CN113981331A - 一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：C2.0‑3.0%；W5.0‑7.0%；Mo5.5‑7.5%；Cr3.5‑4.5%；V6‑8%、Co10‑14%；稀土Nb0.4‑1.0%；其余为Fe；所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料的制备方法，包括以下步骤：将上述原料置于混合搅拌机中进行混合；将混合搅拌机混合均匀的原料采用球磨机球磨；球磨后，将球磨后的原料置入模具中真空压制成型；压制成型后将粉末金属材料取出，将其高温烧结，首先升高烧结炉的温度，升至温度为985‑1045摄氏度，在此温度下烧结，再将粉末金属材料自然冷却，为用于切削刀具的粉末冶金材料。
Description
技术领域
本发明涉及冶金材料相关技术领域，具体是一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料。
背景技术
制造切削刀具的冶金材料必须具有很高的硬度和耐磨性，必要的拉伸强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。通常当冶金材料硬度高时，耐磨性也高；拉伸强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其拉伸强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的拉伸强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。高速钢特别适用于制造结构复杂的成形刀具，孔加工刀具例如各类铣刀、拉刀、齿轮刀具、螺纹刀具等；由于高速钢硬度，耐磨性，耐热性不及硬质合金，因此只适于制造中、低速切削的各种刀具。
但现有的用于刀具的粉末冶金高速钢材料表观硬度不高，无法较好的满足切削刀具的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，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：
一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：
C2.0-3.0%；
W5.0-7.0%；
Mo5.5-7.5%；
Cr3.5-4.5%；
V6-8%、；
Co10-14%；
稀土Nb0.4-1.0%；
其余为Fe；
所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料置于混合搅拌机中进行混合；
将混合搅拌机混合均匀的原料采用球磨机球磨；
球磨后，将球磨后的原料置入模具中真空压制成型；
压制成型后将粉末金属材料取出，将其高温烧结，首先升高烧结炉的温度，升至温度为985-1045摄氏度，在此温度下烧结，再将粉末金属材料自然冷却，为用于切削刀具的粉末冶金材料。
作为本发明进一步的方案：所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：
C2.2-2.8%；
W5.5-6.5%；
Mo6-7%；
Cr3.7-4.2%；
V6.5-7.5%、；
Co11-13%；
稀土Nb0.5-0.8%；
其余为Fe。
作为本发明再进一步的方案：所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：
C2.5%；
W6.0%；
Mo6.5%；
Cr3.9%；
V7.0%、；
Co12%；
稀土Nb0.6%；
其余为Fe。
作为本发明再进一步的方案：所述混合搅拌机包括：
底板及设置在所述底板上的两个相对设置的侧板，两个所述侧板之间通过至少一个连接架固定；
其中一个所述侧板通过铰接座与所述底板转动连接，另一个所述侧板不与所述底板接触；
两个所述侧板之间转动安装有混合筒，所述混合筒由安装在其中一个所述侧板上的驱动机构驱动转动，所述混合筒的内侧还设置有搅拌组件，所述搅拌组件通过往复传动组件连接所述驱动机构，且所述往复传动组件还通过连接杆与所述底板铰接。
作为本发明再进一步的方案：所述驱动机构包括电机，所述电机安装在与所述侧板固定连接的承接板上，所述电机的输出轴通过锥齿轮组与所述混合筒的转轴转动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述搅拌组件包括转动安装在所述所述混合筒内且与所述混合筒轴线同线的搅拌轴，所述搅拌轴的一端贯穿所述混合桶且通过传动带与所述往复传动组件转动连接；
位于所述混合筒内的所述搅拌轴上固定有多组搅拌棒。
作为本发明再进一步的方案：所述混合筒的内壁上固定有多个倾斜导流板，所述倾斜导流板的倾斜方向朝向所述混合桶的转动方向。
作为本发明再进一步的方案：所述往复传动组件包括转动安装在两个所述侧板之间的螺纹杆，所述螺纹杆的一端与传动带转动连接，另一端固定有锥齿轮，所述锥齿轮的两侧设置有两个有齿部位错开的不完全锥齿轮，所述不完全锥齿轮与固定在所述电机输出轴上的驱动轴固定连接；
所述螺纹杆上螺纹连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒通过与之铰接的连接杆与所述底板铰接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，采用本发明的原料材料，采用本发明的制备方法制得的用于刀具的粉末冶金高速钢材料表观硬度高，可有效提高使用寿命，且韧性相较于现有的有所提高，实用性强；
通过设置的驱动机构驱动混合桶转动，同时通过往复传动组件带动搅拌组件转动，从而将置于混合桶内的原料进行搅拌混合，设置的驱动机构还通过往复组件及连接杆的作用带动混合桶往复摆动，使得混合桶内的原料沿轴向换位，进一步提高混合效果，实用性强。
附图说明
图1为用于刀具的粉末冶金高速钢材料中混合搅拌机的结构示意图。
图2为用于刀具的粉末冶金高速钢材料中混合搅拌机的轴测图。
图3为用于刀具的粉末冶金高速钢材料中混合桶的半剖图。
图4为用于刀具的粉末冶金高速钢材料中混合桶另一角度的半剖图。
图中：1-底板、2-侧板、3-传动带、4-混合筒、5-进料口、6-连接架、7-连接杆、8-承接板、9-电机、10-锥齿轮组、11-驱动轴、12-不完全锥齿轮、13-锥齿轮、14-螺纹套筒、15-螺纹杆、16-铰接座、17-搅拌轴、18-搅拌棒、19-倾斜导流板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
实施例1
本发明实施例中，一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：C2.0%；W5.0%；Mo5.5%；Cr3.5%；V8%、；Co14%；稀土Nb1.0%；其余为Fe；
所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料置于混合搅拌机中进行混合；
将混合搅拌机混合均匀的原料采用球磨机球磨；
球磨后，将球磨后的原料置入模具中真空压制成型；
压制成型后将粉末金属材料取出，将其高温烧结，首先升高烧结炉的温度，升至温度为985-1045摄氏度，在此温度下烧结，再将粉末金属材料自然冷却，为用于切削刀具的粉末冶金材料。
实施例2
本发明实施例中，一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：C2.2%；W5.5%；Mo6%；Cr3.7%；V7.5%、；Co13%；稀土Nb0.8%；其余为Fe；
所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料置于混合搅拌机中进行混合；
将混合搅拌机混合均匀的原料采用球磨机球磨；
球磨后，将球磨后的原料置入模具中真空压制成型；
压制成型后将粉末金属材料取出，将其高温烧结，首先升高烧结炉的温度，升至温度为985-1045摄氏度，在此温度下烧结，再将粉末金属材料自然冷却，为用于切削刀具的粉末冶金材料。
实施例3
本发明实施例中，一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：C2.5%；W6.0%；Mo6.5%；Cr3.9%；V7.0%、；Co12%；稀土Nb0.6%；其余为Fe；
所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料置于混合搅拌机中进行混合；
将混合搅拌机混合均匀的原料采用球磨机球磨；
球磨后，将球磨后的原料置入模具中真空压制成型；
压制成型后将粉末金属材料取出，将其高温烧结，首先升高烧结炉的温度，升至温度为985-1045摄氏度，在此温度下烧结，再将粉末金属材料自然冷却，为用于切削刀具的粉末冶金材料。
实施例4
本发明实施例中，一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：C2.8%；W6.5%；Mo7%；Cr4.2%；V6.5%、；Co11%；稀土Nb0.5%；其余为Fe；
所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料置于混合搅拌机中进行混合；
将混合搅拌机混合均匀的原料采用球磨机球磨；
球磨后，将球磨后的原料置入模具中真空压制成型；
压制成型后将粉末金属材料取出，将其高温烧结，首先升高烧结炉的温度，升至温度为985-1045摄氏度，在此温度下烧结，再将粉末金属材料自然冷却，为用于切削刀具的粉末冶金材料。
实施例5
本发明实施例中，一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：C3.0%；W7.0%；Mo7.5%；Cr4.5%；V6%、；Co10%；稀土Nb1.0%；其余为Fe；
所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料置于混合搅拌机中进行混合；
将混合搅拌机混合均匀的原料采用球磨机球磨；
球磨后，将球磨后的原料置入模具中真空压制成型；
压制成型后将粉末金属材料取出，将其高温烧结，首先升高烧结炉的温度，升至温度为985-1045摄氏度，在此温度下烧结，再将粉末金属材料自然冷却，为用于切削刀具的粉末冶金材料。
对比例1
没有稀土NB，其他成份与实施例1-5相同；
对比例2
在制备式采用非真空压制成型，其他处理方向及成份相同。
采用上述制备方法制备实施例1-5及对比例1，采用对比例2的方法制备实施例1，得到用于刀具的粉末冶金高速钢材料，对其表观硬度和拉伸强度进行比对，结果如下表：
| 表观硬度（HRB） | 拉伸强度（MPa） | |
| 实施例1 | 112 | 525 |
| 实施例2 | 113 | 509 |
| 实施例3 | 109 | 516 |
| 实施例4 | 108 | 518 |
| 实施例5 | 115 | 510 |
| 对比例1 | 101 | 485 |
| 对比例2 | 95 | 510 |
如上表可知，采用本发明的原料材料，采用本发明的制备方法制得的用于刀具的粉末冶金高速钢材料表观硬度高，可有效提高使用寿命，且韧性相较于现有的有所提高，实用性强。
请参阅图1~4，所述混合搅拌机包括：
底板1及设置在所述底板1上的两个相对设置的侧板2，两个所述侧板2之间通过至少一个连接架6固定；
其中一个所述侧板2通过铰接座16与所述底板1转动连接，另一个所述侧板2不与所述底板1接触；
两个所述侧板2之间转动安装有混合筒4，所述混合筒4由安装在其中一个所述侧板2上的驱动机构驱动转动，所述混合筒4的内侧还设置有搅拌组件，所述搅拌组件通过往复传动组件连接所述驱动机构，且所述往复传动组件还通过连接杆7与所述底板1铰接。
在本发明实施例中，通过设置的驱动机构驱动混合桶4转动，同时通过往复传动组件带动搅拌组件转动，从而将置于混合桶4内的原料进行搅拌混合，设置的驱动机构还通过往复组件及连接杆7的作用带动混合桶4往复摆动，使得混合桶4内的原料沿轴向换位，进一步提高混合效果，实用性强。
其中，需要说明的是，所述混合桶4上设置有进料口5，进料口5用于原料的加入，所述进料口5上可拆卸安装有盖板，设置的盖板用于对在混合过程中将进料口5进行封堵，进料口5还可用于出料，当混合桶4倾斜时，原料可通过进料口5排出。
作为本发明的又一实施例，所述驱动机构包括电机9，所述电机9安装在与所述侧板2固定连接的承接板8上，所述电机9的输出轴通过锥齿轮组10与所述混合筒4的转轴转动连接。
设置的电机9工作时通过锥齿轮组10带动混合桶4沿其轴向转动，实现驱动需求，其中，所述电机9采用Y-160M 2-2型号电机，该型号电机性能稳定，也可采用其他型号电机，只要满足驱动要求即可，本发明对此不作具体限定。
所述锥齿轮组10由两个相互垂直且啮合的锥齿轮组成，起到力的转向传递作用，所述锥齿轮组10的传动比优选为1:2。
作为本发明的又一实施例，所述搅拌组件包括转动安装在所述所述混合筒4内且与所述混合筒4轴线同线的搅拌轴17，所述搅拌轴17的一端贯穿所述混合桶4且通过传动带3与所述往复传动组件转动连接；
位于所述混合筒4内的所述搅拌轴17上固定有多组搅拌棒18。
当电机9带动往复传动组件运动时，带动搅拌轴17往复性正反转运动，搅拌轴17转动时带动多组搅拌棒18转动，以对混合筒4内的原料进行往复搅拌，由于锥齿轮组10的传动比为1:2，因此，在搅拌轴17与混合桶4同向转动时，不会发生相对静止的现象。
作为本发明的又一实施例，所述混合筒4的内壁上固定有多个倾斜导流板19，所述倾斜导流板19的倾斜方向朝向所述混合桶4的转动方向。
在本发明实施例中，设置的倾斜导流板19与混合桶4的内壁之间具有倾斜槽，因此，在混合桶4转动时可带动部分原料转动到特定位置处落下，从而进一步提高混合效果。
作为本发明的又一实施例，所述往复传动组件包括转动安装在两个所述侧板2之间的螺纹杆15，所述螺纹杆15的一端与传动带3转动连接，另一端固定有锥齿轮13，所述锥齿轮13的两侧设置有两个有齿部位错开的不完全锥齿轮12，所述不完全锥齿轮12与固定在所述电机9输出轴上的驱动轴11固定连接；
所述螺纹杆15上螺纹连接有螺纹套筒14，所述螺纹套筒14通过与之铰接的连接杆7与所述底板1铰接。
当驱动轴11转动时通过两个不完全锥齿轮12及锥齿轮13的作用带动螺纹杆15往复性正反转运动，螺纹杆15往复性正反转运动时通过传动带3的作用带动搅拌轴17往复性正反转运动，同时通过螺纹套筒14及连接杆7的作用实现混合桶4的往复性摆动，以实现传动需求。
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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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 (8)
1.一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，其特征在于，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：
C2.0-3.0%；
W5.0-7.0%；
Mo5.5-7.5%；
Cr3.5-4.5%；
V6-8%、；
Co10-14%；
稀土Nb0.4-1.0%；
其余为Fe；
所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料置于混合搅拌机中进行混合；
将混合搅拌机混合均匀的原料采用球磨机球磨；
球磨后，将球磨后的原料置入模具中真空压制成型；
压制成型后将粉末金属材料取出，将其高温烧结，首先升高烧结炉的温度，升至温度为985-1045摄氏度，在此温度下烧结，再将粉末金属材料自然冷却，为用于切削刀具的粉末冶金材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，其特征在于，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：
C2.2-2.8%；
W5.5-6.5%；
Mo6-7%；
Cr3.7-4.2%；
V6.5-7.5%、；
Co11-13%；
稀土Nb0.5-0.8%；
其余为Fe。
3.根据权利要求3所述的一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，其特征在于，所述用于刀具的粉末冶金高速钢材料按质量百分比计包括：
C2.5%；
W6.0%；
Mo6.5%；
Cr3.9%；
V7.0%、；
Co12%；
稀土Nb0.6%；
其余为Fe。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，其特征在于，所述混合搅拌机包括：
底板（1）及设置在所述底板（1）上的两个相对设置的侧板（2），两个所述侧板（2）之间通过至少一个连接架（6）固定；
其中一个所述侧板（2）通过铰接座（16）与所述底板（1）转动连接，另一个所述侧板（2）不与所述底板（1）接触；
两个所述侧板（2）之间转动安装有混合筒（4），所述混合筒（4）由安装在其中一个所述侧板（2）上的驱动机构驱动转动，所述混合筒（4）的内侧还设置有搅拌组件，所述搅拌组件通过往复传动组件连接所述驱动机构，且所述往复传动组件还通过连接杆（7）与所述底板（1）铰接。
5.根据权利要求4所述的一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，其特征在于，所述驱动机构包括电机（9），所述电机（9）安装在与所述侧板（2）固定连接的承接板（8）上，所述电机（9）的输出轴通过锥齿轮组（10）与所述混合筒（4）的转轴转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，其特征在于，所述搅拌组件包括转动安装在所述所述混合筒（4）内且与所述混合筒（4）轴线同线的搅拌轴（17），所述搅拌轴（17）的一端贯穿所述混合桶（4）且通过传动带（3）与所述往复传动组件转动连接；
位于所述混合筒（4）内的所述搅拌轴（17）上固定有多组搅拌棒（18）。
7.根据权利要求4所述的一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，其特征在于，所述混合筒（4）的内壁上固定有多个倾斜导流板（19），所述倾斜导流板（19）的倾斜方向朝向所述混合桶（4）的转动方向。
8.根据权利要求6所述的一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料，其特征在于，所述往复传动组件包括转动安装在两个所述侧板（2）之间的螺纹杆（15），所述螺纹杆（15）的一端与传动带（3）转动连接，另一端固定有锥齿轮（13），所述锥齿轮（13）的两侧设置有两个有齿部位错开的不完全锥齿轮（12），所述不完全锥齿轮（12）与固定在所述电机（9）输出轴上的驱动轴（11）固定连接；
所述螺纹杆（15）上螺纹连接有螺纹套筒（14），所述螺纹套筒（14）通过与之铰接的连接杆（7）与所述底板（1）铰接。
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