CN113621892A - 一种抗冲击力强的硬质合金铣刀及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本分明提供了一种抗冲击力强的硬质合金铣刀及其制备方法,其中,制备铣刀的硬质合金采用固溶强化的方法增加合金的硬度,通过淬火、回火等热处理工艺,提高合金的硬度以及抗冲击性能;添加调和相,使合金中的不同金相组织能均匀的分散在合金中,提高了合金的综合性能。淬冷液由高分子组合而成,其中的主要成分具有优良的催冷效果,同时具有热安定性,优良的光良性以及清洁光亮性。对铣刀的表面进行处理,通过等离子喷涂技术,可将硬化粉末喷涂在合金表面,粉状涂层经过高温烘烤流平固化,变成最终涂层,最终涂层具有耐高温的性能,同时不会降低铣刀的切削能力。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工相关技术领域,特别是一种抗冲击力强的硬质合金铣刀及其制备方法。
技术背景
铣刀,是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。铣刀大致分为以下两类:尖齿铣刀,在后刀面上磨出一条窄的刃带以形成后角,由于切削角度合理,其寿命较高。尖齿铣刀的齿背有直线、曲线和折线3种形式。直线齿背常用于细齿的精加工铣刀。曲线和折线齿背的刀齿强度较好,能承受较重的切削负荷,常用于粗齿铣刀。铲齿铣刀,其后面用铲削方法加工成阿基米德螺旋线的齿背,铣刀用钝后只须重磨前面,能保持原有齿形不变,用于制造齿轮铣刀等各种成形铣刀。
随着中国工业的进一步发展,切削加工技术向着高速、高效、干式的方向逐步迈进。高速铣削是目前高速切削应用的主要工艺,高速铣刀是实现高速铣削加工的重要技术之一。高速切削加工技术集高效、优质和低耗于一身,不仅切削效率高,而且表面加工质量好、单位切削力小,但对刀具材料的耐磨性能和红硬性能要求也提出了更高的要求。但在使用的过程中,铣刀由于在高温的环境下受到冲击力,对铣刀造成了严重的磨损,降低到了铣刀的使用寿命。因此,发明一种抗冲击力强耐高温的铣刀对铣刀制备技术领域具有积极意义。目前的铣刀是通过改进铣刀的结构来延长铣刀的使用寿命,但治标不治本,材质的问题极易影响到铣刀的性能,所以本发明提供了一种制备抗冲击力强的硬质合金来制备铣刀的方法,同时提供了一种铣刀的表面处理方法,有效的解决了铣刀的冲击磨损问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种抗冲击力强的硬质合金铣刀其制备方法。
本发明的第二目的是提供一种抗冲击力强的硬质合金的制备工艺。
本发明的第三目的是提供一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的表面处理方法。
具体制备方法如下:
一种抗冲击力的硬质铣刀,制备铣刀的硬质合金原料为:为45号钢70-75份、铁35-45份、钛1-2份、硼0.03-0.05份、镍0.5-1.2份、钴0.1-0.2份。
其中,一种抗冲击力的硬质铣刀的的具体制备过程包括如下步骤:
一)合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2h-3h,备用;
3)将铁质量60-70%的原料放入高温炉中,加热,以10-15℃/min的速率升温至1740℃,保温2-3h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以4-7℃/min的速率升温至2250℃,保温1-1.5h,后将其以1-3℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以4-6℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2h-3h,后加入步骤2)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1-2h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以7-9℃/min的速率升温至2500℃,保温15-30min,后将其以7-9℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4-5h后,将其以3-5℃/min的速率升温至1550℃,保温3-4h,再将其以3-6℃/min的速率降温至1000℃,保温3-4h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以7-10℃/min的速率升温至770℃,保温1-2h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3-4h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
二)粗铣刀的制备
将制备的硬质合金制成金属件毛坯,对金属件毛坯通过无心磨、粗倒、精磨、下台阶、磨削中心开槽、精磨工艺制成粗铣刀,备用;
三)铣刀的表面处理
ⅰ)将制备的粗铣刀放入粘结剂中进行浸泡,将溶液升温至60℃,保温时间为4-6h;
ⅱ)将步骤ⅰ)处理好的铣刀放入控制室中,将硬化粉末通过大气等离子喷涂设备中进行喷涂,直至喷涂厚度为5μm,即得。
其中,所述增强调和质的原料为:锰0.06-0.12份、铁10-15份、钒0.2-0.3份、钪0.03-0.05份、镧0.01-0.03份、铈0.01-0.02份。
所述增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃直至熔融成金属液,加入钪、镧、铈金属后,以3-5℃/min的速率升温至2010℃,保温15-30min,再向其中加入上锰、钒金属,保温30-45min后,以2-4℃/min的速率降温至700℃,保温3-4h,后将通过急冷降温至400-500℃,保温4-5h后,即得。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂4-7份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚3-5份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以3-5℃/min的速率升温至110℃,保温反应4-5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯8-10份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以6-8℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐3-5份,加入丙酮溶液,以3-6℃/min的速率升温至110℃,保温反应5h-6h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚6-9份以10-13滴/min的速率滴加至反应器中,以2-4℃/min的速率升温至130℃,保温反应3-4h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠5-7份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚3-5份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以1-3℃/min的速率升温至105-110℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡15-20份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油100-120份中,搅拌均匀,即得。
其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯5-8份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷3-5份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以3-5℃/min缓慢升温至125-130℃,保温反应3-4h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯3-5份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以5-7℃/min的速率升温至100-110℃,保温反应4-6h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡10-13份,以3-4℃/min的速率缓慢升温至50-60℃,边升温边搅拌,保温反应3-4h,即得。
其中,所述硬化粉末为氮化钛粉末3-5份、氮化铬粉末4-6份、六方氮化硼粉末6-8份、氧化铝粉末5-7份、碳化钛粉末1-3份、碳化钨3-5份混合而成的混合粉末。
本发明具备的优势:
要得到抗冲击力强的硬质合金铣刀,那制备铣刀的合金必须具备优良的抗冲击性能。本发明选用45号钢、铁作为合金的基底,加入钛、硼、镍、钴等固溶元素对其进行固溶强化。本发明将合金原料进行加热熔融得到均匀的金属液,后将固溶金属加入其中,经过特定的升温降温过程,将金属内部的原子进行排列组合,形成固溶体,利用固溶强化方法提高合金的强度,极大地增强了硬质合金的硬度。对合金进行淬火、回火、退火等热处理工艺,控制合金中金属相的组成成分,其中,淬火能增加合金的强度和硬度,回火可消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取得预期的力学性能。退火消除了组织缺陷,改善金相组织使成分均匀化以及细化晶粒,提高钢的力学性能,减少残余应力;同时可降低硬度,提高塑性和韧性,改善切削加工性能。但由于合金原料中添加了大量的杂质原子来对合金进行固溶强化,会导致微观结构中的位错等缺陷增多,固溶原子发生偏聚等现象,降低了合金的抗冲击性能,极易导致合金发生脆性断裂,所以向其中添加调和相,使合金的微观结构中不同的金属相能均匀的分散在合金中,提高了合金的金属性能。同时在合金中添加能增加晶界扩散激活能的元素,如硼、稀土,则既能阻碍晶界滑动,又增大晶界裂纹面的表面能,提高合金持久强度极限。稀土元素的添加,改善了金属的切削性能,提高了金属的硬度和韧性。
因合金中融入的固溶原子种类和数量较多,所以需要特殊的淬冷液来促进合金中金相的形成,否则固溶原子便会缓慢聚集在一起,无法形成相对均匀的固溶体,导致合金的硬度以及抗冲击性能下降。淬冷液由高分子组合而成,其中的主要成分具有优良的催冷效果,同时具有热安定性,优良的光良性以及清洁光亮性;添加的双肉桂酰基硫代双丙酸脂具有优良的抗氧化效果,防止合金发生氧化;同时添加有表面活性剂,减少杂质在合金表面的附着,保护合金成分的稳定性。
由于在淬冷液以及合金中添加的固溶原子的影响下,合金的抗冲击强度达到了大幅度的提高,但铣刀在切削工作的过程中会产生大量的热,导致铣刀的温度升高,而制备的合金中存在大量的杂质原子和位错晶界,极易使材料到达蠕变极限,高温会使铣刀产生蠕变,进而使铣刀发生断裂,所以需要对铣刀的表面进行处理,延长铣刀的使用寿命。一般的表面处理无法达到铣刀在高温环境下的条件,甚至会在高温的条件下对铣刀表面产生轻微的腐蚀,所以需要对铣刀表面进行特殊的高温处理,增加铣刀的耐高温性能,减少铣刀的蠕变断裂,延长铣刀的使用寿命。而六方氮化硼具有类似石墨的层状结构,有良好的润滑性,电绝缘性导热性和耐化学腐蚀性,具有中子吸收能力,化学性质稳定对所有熔融金属化学呈惰性,成型制品便于机械加工,有很高的耐湿性,在铣刀表面喷涂氮化硼粉末并进行烧结,将其附着在铣刀表面,提高铣刀的耐高温性能;硬化合金合金粉末在粘结剂的作用下,在高温的环境下可有效的转变为耐高温涂层,有效的延长铣刀的使用寿命。通过等离子喷涂技术,可将有效成分喷涂在合金表面,粉状涂层经过高温烘烤流平固化,变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的最终涂层,最终涂层具有耐高温的性能,同时不会降低铣刀的切削能力。
具体制备方法
实施例1
一种抗冲击力的硬质铣刀,制备铣刀的硬质合金原料为:为45号钢73份、铁40份、钛1.5份、硼0.04份、镍0.8份、钴0.15份。
其中,一种抗冲击力的硬质铣刀的的具体制备过程包括如下步骤:
一)合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁质量65%的原料放入高温炉中,加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,后将其以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以5℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤2)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以8℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4.5h后,将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率升温至770℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得;
二)粗铣刀的制备
将制备的硬质合金制成金属件毛坯,对金属件毛坯通过无心磨、粗倒、精磨、下台阶、磨削中心开槽、精磨工艺制成粗铣刀,备用;
三)铣刀的表面处理
ⅰ)将制备的粗铣刀放入粘结剂中进行浸泡,将溶液升温至60℃,保温时间为5h;
ⅱ)将步骤ⅰ)处理好的铣刀放入控制室中,将硬化粉末通过大气等离子喷涂设备中进行喷涂,直至喷涂厚度为5μm,即得。
所述增强调和质的原料为:锰0.09份、铁13份、钒0.25份、钪0.04份、镧0.02份、铈0.015份。
而增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃后的金属液,加入钪、镧、铈金属后,以4℃/min的速率升温至2010℃,保温23min,再向其中加入上锰、钒金属,保温38min,后以3℃/min的速率降温至700℃,保温3.5h,后将通过急冷降温至450℃,保温4.5h后,即得。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂6份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至110℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯9份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以7℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐4份,加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应5.5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份以12滴/min的速率滴加至反应器中,以3℃/min的速率升温至130℃,保温反应3.5h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠6份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以2℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油110份中,搅拌均匀,即得。
其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯7份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷4份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以4℃/min缓慢升温至128℃,保温反应3.5h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯4份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以6℃/min的速率升温至105℃,保温反应4.5h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡12份,以3.5℃/min的速率缓慢升温至55℃,边升温边搅拌,保温反应3.5h,即得。
其中,所述硬化粉末为氮化钛粉末4份、氮化铬粉末5份、六方氮化硼粉末7份、氧化铝粉末6份、碳化钛粉末2份、碳化钨4份混合而成的混合粉末。
实施例2
一种抗冲击力的硬质铣刀,制备铣刀的硬质合金原料为:为45号钢70份、铁45份、钛1份、硼0.05份、镍0.5份、钴0.2份。
其中,一种抗冲击力的硬质铣刀的的具体制备过程包括如下步骤:
一)合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2h,备用;
3)将铁质量70%的原料放入高温炉中,加热,以10℃/min的速率升温至1740℃,保温3h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以4℃/min的速率升温至2250℃,保温1.5h,后将其以1℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以6℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2h,,后加入步骤2)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温2h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以7℃/min的速率升温至2500℃,保温30min,后将其以7℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温5h后,将其以3℃/min的速率升温至1550℃,保温4h,再将其以3℃/min的速率降温至1000℃,保温4h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以7℃/min的速率升温至770℃,保温2h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
二)粗铣刀的制备
将制备的硬质合金制成金属件毛坯,对金属件毛坯通过无心磨、粗倒、精磨、下台阶、磨削中心开槽、精磨工艺制成粗铣刀,备用;
三)铣刀的表面处理
ⅰ)将制备的粗铣刀放入粘结剂中进行浸泡,将溶液升温至60℃,保温时间为4h;
ⅱ)将步骤ⅰ)处理好的铣刀放入控制室中,将硬化粉末通过大气等离子喷涂设备中进行喷涂,直至喷涂厚度为5μm,即得。
所述增强调和质的原料为:锰0.06份、铁15份、钒0.2份、钪0.05份、镧0.01份、铈0.02份。
而增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃后的金属液,加入钪、镧、铈金属后,以5℃/min的速率升温至2010℃,保温15min,再向其中加入上锰、钒金属,保温45min,后以2℃/min的速率降温至700℃,保温4h,后将通过急冷降温至400℃,保温5h后,即得。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂4份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚5份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以3℃/min的速率升温至110℃,保温反应5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯8份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以8℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐3份,加入丙酮溶液,以6℃/min的速率升温至110℃,保温反应5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚9份以10滴/min的速率滴加至反应器中,以4℃/min的速率升温至130℃,保温反应3h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠7份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚3份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以3℃/min的速率升温至105℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡20份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油100份中,搅拌均匀,即得。
其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯5份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷5份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以3℃/min缓慢升温至130℃,保温反应3h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯5份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应4h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡13份,以3℃/min的速率缓慢升温至60℃,边升温边搅拌,保温反应3h,即得。
其中,所述硬化粉末为氮化钛粉末5份、氮化铬粉末4份、六方氮化硼粉末8份、氧化铝粉末5份、碳化钛粉末3份、碳化钨3份混合而成的混合粉末。
实施例3
一种抗冲击力的硬质铣刀,制备铣刀的硬质合金原料为:为45号钢75份、铁35份、钛2份、硼0.03份、镍1.2份、钴0.1份。
其中,一种抗冲击力的硬质铣刀的的具体制备过程包括如下步骤:
一)合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温3h,备用;
3)将铁质量60的原料放入高温炉中,加热,以15℃/min的速率升温至1740℃,保温2h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以7℃/min的速率升温至2250℃,保温1h,后将其以3℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以4℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温3h,,后加入步骤2)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以9℃/min的速率升温至2500℃,保温15min,后将其以9℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4h后,将其以5℃/min的速率升温至1550℃,保温3h,再将其以6℃/min的速率降温至1000℃,保温3h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以10℃/min的速率升温至770℃,保温1h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温4h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
二)粗铣刀的制备
将制备的硬质合金制成金属件毛坯,对金属件毛坯通过无心磨、粗倒、精磨、下台阶、磨削中心开槽、精磨工艺制成粗铣刀,备用;
三)铣刀的表面处理
ⅰ)将制备的粗铣刀放入粘结剂中进行浸泡,将溶液升温至60℃,保温时间为6h;
ⅱ)将步骤ⅰ)处理好的铣刀放入控制室中,将硬化粉末通过大气等离子喷涂设备中进行喷涂,直至喷涂厚度为5μm,即得。
所述增强调和质的原料为:锰0.12份、铁10份、钒0.3份、钪0.03份、镧0.03份、铈0.01份。
而增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃后的金属液,加入钪、镧、铈金属后,以3℃/min的速率升温至2010℃,保温30min,再向其中加入上锰、钒金属,保温30min,后以4℃/min的速率降温至700℃,保温3h,后将通过急冷降温至500℃,保温4h后,即得。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂7份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚3份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应4h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯10份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以6℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐5份,加入丙酮溶液,以3℃/min的速率升温至110℃,保温反应6h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚6份以13滴/min的速率滴加至反应器中,以2℃/min的速率升温至130℃,保温反应4h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠5份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚5份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以1℃/min的速率升温至110℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡15份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油120份中,搅拌均匀,即得。
所述铣刀的为表面处理为:
1)将制备的硬质合金制成金属件毛坯,对金属件毛坯通过无心磨、粗倒、精磨、下台阶、磨削中心开槽、精磨工艺制成粗铣刀,备用;
2)将步骤1)制备的铣刀放入粘结剂中进行浸泡,将溶液升温至60℃,保温时间为6h;
3)将步骤2)处理好的铣刀返给控制室中,将硬化粉末通过大气等离子喷涂设备中进行喷涂,直至喷涂厚度为5μm,即得。
其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯8份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷3份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以5℃/min缓慢升温至125℃,保温反应4h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯3份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以7℃/min的速率升温至100℃,保温反应6h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡10份,以4℃/min的速率缓慢升温至50℃,边升温边搅拌,保温反应4h,即得。
其中,所述硬化粉末为氮化钛粉末3份、氮化铬粉末6份、六方氮化硼粉末6份、氧化铝粉末7份、碳化钛粉末1份、碳化钨5份混合而成的混合粉末。
对比例1
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述制备铣刀的硬质合金原料为:为45号钢73份、铁40份、钛1.5份、硼0.01份、镍0.8份、钴0.15份。
其余同实施例1。
对比例2
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述制备铣刀的硬质合金原料为:为45号钢73份、铁40份、钛3.5份、硼0.04份、镍0.8份、钴0.15份。
其余同实施例1。
对比例3
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述制备铣刀的硬质合金原料为:为45号钢73份、铁40份、钛1.5份、硼0.01份、镍0.8份、钴0.35份。
其余同实施例1。
对比例4
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁放入高温炉中,加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,后将其以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将增强调和质放入高温炉中,加热,将其升温至18200℃,直至熔融成均匀的金属液,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤1)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以8℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4.5h后,将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率升温至770℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
其余同实施例1。
对比例5
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁质量65%的原料放入高温炉中,加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,后将其以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤1)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以8℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4.5h后,将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率升温至770℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
其余同实施例1。
对比例6
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁质量65%的原料放入高温炉中,再将钛、镍、钴、硼加入炉中加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,后以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以5℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤1)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以8℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4.5h后,将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率升温至770℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
其余同实施例1。
对比例7
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁质量65%的原料放入高温炉中,加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,后将其以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以5℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤1)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率升温至770℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
其余同实施例1。
对比例8
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁质量65%的原料放入高温炉中,加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,后将其以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以5℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤1)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以8℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4.5h后,将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h后降至室温,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率降温至770℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
其余同实施例1。
对比例9
一种抗冲击力强的硬质合金铣的其制备方法。
其中,所述合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁质量65%的原料放入高温炉中,加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,后将其以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以5℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤1)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以8℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4.5h后,将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率降温至800℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以6℃/min的速率降至室温,即得。
其余同实施例1。
对比例10
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁质量65%的原料放入高温炉中,加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,后将其以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以5℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤1)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以8℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4.5h后,将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率升温至770℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
其余同实施例1。
对比例11
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2.5h,备用;
3)将铁质量65%的原料放入高温炉中,加热,以13℃/min的速率升温至1740℃,保温2.5h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以6℃/min的速率升温至2250℃,保温1.3h,后将其以2℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,加入锰0.09份、铁13份、钒0.25份、钪0.04份、镧0.02份、铈0.015份,以5℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2.5h,后加入步骤1)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1.5h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以8℃/min的速率升温至2500℃,保温22min,后将其以8℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4.5h后,将其以4℃/min的速率升温至1550℃,保温3.5h,再将其以5℃/min的速率降温至1000℃,保温3.5h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以9℃/min的速率升温至770℃,保温1.5h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3.5h后,后以2℃/min的速率降至室温,即得。
其余同实施例1。
对比例12
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述增强调和质的原料为:锰0.09份、铁13份、钒0.25份、钪0.07份、镧0.02份、铈0.015份。
而增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃后的金属液,加入钪、镧、铈金属后,以4℃/min的速率升温至2010℃,保温23min,再向其中加入上锰、钒金属,保温38min,后以3℃/min的速率降温至700℃,保温3.5h,后将通过急冷降温至450℃,保温4.5h后,即得。
其余同实施例1。
对比例13
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述增强调和质的原料为:锰0.09份、铁13份、钒0.25份、钪0.04份、镧0.02份、铈0.03份。
而增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃后的金属液,加入钪、镧、铈金属后,以4℃/min的速率升温至2010℃,保温23min,再向其中加入上锰、钒金属,保温38min,后以3℃/min的速率降温至700℃,保温3.5h,后将通过急冷降温至450℃,保温4.5h后,即得。
其余同实施例1。
对比例14
一种抗冲击力强的硬质合金铣的其制备方法。
其中,所述增强调和质的原料为:锰0.09份、铁13份、钒0.25份、钪0.04份、镧0.02份、铈0.015份。
而增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃后的金属液,加入钪、镧、铈金属后,以4℃/min的速率升温至2010℃,保温23min,再向其中加入上锰、钒金属,保温38min,以9℃/min的速率降温至700℃,保温3.5h,后将通过急冷降温至450℃,保温4.5h后,即得。
其余同实施例1。
对比例15
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述增强调和质的原料为:锰0.09份、铁13份、钒0.25份、钪0.04份、镧0.02份、铈0.015份。
而增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃后的金属液,加入钪、镧、铈金属后,以4℃/min的速率升温至2010℃,保温23min,再向其中加入上锰、钒金属,保温38min,后以3℃/min的速率降温至650℃,保温3.5h,后将通过急冷降温至450℃,保温4.5h后,即得。
其余同实施例1。
对比例16
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述增强调和质的原料为:锰0.09份、铁13份、钒0.25份、钪0.04份、镧0.02份、铈0.015份。
而增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃后的金属液,加入钪、镧、铈、锰、钒金属后,以4℃/min的速率升温至2010℃,保温50min,后以3℃/min的速率降温至700℃,保温3.5h,后将通过急冷降温至450℃,保温4.5h后,即得。
其余同实施例1。
对比例17
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液为清水。
其余同实施例1。
对比例18
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液为快速光亮淬火油LT-18B。
其余同实施例1。
对比例19
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂9份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至110℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯9份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以7℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐4份,加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应5.5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份以12滴/min的速率滴加至反应器中,以3℃/min的速率升温至130℃,保温反应3.5h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠6份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以2℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油110份中,搅拌均匀,即得。
其余同实施例1。
对比例20
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂6份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至90℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯9份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以7℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐4份,加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应5.5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份以12滴/min的速率滴加至反应器中,以3℃/min的速率升温至130℃,保温反应3.5h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠6份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以2℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油110份中,搅拌均匀,即得。
其余同实施例1。
对比例21
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂6份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至110℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯5份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以7℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐4份,加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应5.5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份以12滴/min的速率滴加至反应器中,以3℃/min的速率升温至130℃,保温反应3.5h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠6份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以2℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油110份中,搅拌均匀,即得。
其余同实施例1。
对比例22
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂6份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至110℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯9份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以7℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐4份,双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份、加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至130℃,保温反应8h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠6份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以2℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油110份中,搅拌均匀,即得。
其余同实施例1。
对比例23
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂6份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至110℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯9份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以7℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐4份,加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应5.5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份以12滴/min的速率滴加至反应器中,以3℃/min的速率升温至130℃,保温反应3.5h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠9份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以2℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油110份中,搅拌均匀,即得。
其余同实施例1。
对比例24
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂6份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至110℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯9份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以7℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐4份,加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应5.5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份以12滴/min的速率滴加至反应器中,以3℃/min的速率升温至130℃,保温反应3.5h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠6份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以8℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油110份中,搅拌均匀,即得。
其余同实施例1。
对比例25
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂6份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至110℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯9份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以7℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐4份,加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应5.5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份以12滴/min的速率滴加至反应器中,以3℃/min的速率升温至130℃,保温反应3.5h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠6份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以2℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油85份中,搅拌均匀,即得。
其余同实施例1。
对比例26
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂6份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚4份、三元乙丙烯9份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以4℃/min的速率升温至150℃,保温反应4.5h,得反应物a;
2)向反应物a中加入己二酸酐4份,加入丙酮溶液,以5℃/min的速率升温至110℃,保温反应5.5h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚8份以12滴/min的速率滴加至反应器中,以3℃/min的速率升温至130℃,保温反应3.5h,得反应物b;
4)将咪唑啉油酸钠6份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚4份加入到反应物b中,加入乙酸乙酯溶液,以2℃/min的速率升温至108℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡18份,搅拌均匀,得反应物c;
5)将反应物c加入到75SN的基础油85份中,搅拌均匀,即得。
其余同实施例1。
对比例27
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述铣刀的为表面处理为:
1)将制备的硬质合金制成金属件毛坯,对金属件毛坯通过无心磨、粗倒、精磨、下台阶、磨削中心开槽、精磨工艺制成粗铣刀,备用;
2)将步骤1)制备的铣刀放入粘结剂中进行浸泡,浸泡时间为4.5h;
3)将步骤2)处理好的铣刀返给控制室中,将硬化粉末通过大气等离子喷涂设备中进行喷涂,直至喷涂厚度为5μm,即得。
其余同实施例1。
对比例28
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯3份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷4份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以4℃/min缓慢升温至128℃,保温反应3.5h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯4份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以6℃/min的速率升温至105℃,保温反应4.5h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡12份,以3.5℃/min的速率缓慢升温至55℃,边升温边搅拌,保温反应3.5h,即得。
其余同实施例1。
对比例29
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯7份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷4份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以12℃/min升温至128℃,保温反应3.5h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯4份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以6℃/min的速率升温至105℃,保温反应4.5h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡12份,以3.5℃/min的速率缓慢升温至55℃,边升温边搅拌,保温反应3.5h,即得。
其余同实施例1。
对比例30
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯7份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷4份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以4℃/min缓慢升温至128℃,保温反应3.5h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯7份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以6℃/min的速率升温至105℃,保温反应4.5h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡12份,以3.5℃/min的速率缓慢升温至55℃,边升温边搅拌,保温反应3.5h,即得。
其余同实施例1。
对比例31
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯7份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷4份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以4℃/min缓慢升温至128℃,保温反应3.5h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯4份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以6℃/min的速率升温至115℃,保温反应4.5h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡12份,以3.5℃/min的速率缓慢升温至55℃,边升温边搅拌,保温反应3.5h,即得。
其余同实施例1。
对比例32
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯7份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷4份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以4℃/min缓慢升温至128℃,保温反应3.5h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯4份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以6℃/min的速率升温至105℃,保温反应4.5h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡8份,以3.5℃/min的速率缓慢升温至55℃,边升温边搅拌,保温反应3.5h,即得。
其余同实施例1。
对比例33
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述其中,所述粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯7份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷4份、邻苯二甲酸二甲酯4份、放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以4℃/min缓慢升温至128℃,保温反应3.5h,得中间产物a;
②向中间产物a中加入微晶石蜡12份,以3.5℃/min的速率缓慢升温至55℃,边升温边搅拌,保温反应3.5h,即得。
其余同实施例1。
对比例34
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述粘结剂为陶瓷粘合剂JR006。
其余同实施例1。
对比例35
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述硬化粉末为氮化钛粉末4份、氮化铬粉末5份、六方氮化硼粉末4份、氧化铝粉末6份、碳化钛粉末2份、碳化钨4份混合而成的混合粉末。
其余同实施例1。
对比例36
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
其中,所述硬化粉末为氮化钛粉末4份、氮化铬粉末5份、六方氮化硼粉末7份、氧化铝粉末6份、碳化钛粉末2份、碳化钨7份混合而成的混合粉末。
其余同实施例1。
对比例37
一种抗冲击力强的硬质合金铣刀的制备方法。
采用本发明制备的合金制成的铣刀,但未经表面处理。
其余同实施例1。
对比例38
采用本发明制备的合金制成的铣刀,但表面处理采用PVD法对其进行TiC涂层。
对比例39
普通的钢合金铣刀。
实验例1铣刀的硬度试验
将实验例和对比例制备的铣刀按照国家标准GB/T6118-2010《立铣刀技术条件》对铣刀的硬度进行测试分析,具体测试结果记录于表1;
表1立铣刀的硬度
从表1中可以看出,实施例1-3制备的铣刀的洛氏硬度的结果均在78之上,拥有优良的硬度,远比对比例39的普通铣刀的硬度大。对比例1-3改变合金中固溶的原子成分,导致在制备合金中极易出现原子偏聚等情况,大大降低了合金的硬度;对比例4-10改变了制备合金的工艺,尤其是对比例5未加增强调和质,在合金的冷却降温过程中,极易造成溶质原子的偏聚,从而降低的合金的硬度。对比例11-16针对制备冷却调和质的工艺进行改变,对比例11的仅将制备增强调和质的原料放入混合合金液中,导致增强调和质中的元素并未有效的与其他合金元素进行调节,所以制备的铣刀的洛氏硬度仅为36。对比例17-26是针对淬冷液的制备工艺和配方进行改变,其中,对比例17选用清水作为淬火工艺中的淬冷液,对比例18选用速光亮淬火油LT-18B,但由于冷却效果无法使合金进行有效的降温冷却,导致合金的硬度降低,对比例17、对比例18制备的铣刀的洛氏硬度分别仅为33、34。对比例27-36针对铣刀的表面处理工艺进行改变,但铣刀的硬度远低于实施例1-3。对比例37制备的铣刀未经改性,对比例38采用一般改性方法,其洛氏硬度分别仅为55、39。可见,本发明提供的方法可有效提高铣刀的硬度。
实验例2铣刀的抗冲击试验
抗冲击强度是衡量硬质合金切削刀片使用性能的重要指标之一。对硬质合金刀片抗冲击强度试验,检测方法的研究,对于准确掌握硬质合金刀片的机械性能、改进生产工艺、合理选用刀片材质和切削参数都具有重要意义。
按照国家标准GB/T1817-2017《硬质合金常温冲击韧性试验方法》中的试验方法对制备的硬质合金铣刀进行试验,其中试验方法采用分级走刀切削,背吃刀量保持不变为2mm,切削速度为100/(mm/min),每齿进给量0.25/(mm/齿),对硬质合金铣刀进行试验,当铣刀的磨损程度达到国家标准GB/T16460-2016《立铣刀寿命试验》中的标准时,记录在切削过程时受到的冲击次数,具体测试结果记录于表2;
表2铣刀的抗冲击次数
从表3的数据中可以看出,实施例1-3的抗冲击次数远优于对比例39,其抗冲击次数可达12900以上。对比例对比例1-3改变合金中固溶的原子成分,容易使导致合金中的固溶原子出现偏聚等状况,所以制备的铣刀抗冲击性能急剧下降。
对比例4-10针对合金的冶炼制备工艺做出调整,对比例4、对比例6改变原料的放入过程,对比例9改变温度条件,对比例7-8、对比例10改变升温的速度或退火的工艺,对比例5未添加增强调和质,这些均导致合金在冷却过程中金相的分布不均匀,进而造成铣刀的抗冲击性能下降。对比例11-16针对合金中添加的增强调和质进行改变,其中,对比例11、对比例16改变增强调和质原料的加入方式,对比例12-13改变增强调和质的原料比例,对比例14-15改变增强调和质的制备工艺,这些措施导致增强调和质无法在合金中发挥应有的功效,所以制备的铣刀的抗冲击次数仅在3279-5764之间,甚至低于对比例38的普通铣刀。
对比例17选用清水作为淬冷液,对比例18选用速光亮淬火油LT-18B作为淬冷液,但其中的成分无法进行有效的淬火冷却,合金中的金相分布不均匀,导致铣刀的抗冲击性能下降。对比例19-26针对淬冷剂的配方和制备工艺进行改变,其中对比例19、对比例21、对比例23、对比例25改变淬冷剂的配方、对比例20、对比例22、对比例24、对比例26改变淬冷剂的制备工艺,导致其中的有效成分下降,造成淬火的效果降低,所以铣刀的抗冲击强度降低。对比例27-36针对铣刀的表面处理工艺进行改变,与对比例1-27比较,铣刀的抗冲击性能有一定的提高,但仍低于实施例1-3。对比例37制备的铣刀未经改性,对比例38采用一般改性方法,其抗冲击次数分别为6406、3946。
实验例3铣刀在高温下的抗冲击试验
按照试验例2的测试方法,测试实施例和对比例制备的铣刀在200℃和500℃时的切削性能,记录在切削过程时受到的冲击次数,具体测试结果记录于表3;
表3高温下铣刀的抗冲击性能
铣刀在切削过程中,会产生大量热,这导致铣刀前段会急剧升温,而合金在高温的环境下极易产生蠕变,进而大大降低铣刀的使用寿命。所以需要对铣刀进行表面处理,增强铣刀的使用寿命。实施例1-3分别在200℃和500℃拥有9800次以及7800次以上的抗冲击试验次数,远超对比例39。对比例27-36针对铣刀的表面处理工艺进行改变,其中,对比例27改变粘结剂附着在铣刀表面的工艺,导致涂层的粘结力度降低,使高温下铣刀的抗冲击性能降低。对比例28、对比例30、对比例32改变粘结剂的原料比例、对比例29、对比例31、对比例33改变粘结剂的制备工艺,这些导致粘结剂的成分或结构发生改变,进而造成涂层的粘结强度降低,所以铣刀的高温抗冲击性能降低。对比例34选用普通的陶瓷粘合剂,但其无法在合金与涂层之间进行有效的粘结,所以制备的铣刀抗冲击性甚至低于对比例39。对比例35-36改变硬化粉末的配方,导致涂层的结构发生变化,所以其性能远低于实施例1-3。对比例37采用制备的合金直接制成铣刀,未经过改性,所以铣刀的高温抗冲击性能大幅度降低。对比例38对铣刀进行一般的表面处理,但涂层与金属基面的粘结强度大大降低,所以铣刀在500℃下的抗冲击试验次数仅为2231。
Claims (7)
1.一种抗冲击力的硬质铣刀,其特征在于:所述铣刀包括以下原料:45号钢70-75份、铁35-45份、钛1-2份、硼0.03-0.05份、镍0.5-1.2份、钴0.1-0.2份。
2.如权利要求1所述的一种抗冲击力的硬质铣刀的制备方法,其特征在于:铣刀的具体制备过程包括如下步骤:
一)合金胚的制备方法为:
1)按照上述原料的比例进行备料;
2)将45号钢放入高温炉中,加热,升温至1600℃,待其完全熔化,形成均匀的金属液后,保温2h-3h,备用;
3)将铁质量60-70%的原料放入高温炉中,加热,以10-15℃/min的速率升温至1740℃,保温2-3h,将钛、镍、钴、硼加入炉中,以4-7℃/min的速率升温至2250℃,保温1-1.5h,后将其以1-3℃/min的速率降温至1775℃,得中间体a;
4)将剩余铁原料放入高温炉中,加热,将其升温至1820℃,直至熔融成均匀的金属液,将增强调和质加入,以4-6℃的速率升温至1980℃后保温3h,得中间体b;
5)将中间体a,中间体b混合均匀,将其升温至2200℃,保温2h-3h,,后加入步骤2)制备的金属液,将其共同升温至2400℃,保温1-2h,得混合合金液;
6)将步骤5)制备的混合合金液以7-9℃/min的速率升温至2500℃,保温15-30min,后将其以7-9℃/min的速率缓慢降温至1500℃,保温4-5h后,将其以3-5℃/min的速率升温至1550℃,保温3-4h,再将其以3-6℃/min的速率降温至1000℃,保温3-4h;再将其放入淬冷液中进行淬冷,得合金体ⅰ;
7)将合金体ⅰ以7-10℃/min的速率升温至770℃,保温1-2h;再将其以2℃/min的速率降温至300℃,保温3-4h后,以1℃/min的速率升温至330℃,保温3h,后以2℃/min的速率降至室温,即得;
二)粗铣刀的制备
将制备的硬质合金制成金属件毛坯,对金属件毛坯通过无心磨、粗倒、精磨、下台阶、磨削中心开槽、精磨工艺制成粗铣刀,备用;
三)铣刀的表面处理
ⅰ)将制备的粗铣刀放入粘结剂中进行浸泡,将溶液升温至60℃,保温时间为4-6h;
ⅱ)将步骤ⅰ)处理好的铣刀放入控制室中,将硬化粉末通过大气等离子喷涂设备中进行喷涂,直至喷涂厚度为5μm,即得。
3.如权利要求2所述的一种抗冲击力的硬质铣刀的制备方法,其特征在于:增强调和质的原料为:锰0.06-0.12份、铁10-15份、钒0.2-0.3份、钪0.03-0.05份、镧0.01-0.03份、铈0.01-0.02份。
4.如权利要求2或3所述的一种抗冲击力的硬质铣刀的制备方法,其特征在于:增强调和质的具体制备方法为:
将铁放入高温炉中,加热升温至1650℃直至熔融成金属液,加入钪、镧、铈金属后,以3-5℃/min的速率升温至2010℃,保温15-30min,再向其中加入上锰、钒金属,保温30-45min后,以2-4℃/min的速率降温至700℃,保温3-4h,后将通过急冷降温至400-500℃,保温4-5h后,即得。
5.如权利要求2所述的一种抗冲击力的硬质铣刀的制备方法,其特征在于:淬冷液的制备方法为:
1)将双肉桂酰基硫代双丙酸脂4-7份、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚3-5份放入反应器中,加入二氯甲苯溶液,以3-5℃/min的速率升温至110℃,保温反应4-5h,得反应物a;
2)向反应物a中添加三元乙丙烯8-10份,加入1.2-二氯甲烷溶液,以6-8℃/min的速率升温至150℃,保温反应3h,得反应物b;
3)向反应物b中加入己二酸酐3-5份,加入丙酮溶液,以3-6℃/min的速率升温至110℃,保温反应5h-6h,将双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚6-9份以10-13滴/min的速率滴加至反应器中,以2-4℃/min的速率升温至130℃,保温反应3-4h,得反应物c;
4)将咪唑啉油酸钠5-7份、二乙二醇单[(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚3-5份加入到反应物c中,加入乙酸乙酯溶液,以1-3℃/min的速率升温至105-110℃,保温反应6h后,向其中加入液体石蜡15-20份,搅拌均匀,得反应物d;
5)将反应物d加入到75SN的基础油100-120份中,搅拌均匀,即得。
6.如权利要求2所述的一种抗冲击力的硬质铣刀的制备方法,其特征在于:粘结剂的制备为:
①将聚乙烯乙烯酯5-8份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷3-5份放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,以3-5℃/min缓慢升温至125-130℃,保温反应3-4h,得中间产物a;
②将邻苯二甲酸二甲酯3-5份加入到中间产物a中,加入甲苯溶液,以5-7℃/min的速率升温至100-110℃,保温反应4-6h,得中间产物b;
③向中间产物b中加入微晶石蜡10-13份,以3-4℃/min的速率缓慢升温至50-60℃,边升温边搅拌,保温反应3-4h,即得。
7.如权利要求2所述的一种抗冲击力的硬质铣刀的制备方法,其特征在于:硬化粉末为氮化钛粉末3-5份、氮化铬粉末4-6份、六方氮化硼粉末6-8份、氧化铝粉末5-7份、碳化钛粉末1-3份、碳化钨3-5份混合而成的混合粉末。
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