CN107287472A - 钴基含铌含铜粉末冶金法化纤切断刀的制造 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粘胶短纤维化纤切断刀的制造。该化纤切断刀由Co、Cr、Cr3C2、W、WC、Ni、Mo、Cu、NbC至少9种纯粉末混合，压制成一定尺寸的刀形压坯，在真空炉中于1200ºC‑1300ºC烧结，烧结后的毛坯经机械加工到图纸要求尺寸。本化纤切断刀的优点在于：粉末冶金方法生产的该化纤切断刀组织更均匀，无铸造件的组织缺陷，成分中在传统配方中加入新的组分碳化铌和铜，使用寿命更长。通过调整碳化物的含量，可以制造出用户所需要的刀具硬度。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘胶短纤维化纤切断刀的制造，该化纤切断刀由粉末冶金方法制造，具有组织均匀，无缺陷等特点，在其传统的成分中加入碳化铌成分增加刀的耐磨性，加入铜的成分增加材料的耐腐蚀性能。两种成分的加入使其使用寿命更长。
背景技术
目前粘胶短纤维化纤切断刀生产方法由两种：1、铸造方法生产的钴基化纤切断刀，铸造工艺制造的化纤切断刀组织中不可避免的会出现夹杂、气孔、缩松、成分偏析等铸造组织缺陷，尤其是对化纤切断刀这种薄壁件铸造组织缺陷就更容易出现，在使用过程中则会导致刮丝，蹦刃等现象。铸造组织晶粒粗大，刀具的耐磨性不够好，使用寿命不够理想。2、美国肯纳公司采用粉末冶金方法制造粘胶短纤维化纤切断刀，但其粉料为一种合金粉。合金粉是按成分要求的原料经熔炼由高压气体喷制而成的粉末，再选出一定粒度范围的合金粉末经压制、烧结成刀具。其合金粉料成分为：C：1.4-1.9%；Cr:29-32%; W:3.5-5.5%;Ni:≤3%; Fe:≤3%; Mo:≤1.5%； Co：55-60%，硬度HRC40-45。其性能比铸造的化纤切断刀要好，但是使用厂家仍希望进一步提高刀具的使用寿命。
鉴于上述问题，本发明提供一种新的粘胶短纤维化纤切断刀的组分和制造方法，目的是制造使用寿命更长的粘胶短纤维化纤切断刀。
发明内容
本发明中仍采用粉末冶金方法制造该化纤切断刀，以避免铸造工艺带来的组织缺陷，但是本发明中不再采用合金粉料，而是采用各种纯粉料用高能搅拌球磨机研磨成所需要的混合粉料，同时加入了碳化铌和铜两种新组分，研磨时间为4-20小时，混合好的粉料用激光粒度分析仪测定，粒度控制在1-3.5um范围内。根据材料的回弹率和收缩率设计出所需要形状的模具，在模具中压制成生坯，压制好的生坯在真空炉中1200-1300ºC烧结成密度、硬度符合产品要求的毛坯料，毛坯料经过进一步机械加工到图纸要求。
本发明为了进一步提高刀具的耐磨性，在常用的钴基化纤切断刀的组分中特别加入了碳化铌组分，因为碳化铌具有高硬度特性，并且在烧结过程中可以抑制晶粒长大，使其耐磨性更好。还特别加入铜组分使材料耐腐蚀性能更好。由于耐磨性和耐腐蚀性的提高制造出了使用寿命更长的粘胶短纤维化纤切断刀。
本发明中各种组分以纯粉料形式加入，可以通过调整碳化物含量制造出不同环境下使用时对硬度要求不同的化纤切断刀，其硬度值在HRC35-55之间可连续调整。这种用纯粉料经研磨制造的化纤切断刀晶粒比美国肯纳公司用合金粉料制造的刀具晶粒更加细小，且通过碳化物含量的调整方便地制造出用户所需要的不同硬度的刀具。
本发明粘胶短纤维化纤切断刀的元素组分（重量百分比）特征为：Co: 40-60%；Cr:20-30%；Cr3C2:5-15%；W:3-9%；WC：0-5% Ni: 3-9%；Mo: 0-5%；Cu: 0-5%;；NbC：3-7% 。每种成分均以纯粉末形式加入。其中NbC和Cu的加入为本发明组分的最主要特征。
本发明的工艺流程为：
研磨混料——掺胶——烘干——擦筛造粒——烘干——压制成型——烧结——机械加工——成品。
本发明的优越性：
1.采用纯粉料混合粉末冶金法制造粘胶短纤维化纤切断刀具有组织晶粒细小，无夹杂、气孔、成分偏析等缺陷；
2.碳化铌的加入，提高了材料的耐磨性；铜的加入提高材料的耐腐蚀性。使刀具的使用寿命更长；
3.通过调整碳化物含量可以方便地制造出不同硬度的刀具。
具体实施方式
实例：图1是阜宁澳洋科技有限责任公司二纺化纤切断刀产品图。
将11kgCr粉、4.1kgCr3C2粉、2.65kgNbC粉、1.45kgWC粉、1.5kgW粉、3kgNi粉0.6kgCu粉、0.75kgMo粉、24.95kgCo粉,放入高能搅拌球磨机中，加入15升汽油溶液，加入300kg硬质合金球研磨12小时，研磨好的粉料取出20-30g用于测试粉料粒度。粒度合格后所有粉料加入SIS粘结剂7000ml搅拌均匀后在40-48℃烘箱中烘2-3小时后取出擦筛制粒。制好粒的物料于40-48℃烘箱内烘3小时，烘干后物料放入模具中在630吨油压机压制成型，每个压坯重量271g。并用试样模具压制试样块3件，试样块重量每件20g，随炉烧结。将坯件及试样块放入石墨舟中在真空炉中烧结。脱胶温度500-550℃时，保温2小时。随后继续升温至1240±10℃，保温120分钟，随炉冷却后出炉。刀坯上下磨加工至所需尺寸，外形由线切割加工完成，再用专用夹具开刃到产品最终尺寸。试样块上下面磨光用于测试性能。
性能如下：
密度（g/cm³）：8.48-8.52
硬度HRC：49-51
在阜宁澳洋科技有限责任公司使用中每片刀使用寿命大于150小时，原使用刀具最长使用寿命为120小时。
Claims (3)
1.一种用纯粉料混合的粉末冶金方法制造的粘胶短纤维切断刀；其特征是由Co、Cr、Cr3C2、W、WC、Ni、Mo、Cu、NbC至少9种纯粉末混合，混合粉料在所需形状的模具中加压压制成型；成型体在1200ºC-1300 ºC真空炉中烧结。
2.一种钴基含铌含铜粘胶短纤维化纤切断刀元素组分，其特征在于化学成分（重量%）为：Co: 40-60%；Cr: 20-30%；Cr3C2: 5-15%；W: 3-9%；WC：0-5% Ni: 3-9%；Mo: 0-5%；Cu:0-5%; NbC：3-7% ；其中NbC和Cu的加入为本发明组分的最主要特征。
3.碳化物含量的变化可以满足刀具在不同环境下使用时不同硬度的要求，其硬度在HRC35-55范围内可连续调整。
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