CN113275953B - 一种硬质合金切削刀具的抛光工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及刀具抛光的领域，具体公开了一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，包括如下操作步骤：S1、使用清洗剂清洗刀具表面油污，然后超声清洗刀具；S2、向钝化抛光机中加入重量比为（2‑5）：（0.05‑0.5）的磨料和抛光膏并混合均匀，接着启动钝化抛光机设置转速为50‑100r/min，将刀具插入磨料和抛光膏的混合物中进行抛光；S3、抛光后使用清水喷淋清洗、烘干得到抛光后的刀具；磨料为金刚石微粉、纳米二氧化硅、碳化硼颗粒的混合物，金刚石微粉、纳米二氧化硅、碳化硼颗粒的重量比为（0.5‑0.8）：（1‑3）：3。本申请具有提高硬质合金切削刀具抛光均匀性的优点。

Description

一种硬质合金切削刀具的抛光工艺

技术领域

本申请涉及刀具抛光的领域，更具体地说，它涉及一种硬质合金切削刀具的抛光工艺。

背景技术

硬质合金切削刀具是由硬质合金为材料制成的在机械制造业中最基本的加工刀具之一。硬质合金由于具有较高的硬度和强度、具有较高的弹性模量且热膨胀系数小、耐磨性高，已经成为现代社会中极为重要的刀具材料。

随着我国精密模具和工具超精密加工的发展，对切削刀具的质量要求越来越高，而提高刀具表面质量是提升硬质合金刀具质量和性能的重要手段之一。硬质合金切削刀具的表面质量主要由刀具的抛光工艺决定的，当前的抛光工艺虽然大多操作简单，但是抛光效果较差。

针对上述相关技术，发明人认为：亟需提高硬质合金切削刀具的抛光效果。

发明内容

为了硬质合金切削刀具的提高抛光效果，本申请提供一种硬质合金切削刀具的抛光工艺。

本申请提供的一种硬质合金切削刀具的抛光工艺采用如下的技术方案：

一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，包括如下操作步骤：

S1、使用清洗剂清洗刀具表面油污，然后超声清洗刀具；

S2、向钝化抛光机中加入重量比为(2-5)：(0.05-0.5)的磨料和抛光膏并混合均匀，接着启动钝化抛光机设置转速为50-100r/min，将刀具插入磨料和抛光膏的混合物中进行抛光；

S3、抛光后使用清水喷淋清洗、烘干得到抛光后的刀具；

所述磨料为金刚石微粉、纳米二氧化硅、碳化硼颗粒的混合物，所述金刚石微粉、纳米二氧化硅、碳化硼颗粒的重量比为(0.5-0.8)：(1-3)：3。

通过采用上述技术方案，首先将刀具表面清洗干净，然后用金刚石微粉、纳米二氧化硅和碳化硼颗粒混合制得磨料，使用自制磨料与抛光膏混合进行刀具的抛光，提高了硬质合金切削刀具的抛光均匀性。

优选的，所述碳化硼颗粒的粒度为F600-F1000。

通过采用上述技术方案，碳化硼颗粒的粒度为F600-F1000时，磨料体系分散更均匀，在抛光膏的共同作用下，提高了硬质合金切削刀具的抛光均匀性。

优选的，所述金刚石微粉的粒径为10-20μm。

通过采用上述技术方案，粒径为10-20μm的金刚石微粉与抛光膏的相容性较高，磨料体系分散性较高，硬质合金切削刀具光洁度的抛光均匀性较高。

优选的，所述S1步骤中清洗剂的型号为HFS-C100。

通过采用上述技术方案，HFS-C100型清洗剂对金属没有腐蚀性，具有较强的洗净能力，适用于硬质合金的清洗。

优选的，所述S1步骤中超声清洗时间为20-30min。

通过采用上述技术方案，超声时间过长，增加了抛光工艺的时间成本，超声20-30min时，清洗效果较好，后续抛光较均匀。

优选的，所述抛光膏由包括重量比为(2-4)：5：(0.5-1.5)：(0.8-2):2的硬脂酸、石蜡、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇和无水乙醇混合制成。

通过采用上述技术方案，由于在抛光膏中加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和聚乙二醇，提高了硬质合金切削刀具抛光的均匀性，其中聚乙二醇的分散性较高，能够与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯共同作用，进一步提高了磨料体系的分散性，使磨料与刀具接触均匀，提高了硬质合金切削刀具抛光的均匀性。

优选的，所述聚乙二醇选自PEG200、PEG400中的一种或两种。

PEG200、PEG400的粘度较小，不易引起磨料的团聚，使磨料体系的分散均匀性较高，进一步提高了硬质合金切削刀具抛光均匀性。

优选的，所述S2步骤中的抛光时间为30-70min。

通过采用上述技术方案，抛光时间为30-70min时，抛光效果较好，抛光均匀性较优。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用自制磨料与抛光膏混合进行刀具的抛光，由于在抛光膏中加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和聚乙二醇，提高了硬质合金切削刀具抛光的均匀性，其中聚乙二醇的分散性较高，能够与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯共同作用，进一步提高了磨料体系的分散性，能够使磨料与刀具接触均匀，提高硬质合金切削刀具抛光的均匀性；

2、本申请中优选采用粒度为F600-F1000的碳化硼颗粒，使磨料体系分散更均匀，在抛光膏的共同作用下，提高了硬质合金切削刀具的抛光均匀性；

3、本申请中优选采用粒径为10-20μm的金刚石微粉，其与抛光膏的相容性较高，磨料体系分散性较高，硬质合金切削刀具的抛光均匀性较高。

具体实施方式

以下结合制备例和实施例对本申请作进一步详细说明，如无特殊说明，本申请所用原料来源见表1。

表1.本申请所用原料来源

磨料的制备例

制备例1

一种磨料，制备方法为：将0.6kg金刚石微粉、2kg纳米二氧化硅和3kg碳化硼颗粒混合均匀制得磨料；

所用金刚石微粉的粒径为8μm；所用碳化硼颗粒的粒度为F500。

制备例2-3

制备例2-3均以制备例1为基础，与制备例1的区别仅在于：各原料用量不同，具体见表2。

表2.制备例1-3各原料用量

制备例	制备例1	制备例2	制备例3
				金刚石微粉(kg)	0.6	0.5	0.8
纳米二氧化硅(kg)	2	3	1
				碳化硼颗粒(kg)	3	3	3

制备例4

制备例4以制备例1为基础，与制备例1的区别仅在于：所用氮化硼的粒度为F1200。

制备例5

制备例5以制备例4为基础，与制备例4的区别仅在于：所用氮化硼的粒度为F600。

制备例6

制备例6以制备例4为基础，与制备例4的区别仅在于：所用氮化硼的粒度为F800。

制备例7

制备例7以制备例4为基础，与制备例4的区别仅在于：所用氮化硼的粒度为F1000。

制备例8

制备例8以制备例7为基础，与制备例7的区别仅在于：所用金刚石微粉的粒径为30μm。

制备例9

制备例9以制备例8为基础，与制备例8的区别仅在于：所用金刚石微粉的粒径为10μm。

制备例10

制备例10以制备例8为基础，与制备例8的区别仅在于：所用金刚石微粉的粒径为16μm。

制备例11

制备例11以制备例8为基础，与制备例8的区别仅在于：所用金刚石微粉的粒径为20μm。

抛光膏的制备例

制备例12

一种抛光膏，其制备方法为：将300g硬脂酸、500g石蜡、100g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、130g聚乙二醇和200g无水乙醇混合均匀制得抛光膏；所用聚乙二醇为PEG600。

制备例13-18

制备例13-18均以制备例12为基础，与制备例12的区别仅在于：各原料用量不同，具体见表3。

表3.制备例12-18各原料用量

制备例19

制备例19以制备例12为基础，与制备例12的区别仅在于：所用聚乙二醇为PEG200。

制备例20

制备例20以制备例12为基础，与制备例12的区别仅在于：所用聚乙二醇为PEG400。

对比制备例

对比制备例1

对比制备例1以制备例3为基础，与制备例3的区别仅在于：以等质量的硬脂酸代替三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。

对比制备例2

对比制备例2以制备例3为基础，与制备例3的区别仅在于：以等质量的硬脂酸代替聚乙二醇。

实施例

实施例1

一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，包括如下操作步骤：

S1、使用型号为HFS-C100的清洗剂清洗刀具表面油污，然后在25℃下超声清洗刀具15min，超声清洗时清洗频率设置为50千赫兹；

S2、向钝化抛光机中加入3kg磨料和200g抛光膏并混合均匀，接着启动钝化抛光机设置转速为80r/min，将刀具插入磨料和抛光膏的混合物中进行抛光，抛光时间为25min；

S3、抛光后使用1000ml清水喷淋清洗刀具，接着在50℃下烘干得到抛光后的刀具；

所用磨料来源于制备例1；所用抛光膏来源于制备例12；待抛光的刀具为未抛光的DF300-E3系列铣刀，规格为D2 C6 S4 L50 F3B，购自广东刀父精工科技有限公司；所用钝化抛光机为欧泰克牌32工位刀具钝化抛光机。

实施例2-21

实施例2-21均以实施例1为基础，与实施例1的区别仅在于：抛光条件不同，具体见表4。

表4.实施例1-21抛光条件

实施例22

实施例22以实施例21为基础，与实施例21的区别仅在于：S1步骤中的超声清洗时间为40min。

实施例23

实施例23以实施例22为基础，与实施例22的区别仅在于：S1步骤中的超声清洗时间为20min。

实施例24

实施例24以实施例22为基础，与实施例22的区别仅在于：S1步骤中的超声清洗时间为25min。

实施例25

实施例25以实施例22为基础，与实施例22的区别仅在于：S1步骤中的超声清洗时间为30min。

实施例26

实施例26以实施例25为基础，与实施例25的区别仅在于：S2步骤中的抛光时间为80min。

实施例27

实施例27以实施例26为基础，与实施例26的区别仅在于：S2步骤中的抛光时间为30min。

实施例28

实施例28以实施例26为基础，与实施例26的区别仅在于：S2步骤中的抛光时间为50min。

实施例29

实施例29以实施例26为基础，与实施例26的区别仅在于：S2步骤中的抛光时间为70min。

对比例

对比例1

对比例1以实施例5为基础，与实施例5的区别仅在于：所用抛光膏来源于对比制备例1。

对比例2

对比例2以实施例5为基础，与实施例5的区别仅在于：所用抛光膏来源于对比制备例2。

对比例3

对比例3以实施例5为基础，与实施例5的区别仅在于：所用抛光膏的货号为00260251，来源于安徽普尔斯进出口贸易有限公司。

对比例4

对比例4以实施例5为基础，与实施例5的区别仅在于：所用磨料为粒度为F600的碳化硼颗粒。

性能检测试验

分别对实施例1-29、对比例1-4抛光后的硬质合金切削刀具进行如下性能测试。

寿命测试：按照GB/T 16460-2016(立铣刀寿命试验)的规定分别对实施例1-29、对比例1-4抛光后的硬质合金铣刀的寿命进行测试，测试结果见表5。

表面粗糙度均匀性：按照GB/T 131-93的规定对实施例1-29、对比例1-4抛光后的硬质合金铣刀沿径向两侧的表面粗糙度进行测试并求差值，每个实施例、对比例准备10个试件，记录试件的表面粗糙度的差值并求平均值，差值的平均值越大说明刀具的表面光洁度均匀性越低，差值的平均值越小说明刀具的表面光洁度均匀性越高，即抛光越均匀，测试结果见表5。

表5.实施例1-29、对比例1-4测试结果

分析上述数据可知，本申请的抛光工艺主要用于抛光硬质合金刀具，其寿命均不低于250min，表面粗糙度的差值均不高于0.03a，即硬质合金切削刀具的表面粗糙度的均匀性较高，对比实施例1-5的数据可知，实施例1为实施例1-5的最佳实施例。

分析实施例5与对比例1-4的数据，说明本申请的抛光工艺中，自制磨料与抛光膏混合进行刀具的抛光，能够提高抛光的均匀性并提高刀具的寿命，这可能是由于在抛光膏中加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和聚乙二醇，提高了硬质合金切削刀具抛光的均匀性，其中聚乙二醇的分散性较高，能够与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯共同作用，进一步提高了磨料体系的分散性，能够使自制磨料与刀具接触均匀，使硬质合金刀具的表面粗糙度较均匀，即使刀具的抛光均匀性提高。

分析实施例7-9与实施例6、实施例1的数据可知，当磨料中碳化硼颗粒的粒度为F600-F1000时，硬质合金切削刀具的表面粗糙度的差值较小，其表面粗糙度的均匀性有所提高，且刀具寿命提高，说明粒度为F600-F1000的碳化硼颗粒，磨料体系分散更均匀，在抛光膏的共同作用下，提高了硬质合金切削刀具的抛光均匀性。

分析实施例11-13与实施例10、实施例9的数据可知，当金刚石微粉的粒径为10-20μm时，硬质合金切削刀具的表面粗糙度的差值较小，其表面粗糙度的均匀性有所提高，且刀具寿命提高，说明粒径为10-20μm的金刚石微粉与抛光膏的相容性较高，磨料体系分散性较高，硬质合金切削刀具的抛光均匀性较高。

分析实施例20-21与实施例19的数据可知，当聚乙二醇为PEG200、PEG400时，硬质合金切削刀具的表面粗糙度的差值较小，其表面粗糙度的均匀性较高，说明PEG200、PEG400的粘度较小，不易引起磨料的团聚，使磨料体系的分散均匀性较高，进一步提高了硬质合金切削刀具抛光均匀性。

分析实施例23-25与实施例22、实施例21的数据可知，超声时间过长，增加了抛光工艺的时间成本，但是对抛光均匀性的影响不大，超声20-30min时，清洗效果较好，后续抛光较均匀，其表面粗糙度的均匀性较高。

分析实施例27-29与实施例26、实施例25的数据可知，延长抛光时间增加了抛光工艺的时间成本，但是对抛光均匀性的影响不大，抛光时间为30-70min时，抛光效果较好，抛光均匀性较优。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：

S1、使用清洗剂清洗刀具表面油污，然后超声清洗刀具；

S2、向钝化抛光机中加入重量比为（2-5）：（0.05-0.5）的磨料和抛光膏并混合均匀，接着启动钝化抛光机设置转速为50-100r/min，将刀具插入磨料和抛光膏的混合物中进行抛光；

S3、抛光后使用清水喷淋清洗、烘干得到抛光后的刀具；

所述磨料为金刚石微粉、纳米二氧化硅、碳化硼颗粒的混合物，所述金刚石微粉、纳米二氧化硅、碳化硼颗粒的重量比为（0.5-0.8）：（1-3）：3；

所述抛光膏由包括重量比为（2-4）：5：（0.5-1.5）：（0.8-2）:2的硬脂酸、石蜡、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇和无水乙醇混合制成。

2.根据权利要求1所述的一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，其特征在于：所述碳化硼颗粒的粒度为F600-F1000。

3.根据权利要求1所述的一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，其特征在于：所述金刚石微粉的粒径为10-20μm。

4.根据权利要求1所述的一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，其特征在于：所述S1步骤中清洗剂的型号为HFS-C100。

5.根据权利要求1所述的一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，其特征在于：所述S1步骤中超声清洗时间为20-30min。

6.根据权利要求1所述的一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，其特征在于：所述聚乙二醇选自PEG200、PEG400中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的一种硬质合金切削刀具的抛光工艺，其特征在于：所述S2步骤中的抛光时间为30-70min。