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在400℃下预热4h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种机床切削刀片专用的合金材料，其特征在于，按重量百分比计，硅4.0-7.0％，铜3.7-5.8％,锂2.5-4.0％，镉0.4-0.6％，磷0.5-0.9％，钛0.04-0.07％，硼0.02-0.07％，镍0.001-0.004％，矾0.001-0.003％，锆0.001-0.003％，镁为余量。
2.根据权利要求1所述的机床切削刀片专用的合金材料，其特征在于，按重量百分比计，硅4.5-6.5％，铜3.9-5.2％,锂2.7-3.3％，镉0.4-0.6％，磷0.5-0.9％，钛0.04-0.07％，硼0.02-0.07％，镍0.001-0.004％，矾0.001-0.003％，锆0.001-0.003％，镁为余量。
3.根据权利要求1或2所述的机床切削刀片专用的合金材料，其特征在于，按重量百分比计，硅5.7％，铜4.7％,锂3.0％，镉0.5％，磷0.7％，钛0.06％，硼0.05％，镍0.003％，矾0.002％，锆0.002％，镁为余量。
4.一种如权利要求1-3任一所述的机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1200-1400℃保温0.5-1h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持35-40℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为1245℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1420℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在300-400℃下预热2-4h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
5.根据权利要求4所述的机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中熔炼后并在1300℃保温0.8h。
6.根据权利要求4所述的机床切削刀片专用的合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中将烧铸模具在350℃下预热3h。
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