CN114227147B - 一种雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法和刀片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法和刀片。所述刀片的材质为硬质合金或金属陶瓷;当刀片的材质为硬质合金时,所述刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤0.8mm或0.8mm<厚度≤1.5mm;当刀片的材质为金属陶瓷时,所述刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤1mm或者1mm<厚度≤1.5mm。本发明的雪茄剪或雪茄刀专用刀片,具有磨削面表面光洁度高,优异的强度、硬度、耐磨性及韧性,能够满足针对高纤维烟叶丝切割的同时,保持足够的刃口锋利度,切口表面平整可显著提升雪茄刀或雪茄剪的使用寿命、美观度及用户使用满意度。
Description
技术领域
本发明涉及刀具制备领域,具体涉及一种雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法和刀片。
背景技术
雪茄作为现行烟草消费中重要的组成部分,由烟草经干燥及发酵后卷制而成,具有售价高、单支雪茄直径较大、长度较长、烟草叶脉含有较高植物纤维的特点,用户单次吸食时往往不能整支吸食,因此在每次吸食完后,经需使用专业的雪茄刀或雪茄剪切掉雪茄头,正因如此各大雪茄烟生产商或配套生产商均不遗余力地在它的外观设计、材质和配件上花费心思,使它变得更漂亮、具有品位,更能彰显与雪茄烟的品味性,同理雪茄刀或雪茄剪的售价也因此售价昂贵。
目前,市面上常见雪茄刀或雪茄剪刀片材质大多为304不锈钢或高速钢等材质,因材质本身所具有的低强度、低硬度、低韧性等性能缺陷极易造成刀片刃口卷曲或钝化的问题,在使用过程中使用者需频繁更换刀片或整体丢弃,同时市面现有材质雪茄刀在切割过程中,因雪茄在燃烧后再雪茄头处存在大量烟油,在使用雪茄刀切割时会附着与刀片刃口处造成刀刃难以清理,严重影响雪茄刀或雪茄剪的使用寿命、美观度及用户使用满意度,且造成客户使用成本增加及资源浪费。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题:
1、现有技术中制备雪茄刀材料的硬度较低,刀刃很容易钝化或刃口卷曲,刀片更换频率高,影响雪茄刀的整体品质和使用者的使用体验,并且使用成本高。
2、由于雪茄烟叶含如焦油等油脂,使用现有雪茄刀材质,很容易在切割过程中粘附焦油长时间使用难以去除,直接影响雪茄刀的品质感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法和刀片,以解决现有技术中制备雪茄刀材料的硬度较低,刀刃很容易钝化或刃口卷曲,刀片更换频率高,影响雪茄刀的整体品质和使用者的使用体验,并且使用成本高的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供的一种雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法,所述刀片的材质为硬质合金或金属陶瓷;当刀片的材质为硬质合金时,所述刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤0.8mm或0.8mm<厚度≤1.5mm;当刀片的材质为金属陶瓷时,所述刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤1mm或者1mm<厚度≤1.5mm;其中,
(1)当刀片的材质为硬质合金、刀片的厚度为0.8mm<厚度≤1.5mm和刀片的材质为金属陶瓷、刀片的厚度为1mm<厚度≤1.5mm时,在进行硬质合金材料和金属陶瓷材料的制备中直接将材料压制成单个刀片形状,刀片的制备包括下述步骤:
A1、端面磨削:将刀片使用磨床进行端面磨削;
A2、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
A3、钝化:使用金刚石毛刷对刀片的刃口进行钝化处理;
A4、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,得到刀片成品;
(2)当刀片的材质为硬质合金、刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤0.8mm和刀片的材质为金属陶瓷、刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤1mm时,其制备步骤包括:
B1、切割:将硬质合金材料和金属陶瓷材料进行切割处理,切割成单个刀片形状,得到刀片初品;
B2、烧结:将刀片初品在脱脂真空炉内使用保护性气体进行烧结;
B3、端面磨削:将烧结后的刀片初品使用磨床进行端面磨削;
B4、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
B5、钝化:使用金刚石毛刷对刀片刃口进行钝化处理;
B6、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,得到刀片成品。
进一步的,所述(1)A1和(2)B3中,磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为250-400MPa,砂轮粒度为400-600目;
所述(1)A2和(2)B4中,使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为120-200mm,砂轮粒度为W20-W28,刀刃的关键尺寸依据成品图纸要求确定;
所述(1)A3和(2)B5中,使用400-800目金刚石毛刷进行刃口处理,刃口值大小依据图纸要求确定;
所述(1)A4和(2)B6中,清洗时采用去离子水。
进一步的,所述(2)B1中,采用金刚石切割线进行预刀片的切割,金刚石切割线直径为0.4-1.0mm,金刚石目数80-150目;
所述(2)B2中,烧结温度为1400-1520℃,烧结时使用加压烧结,加压压力为4-7MPa,保温时间为0.5-2h,烧结舟皿使用图钉式舟皿,以增强产品上下面气氛的一致性,减少产品的变形。
进一步的,所述硬质合金的制备,其原料包括下述重量百分比的原料:碳化钨粉末88%-95%;钴粉末0-10%;镍粉末0-10%;高纯碳黑粉末0-0.02%;钨粉0-0.3%;碳化钽0-0.5%;碳化铬0-1%;碳化铌0-0.5%;氮化铝晶须0-0.5%;氮化钛晶须0-0.5%;各原料的重量百分比之和为100%;
其制备步骤为:
(1)混合:将各原料按配比进行混合,得到混合均匀的混合料;
(2)干燥制粒:将步骤(1)所得的混合料进行干燥并制粒,得到粉料;
(3)压制:将步骤(2)得到的粉料通过模具压制成所需形状的压坯;
(4)烧结:将步骤(3)得到压坯进行烧结,得到雪茄刀用硬质合金材料。
进一步的,所述硬质合金的制备中,各原料的重量百分比分别为:碳化钨粉末88%-92%;钴粉末6-10%;镍粉末0-8%;高纯碳黑粉末0-0.01%;钨粉0-0.1%;碳化钽0.3-0.5%;碳化铬0.5-0.8%;碳化铌0.3-0.5%;氮化铝晶须0.2-0.3%;氮化钛晶须0.2-0.3%;各原料的重量百分比之和为100%;
进一步的,所述步骤(1)中,采用球磨机进行湿法球磨,球磨时间为30-90小时,球磨时加入成型剂,成型剂的加入量为原料总重量的1.5-3%;球磨介质为乙醇或己烷,球磨介质的加量为原料重量的30-45%;所用磨球为硬质合金球或研磨棒,其用量为原料总重量的3-6倍;
所述步骤(2)中,采用喷雾干燥制粒:干燥介质为高温氮气,保证喷雾干燥塔内氧含量小于2%,喷雾压力为900-1500kPa,喷嘴尺寸为0.8-1.5mm,出口温度控制在93-98℃;
所述步骤(3)中,采用双向模压方式,压坯收缩系数为1.2-1.25;
所述步骤(4)中,采用真空脱脂、低压烧结方式,真空脱脂:从室温升温至800℃为真空脱脂过程,在200-400℃保温4-7小时;低压烧结:烧结温度在1400-1500℃,加压压力为4-6MPa,并保持0.5-1小时。
进一步的,所述金属陶瓷的制备,其原料包括下述重量百分比的原料:硬质相75-85%;粘结相15-25%,且硬质相和粘结相的重量百分比之和为100%;其中,
所述硬质相为多元素连续固溶体;所述多元素连续固溶体由下述重量份的原料制备:TiCN 58-76份,WC 6-23.5份,Mo2C 3.5-23.5份,其他碳化物0-17.5份;所述其他碳化物为TaC、NbC、Cr3C2、HfC和ZrC中的任意一种或任意几种混合;所述多元素连续固溶体的制备包括下述步骤:
①、按配比将制备多元素连续固溶体的原料加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
②、将得到的混合料在惰性气体的保护下进行喷雾干燥,得到预固溶粉末;
③、将预固溶粉末在Ar气保护下进行烧结,在烧结温度1500-1700℃保温1.5-2.5h,获得块状的多元素连续固溶体;
所述粘结相为铁族元素中的一种或几种,且不包括Co;
所述金属陶瓷的制备步骤为:
(1)制备多元素连续固溶体
(2)球磨
将步骤(1)中得到的块状的多元素连续固溶体进行初步破碎;然后按配比将初步破碎后的多元素连续固溶体和粘结相加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
(3)喷雾干燥
将步骤(2)中得到的混合料在惰性气体的保护下进行喷雾干燥,得到干燥混合料;
(4)压坯
将步骤(3)中得到的干燥混合料经模压压制成压坯;
(5)烧结
将步骤(4)中得到的压坯在Ar气保护气氛下进行烧结,在烧结温度1450-1550℃保温1.5-2.5h,随炉冷却得到金属陶瓷材料。
进一步的,所述金属陶瓷的制备中,各原料的重量百分比分别为:硬质相78-82%;粘结相18-22%;所述硬质相的制备各组分的重量份分别为:TiCN 60-70份;WC 10-18份;Mo2C 10-18份;其他碳化物3-15份。
进一步的,所述步骤(1)A2中,喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为95-105℃;所述步骤(3)中,喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为90-100℃;
所述步骤(4)中,模压压力为1.2-1.8T/cm2。
本发明提供的一种由上述的雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法制备的雪茄剪专用刀片。
基于上述技术方案,本发明实施例至少可以产生如下技术效果:
本发明的雪茄剪或雪茄刀专用刀片,具有磨削面表面光洁度高,优异的强度、硬度、耐磨性及韧性,能够满足针对高纤维烟叶丝切割的同时,保持足够的刃口锋利度,切口表面平整可显著提升雪茄刀或雪茄剪的使用寿命、美观度及用户使用满意度。
本发明的雪茄剪或雪茄刀专用刀片,采用硬质合金或金属陶瓷材料,由于硬质合金和金属陶瓷材质的刀片具有抗高温、耐氧化、高硬度、表面光洁度高的、锋利度高的特性,经加工后的刀片表面可达到镜面效果,雪茄烟叶中所含有较高的植物纤维,使用硬质合金和金属陶瓷材质的刀片进行剪切时,由于刀片的锋利度高,剪切时可以相对较轻松的剪切断植物纤维,并且由于其材质本身具有较低的亲和力,雪茄烟在抽食过程中所产生的焦油在切割时不易粘附在刀片表面;并且,由于刀片硬度和耐磨性较佳,刀片磨损情况大大减轻,进而随着使用时间的延长,雪茄所产生的焦油不易像不锈钢、高速钢等铁基材质一样存在粘附的情况,雪茄刀的品质感极大提高;另外,由于本发明中的硬质合金和金属陶瓷材料的硬度及耐磨性较高,制成雪茄刀刀片使用,刀刃不容易钝化或刃口卷曲,刀片更换频率低,极大的提升了雪茄刀的整体品质和使用者的使用体验,并且降低了使用成本。
具体实施方式
一、制备实施例
(一)采用硬质合金材料制备雪茄刀专用刀片
下述实施例1-10中制备硬质合金各原料的重量百分比如下表1所示:
表1实施例1-10原料表
实施例1-10中,所应用的原料说明:
碳化钨粉末:纯度≥99.8%;FSSS粒度为0.4-0.6μm(实施例1-5),FSSS粒度为0.8-1.2μm(实施例6-10);
钴粉末:FSSS粒度为0.8-3.0μm(实施例1-5);FSSS粒度为0.8-1.2μm(实施例6-10);
镍粉末:FSSS粒度为0.8-3μm;
高纯碳黑粉末:纯度>99.1%;
钨粉:纯度≥99.9%,FSSS粒度为0.4-1.0μm;
碳化钽:粒度为0.6-3μm;
碳化铬:粒度为0.6-3μm;
碳化铌:粒度为0.6-3μm;
氮化铝晶须:粒度为10-30μm;
氮化钛晶须:粒度为10-30μm。
实施例1:
1.1制备硬质合金材料
1.1.1原料
原料配比见表1。
1.1.2制备方法
包括下述步骤:
(1)混合:将各原料按配比进行混合,得到混合均匀的混合料;
采用球磨机进行湿法球磨,球磨时间为90小时,球磨时加入成型剂,成型剂采用石蜡,成型剂的加入量为原料总重量的1.5%;球磨介质为己烷,球磨介质的加量为原料重量的30%;所用磨球为研磨棒,其用量为原料总重量的3倍;
(2)干燥制粒:将步骤(1)所得的混合料进行干燥并制粒,得到粉料;
采用喷雾干燥制粒:干燥介质为高温氮气,保证喷雾干燥塔内氧含量小于2%,喷雾压力为1500kPa,喷嘴尺寸为1.5mm,出口温度控制在98℃;
(3)压制:将步骤(2)得到的粉料通过模具压制成所需形状的压坯;
采用双向模压方式:所得压坯厚度与雪茄刀片的厚度相适应,压坯收缩系数为1.23,压坯高度为1.97mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
(4)烧结:将步骤(3)得到压坯进行烧结,采用真空脱脂、低压烧结方式:
真空脱脂:从室温升温至800℃为真空脱脂过程,在400℃保温4小时;从室温升温至200℃以及从400℃升温至800℃的过程中控制升温速度为6℃/min;
低压烧结:烧结温度在1430℃,加压压力为4MPa,并保持1小时,得到雪茄刀用硬质合金材料。
1.2制备刀片
应用1.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤为:
A1、端面磨削:将刀片使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为300MPa,砂轮粒度为600目;磨削后产品厚度尺寸为1.2±0.05mm;
A2、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为200mm,砂轮粒度为W28,刀刃宽度为4.5mm;
A3、钝化:使用金刚石毛刷对刀片的刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为600目、800目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
A4、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例2:
2.1制备硬质合金材料
2.1.1原料
原料配比见表1。
2.1.2制备方法
包括下述步骤:
(1)混合:将各原料按配比进行混合,得到混合均匀的混合料;
采用球磨机进行湿法球磨,球磨时间为60小时,球磨时加入成型剂,成型剂采用PEG,成型剂的加入量为原料总重量的2%;球磨介质为乙醇,球磨介质的加量为原料重量的40%;所用磨球为硬质合金球,其用量为原料总重量的4倍;
(2)干燥制粒:将步骤(1)所得的混合料进行干燥并制粒,得到粉料;
采用喷雾干燥制粒:干燥介质为高温氮气,保证喷雾干燥塔内氧含量小于2%,喷雾压力为1200kPa,喷嘴尺寸为1.2mm,出口温度控制在95℃;
(3)压制:将步骤(2)得到的粉料通过模具压制成所需形状的压坯;
采用双向模压方式,压坯收缩系数为1.23,压坯高度为2.34mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
(4)烧结:将步骤(3)得到压坯进行烧结,采用真空脱脂、低压烧结方式:
真空脱脂:从室温升温至800℃为真空脱脂过程,在200-400℃保温6小时;从室温升温至200℃以及从400℃升温至800℃的过程中控制升温速度5℃/min;
低压烧结:烧结温度在1430℃,加压压力为5MPa,并保持0.8小时,得到雪茄刀用硬质合金材料。
2.2制备刀片
应用2.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为1.5mm的刀片,具体步骤为:
A1、端面磨削:将刀片使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为250MPa,砂轮粒度为400目;磨削后产品厚度尺寸为1.5±0.05mm;
A2、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为120mm,砂轮粒度为W20,刀刃宽度为4.5mm;
A3、钝化:使用金刚石毛刷对刀片的刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为400目、600目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
A4、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例3:
3.1制备硬质合金材料
3.1.1原料
原料配比见表1。
3.1.2制备方法
包括下述步骤:
(1)混合:将各原料按配比进行混合,得到混合均匀的混合料;
采用球磨机进行湿法球磨,球磨时间为30小时,球磨时加入成型剂,成型剂采用石蜡,成型剂的加入量为原料总重量的3%;球磨介质为乙醇,球磨介质的加量为原料重量的30%;所用磨球为硬质合金球,其用量为原料总重量的3倍;
(2)干燥制粒:将步骤(1)所得的混合料进行干燥并制粒,得到粉料;
采用喷雾干燥制粒:干燥介质为高温氮气,保证喷雾干燥塔内氧含量小于2%,喷雾压力为900kPa,喷嘴尺寸为0.8mm,出口温度控制在93℃;
(3)压制:将步骤(2)得到的粉料通过模具压制成所需形状的压坯;
采用双向模压方式:所得压坯厚度与雪茄刀片的厚度相适应,压坯收缩系数为1.23,压坯高度为1.60mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
(4)烧结:将步骤(3)得到压坯进行烧结,采用真空脱脂、低压烧结方式:
真空脱脂:从室温升温至800℃为真空脱脂过程,在200℃保温7小时;从室温升温至200℃以及从400℃升温至800℃的过程中控制升温速度为4℃/min;
低压烧结:烧结温度在1430℃,加压压力为6MPa,并保持0.5小时,得到雪茄刀用硬质合金材料。
3.2制备刀片
应用3.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为0.9mm的刀片,具体步骤为:
A1、端面磨削:将刀片使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为400MPa,砂轮粒度为500目;磨削后产品厚度尺寸为0.9±0.05mm;
A2、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为200mm,砂轮粒度为W24,刀刃宽度为4.5mm;
A3、钝化:使用金刚石毛刷对刀片的刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为600目、800目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
A4、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例4:
4.1制备硬质合金材料
4.1.1原料
原料配比见表1。
4.1.2制备方法
(1)混合:将各原料按配比进行混合,得到混合均匀的混合料;
采用球磨机进行湿法球磨,球磨时间为80小时,球磨时加入成型剂,成型剂采用PEG,成型剂的加入量为原料总重量的2%;球磨介质为己烷,球磨介质的加量为原料重量的35%;所用磨球为硬质合金球,其用量为原料总重量的5倍;
(2)干燥制粒:将步骤(1)所得的混合料进行干燥并制粒,得到粉料;
采用喷雾干燥制粒:干燥介质为高温氮气,保证喷雾干燥塔内氧含量小于2%,喷雾压力为1000kPa,喷嘴尺寸为1.0mm,出口温度控制在96℃;
(3)压制:将步骤(2)得到的粉料通过模具压制成所需形状的压坯;
采用双向模压方式:所得压坯厚度与雪茄刀片的厚度相适应,压坯收缩系数为1.23,压坯高度为1.97mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
(4)烧结:将步骤(3)得到压坯进行烧结,采用真空脱脂、低压烧结方式:
真空脱脂:从室温升温至800℃为真空脱脂过程,在250℃保温6小时;从室温升温至200℃以及从400℃升温至800℃的过程中控制升温速度为4℃/min;
低压烧结:烧结温度在1440℃,加压压力为4.5MPa,并保持0.8小时,得到雪茄刀用硬质合金材料。
4.2制备刀片
应用4.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤与实施例1相同,得到刀片成品。
实施例5:
5.1制备硬质合金材料
5.1.1原料
原料配比见表1。
5.1.2制备方法
包括下述步骤:
(1)混合:将各原料按配比进行混合,得到混合均匀的混合料;
采用球磨机进行湿法球磨,球磨时间为40小时,球磨时加入成型剂,成型剂采用PEG,成型剂的加入量为原料总重量的2.5%;球磨介质为己烷,球磨介质的加量为原料重量的40%;所用磨球为研磨棒,其用量为原料总重量的4倍;
(2)干燥制粒:将步骤(1)所得的混合料进行干燥并制粒,得到粉料;
采用喷雾干燥制粒:干燥介质为高温氮气,保证喷雾干燥塔内氧含量小于2%,喷雾压力为1300kPa,喷嘴尺寸为1.3mm,出口温度控制在94℃;
(3)压制:将步骤(2)得到的粉料通过模具压制成所需形状的压坯;
采用双向模压方式:所得压坯厚度与雪茄刀片的厚度相适应,压坯收缩系数为1.23,压坯高度为1.97mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
(4)烧结:将步骤(3)得到压坯进行烧结,采用真空脱脂、低压烧结方式:
真空脱脂:从室温升温至800℃为真空脱脂过程,在350℃保温5小时;从室温升温至200℃以及从400℃升温至800℃的过程中控制升温速度为6℃/min;
低压烧结:烧结温度在1480℃,加压压力为5.5MPa,并保持0.6小时,得到雪茄刀用硬质合金材料。
5.2制备刀片
应用5.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤与实施例1相同,得到刀片成品。
实施例6:
6.1制备硬质合金材料
6.1.1原料
原料配比见表1。
6.1.2制备方法
与实施例2不同的是:压坯高度为3.11mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例2相同,得到雪茄刀用硬质合金材料。
6.2制备刀片
应用6.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为0.7mm的刀片,具体步骤为:
B1、切割:将硬质合金材料进行切割处理,切割成单个刀片形状,得到刀片初品;
采用金刚石切割线进行预刀片的切割,金刚石切割线直径为0.4mm,金刚石目数150目;
B2、烧结:将刀片初品在脱脂真空炉内使用保护性气体进行烧结;
烧结温度为1520℃,烧结时使用加压烧结,加压压力为4MPa,保温时间为2h,烧结舟皿使用图钉式舟皿,以增强产品上下面气氛的一致性,减少产品的变形;
B3、端面磨削:将烧结后的刀片初品使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为400MPa,砂轮粒度为600目;磨削后产品厚度尺寸为0.7±0.05mm;
B4、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为120mm,砂轮粒度为W28,刀刃宽度为4.0mm;
B5、钝化:使用金刚石毛刷对刀片刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为600目、800目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
B6、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例7:
7.1制备硬质合金材料
7.1.1原料
原料配比见表1。
7.1.2制备方法
与实施例2不同的是:压坯高度为2.61mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例2相同,得到雪茄刀用硬质合金材料。
7.2制备刀片
应用7.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为0.5mm的刀片,具体步骤为:
B1、切割:将硬质合金材料进行切割处理,切割成单个刀片形状,得到刀片初品;
采用金刚石切割线进行预刀片的切割,金刚石切割线直径为0.4mm,金刚石目数80目;
B2、烧结:将刀片初品在脱脂真空炉内使用保护性气体进行烧结;
烧结温度为1400℃,烧结时使用加压烧结,加压压力为7MPa,保温时间为1h,烧结舟皿使用图钉式舟皿,以增强产品上下面气氛的一致性,减少产品的变形;
B3、端面磨削:将烧结后的刀片初品使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为250MPa,砂轮粒度为400目;磨削后产品厚度尺寸为0.5±0.05mm;
B4、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为120mm,砂轮粒度为W20,刀刃宽度为4.0mm;
B5、钝化:使用金刚石毛刷对刀片刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为400目、800目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
B6、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例8:
8.1制备硬质合金材料
8.1.1原料
原料配比见表1。
8.1.2制备方法
与实施例2不同的是:压坯高度为3.11mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例2相同,得到雪茄刀用硬质合金材料。
8.2制备刀片
应用8.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为0.7mm的刀片,具体步骤同实施例6,得到刀片成品。
实施例9:
9.1制备硬质合金材料
9.1.1原料
原料配比见表1。
9.1.2制备方法
与实施例2不同的是:压坯高度为3.11mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例2相同,得到雪茄刀用硬质合金材料。
9.2制备刀片
应用9.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为0.7mm的刀片,具体步骤同实施例6,得到刀片成品。
实施例10:
10.1制备硬质合金材料
10.1.1原料
原料配比见表1。
10.1.2制备方法
与实施例2不同的是:压坯高度为3.11mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例2相同,得到雪茄刀用硬质合金材料。
10.2制备刀片
应用10.1中制备的硬质合金材料,制备厚度为0.7mm的刀片,具体步骤同实施例6,得到刀片成品。
(二)采用金属陶瓷材料制备雪茄刀专用刀片
实施例11-20和对比例1-2中制备金属陶瓷材料,其原料加入量如下述表2-表3所示:
表2实施例11-20和对比例1-2原料表一(按重量百分比)
表3实施例11-20和对比例1-2原料表二(硬质相,按重量份)
实施例11:
11.1制备金属陶瓷材料
11.1.1原料
原料配比见表2和表3。
11.1.2制备方法
包括下述步骤:
(1)制备多元素连续固溶体
A1、按配比将制备多元素连续固溶体的原料加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
球磨时,加入乙醇作为分散剂,分散剂的加入量为制备多元素连续固溶体原料总重量的35%;成型剂为石蜡,添加量为制备多元素连续固溶体原料总重量的2%;球磨时间60h;
A2、将得到的混合料在高温N2保护下进行喷雾干燥,得到预固溶粉末;
喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为100℃;
A3、将预固溶粉末在Ar气保护下进行烧结,在烧结温度1600℃保温2h,获得块状的多元素连续固溶体;
(2)球磨
将步骤(1)中得到的块状的多元素连续固溶体进行初步破碎(无明显团粒团聚即可);然后按配比将初步破碎后的多元素连续固溶体(硬质相)和粘结相加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
球磨时,加入乙醇作为分散剂,分散剂的加入量为多元素连续固溶体和粘结相总重量的35%;成型剂为石蜡,添加量为多元素连续固溶体和粘结相总重量的3%;球磨时间56h;
(3)喷雾干燥
将步骤(2)中得到的混合料在高温N2保护下进行喷雾干燥,得到干燥混合料;
喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为95℃;
(4)压坯
将步骤(3)中得到的干燥混合料经模压压制成压坯;
模压时,模压压力为1.5T/cm2;压坯高度为1.97mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
(5)烧结
将步骤(4)中得到的压坯在Ar气保护气氛下进行烧结,在烧结温度1500℃保温2h,然后随炉冷却得到金属陶瓷材料。
11.2制备刀片
应用11.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤为:
A1、端面磨削:将刀片使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为300MPa,砂轮粒度为600目;磨削后产品厚度尺寸为1.2±0.05mm;
A2、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为200mm,砂轮粒度为W28,刀刃宽度为4.5mm;
A3、钝化:使用金刚石毛刷对刀片的刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为600目、800目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
A4、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例12:
12.1制备金属陶瓷材料
12.1.1原料
原料配比见表2和表3。
12.1.2制备方法
包括下述步骤:
(1)制备多元素连续固溶体
A1、按配比将制备多元素连续固溶体的原料加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
球磨时,加入乙醇作为分散剂,分散剂的加入量为制备多元素连续固溶体原料总重量的25%;成型剂为石蜡,添加量为制备多元素连续固溶体原料总重量的2.5%;球磨时间55h;
A2、将得到的混合料在N2保护下进行喷雾干燥,得到预固溶粉末;
喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为105℃;
A3、将预固溶粉末在Ar气保护下进行烧结,在烧结温度1700℃保温1.5h,获得块状的多元素连续固溶体;
(2)球磨
将步骤(1)中得到的块状的多元素连续固溶体进行初步破碎(无明显团粒团聚即可);然后按配比将初步破碎后的多元素连续固溶体(硬质相)和粘结相加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
球磨时,加入乙醇作为分散剂,分散剂的加入量为多元素连续固溶体和粘结相总重量的25%;成型剂为石蜡,添加量为多元素连续固溶体和粘结相总重量的4%;球磨时间50h;
(3)喷雾干燥
将步骤(2)中得到的混合料在N2保护下进行喷雾干燥,得到干燥混合料;
喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为100℃;
(4)压坯
将步骤(3)中得到的干燥混合料经模压压制成压坯;
模压时,模压压力为1.8T/cm2,压坯高度为2.34mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
(5)烧结
将步骤(4)中得到的压坯在Ar气保护气氛下进行烧结,在烧结温度1550℃保温1.5h,然后随炉冷却得到金属陶瓷材料。
12.2制备刀片
应用12.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为1.5mm的刀片,具体步骤为:
A1、端面磨削:将刀片使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为250MPa,砂轮粒度为400目;磨削后产品厚度尺寸为1.5±0.05mm;
A2、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为120mm,砂轮粒度为W20,刀刃宽度为4.5mm;
A3、钝化:使用金刚石毛刷对刀片的刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为400目、600目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
A4、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例13:
13.1制备金属陶瓷材料
13.1.1原料
原料配比见表2和表3。
13.1.2制备方法
包括下述步骤:
(1)制备多元素连续固溶体
A1、按配比将制备多元素连续固溶体的原料加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
球磨时,加入乙醇作为分散剂,分散剂的加入量为制备多元素连续固溶体原料总重量的50%;成型剂为石蜡,添加量为制备多元素连续固溶体原料总重量的1.5%;球磨时间65h;
A2、将得到的混合料在N2保护下进行喷雾干燥,得到预固溶粉末;
喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为95℃;
A3、将预固溶粉末在Ar气保护下进行烧结,在烧结温度1500℃保温2.5h,获得块状的多元素连续固溶体;
(2)球磨
将步骤(1)中得到的块状的多元素连续固溶体进行初步破碎(无明显团粒团聚即可);然后按配比将初步破碎后的多元素连续固溶体(硬质相)和粘结相加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
球磨时,加入乙醇作为分散剂,分散剂的加入量为多元素连续固溶体和粘结相总重量的50%;成型剂为石蜡,添加量为多元素连续固溶体和粘结相总重量的2%;球磨时间60h;
(3)喷雾干燥
将步骤(2)中得到的混合料在N2保护下进行喷雾干燥,得到干燥混合料;
喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为90℃;
(4)压坯
将步骤(3)中得到的干燥混合料经模压压制成压坯;
模压时,模压压力为1.2T/cm2,压坯高度为1.97mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
(5)烧结
将步骤(4)中得到的压坯在Ar气保护气氛下进行烧结,在烧结温度1450℃保温2.5h,然后随炉冷却得到金属陶瓷材料。
13.2制备刀片
应用13.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤同实施例11,得到刀片成品。
实施例14:
14.1制备金属陶瓷材料
14.1.1原料
原料配比见表2和表3。
14.1.2制备方法
与实施例11不同的是:压坯高度为1.97mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
其他同实施例11,得到雪茄刀用金属陶瓷材料。
14.2制备刀片
应用14.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤与实施例11相同,得到刀片成品。
实施例15:
15.1制备金属陶瓷材料
15.1.1原料
原料配比见表2和表3。
15.1.2制备方法
与实施例11不同的是:压坯高度为1.97mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯直接制备成一个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行磨削成刀片的形状);
其他同实施例11,得到雪茄刀用金属陶瓷材料。
15.2制备刀片
应用15.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤与实施例11相同,得到刀片成品。
实施例16:
16.1制备金属陶瓷材料
16.1.1原料
原料配比见表2和表3。
16.1.2制备方法
与实施例11不同的是:压坯高度为3.11mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例11相同,得到雪茄刀用金属陶瓷材料。
16.2制备刀片
应用16.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为0.7mm的刀片,具体步骤为:
B1、切割:将金属陶瓷材料进行切割处理,切割成单个刀片形状,得到刀片初品;
采用金刚石切割线进行预刀片的切割,金刚石切割线直径为0.4mm,金刚石目数150目;
B2、烧结:将刀片初品在脱脂真空炉内使用保护性气体进行烧结;
烧结温度为1520℃,烧结时使用加压烧结,加压压力为4MPa,保温时间为2h,烧结舟皿使用图钉式舟皿,以增强产品上下面气氛的一致性,减少产品的变形;
B3、端面磨削:将烧结后的刀片初品使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为400MPa,砂轮粒度为600目;磨削后产品厚度尺寸为0.7±0.05mm;
B4、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为120mm,砂轮粒度为W28,刀刃宽度为4.0mm;
B5、钝化:使用金刚石毛刷对刀片刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为600目、800目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
B6、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例17:
17.1制备金属陶瓷材料
17.1.1原料
原料配比见表2和表3。
17.1.2制备方法
与实施例11不同的是:压坯高度为3.85mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例11相同,得到雪茄刀用金属陶瓷材料。
17.2制备刀片
应用17.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为1.0mm的刀片,具体步骤为:
B1、切割:将金属陶瓷材料进行切割处理,切割成单个刀片形状,得到刀片初品;
采用金刚石切割线进行预刀片的切割,金刚石切割线直径为0.4mm,金刚石目数80目;
B2、烧结:将刀片初品在脱脂真空炉内使用保护性气体进行烧结;
烧结温度为1400℃,烧结时使用加压烧结,加压压力为7MPa,保温时间为1h,烧结舟皿使用图钉式舟皿,以增强产品上下面气氛的一致性,减少产品的变形;
B3、端面磨削:将烧结后的刀片初品使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为250MPa,砂轮粒度为400目;磨削后产品厚度尺寸为1.0±0.05mm;
B4、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为120mm,砂轮粒度为W20,刀刃宽度为4.0mm;
B5、钝化:使用金刚石毛刷对刀片刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为400目、800目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
B6、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例18:
18.1制备金属陶瓷材料
18.1.1原料
原料配比见表2和表3。
18.1.2制备方法
与实施例2不同的是:压坯高度为2.61mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例11相同,得到雪茄刀用金属陶瓷材料。
18.2制备刀片
应用18.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为0.5mm的刀片,具体步骤为:
B1、切割:将金属陶瓷材料进行切割处理,切割成单个刀片形状,得到刀片初品;
采用金刚石切割线进行预刀片的切割,金刚石切割线直径为0.4mm,金刚石目数120目;
B2、烧结:将刀片初品在脱脂真空炉内使用保护性气体进行烧结;
烧结温度为1450℃,烧结时使用加压烧结,加压压力为6MPa,保温时间为0.5h,烧结舟皿使用图钉式舟皿,以增强产品上下面气氛的一致性,减少产品的变形;
B3、端面磨削:将烧结后的刀片初品使用磨床进行端面磨削;
磨削时采用双端面磨削以保证产品上下面磨削的一致性,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为350MPa,砂轮粒度为500目;磨削后产品厚度尺寸为0.5±0.05mm;
B4、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为200mm,砂轮粒度为W25,刀刃宽度为4.0mm;
B5、钝化:使用金刚石毛刷对刀片刃口进行钝化处理;
钝化选用2个金刚石毛刷进行刃口处理,毛刷粒度分别为600目、800目粒度,钝化大小为0.02-0.04mm;
B6、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,清洗时采用去离子水,得到刀片成品。
实施例19:
19.1制备金属陶瓷材料
19.1.1原料
原料配比见表1。
19.1.2制备方法
与实施例11不同的是:压坯高度为3.11m,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例11相同,得到雪茄刀用金属陶瓷材料。
19.2制备刀片
应用19.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为0.7mm的刀片,具体步骤同实施例16,得到刀片成品。
实施例20:
20.1制备金属陶瓷材料
20.1.1原料
原料配比见表2和表3。
20.1.2制备方法
与实施例11不同的是:压坯高度为3.11mm,压坯的形状为预刀片的形状(后续采用一个压坯切割一次后制备成两个刀片,预刀片的形状是指方便后续将其进行切割、磨削成刀片的形状);
其它与实施例11相同,得到雪茄刀用金属陶瓷材料。
20.2制备刀片
应用20.1中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为0.7mm的刀片,具体步骤同实施例16,得到刀片成品。
实施例1-20中刀片参数如下表4所示:
表4实施例刀片参数
四、对比例
对比例1:
1.1制备金属陶瓷材料
1.1.1原料
原料配比见表2和表3。
1.1.2制备方法
与实施例11相同,得到金属陶瓷材料。
1.2制备刀片:
应用本对比例中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤同实施例11,得到刀片成品。
对比例2:
2.1制备金属陶瓷材料
2.1.1原料
原料配比见表2和表3。
2.1.2制备方法
与实施例11相同,得到金属陶瓷材料。
2.2制备刀片:
应用本对比例中制备的金属陶瓷材料,制备厚度为1.2mm的刀片,具体步骤同实施例11,得到刀片成品。
对比例3:
以美国西卡Xikar生产的型号为157 VX2 V-CUT CUTTER的雪茄刀(刀片材质为440不锈钢,硬度HRC57)为对比例1。
对比例4:
以古巴高希霸COHIBA生产的雪茄刀(刀片材质为高速钢,硬度HRC64)为对比例2。
五、实验例
1、将实施例1-20以及对比例1-2中制备的硬质合金材料和金属陶瓷材料进行性能检测:
(1)检验标准:
洛氏硬度:GB/T 3849.1-2015;抗弯强度:GB/T 3851-2015;断裂韧性:GB/T33819-2017。
(2)检测结果如下表5所示:
表5实施例和对比例材料性能测试结果
2、将实施例1-20以及对比例1-2中制备的刀片同其他配件一起制备成雪茄刀,同对比例3-4进行雪茄连续剪切测试,每个雪茄刀对雪茄的剪切次数均为400次,实验完成后,对比雪茄刀刃部及表面情况,同时对比雪茄切割面表面质量;在进行实验时,先点燃雪茄,待雪茄自然熄灭,放置两小时后再将先前燃烧过的一端剪掉,剪掉的长短以刚刚剪掉燃烧过的一段为准,为避免浪费,剪掉燃烧的一端后可以继续点燃,待再次熄灭、放置后继续进行剪切实验,直至剪切实验不能进行,结果详见下表6。
表6雪茄连续剪切测试结果
由表6可以看出,本发明实施例1-20中制备的刀片用于剪切雪茄时,能够满足针对高纤维烟叶丝切割的同时,保持足够的刃口锋利度,焦油也不易粘附;并且,雪茄切口表面平整,可显著提升雪茄刀或雪茄剪的使用寿命、美观度及用户使用满意度。
Claims (7)
1.一种雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法,其特征在于:所述刀片的材质为硬质合金或金属陶瓷;当刀片的材质为硬质合金时,所述刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤0.8mm或0.8mm<厚度≤1.5mm;当刀片的材质为金属陶瓷时,所述刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤1mm或者1mm<厚度≤1.5mm;所述硬质合金其原料包括下述重量百分比的原料:碳化钨粉末88%-95%;钴粉末0-10%;镍粉末0-10%;高纯碳黑粉末0-0.02%;钨粉0-0.3%;碳化钽0-0.5%;碳化铬0-1%;碳化铌0-0.5%;氮化铝晶须0-0.5%;氮化钛晶须0-0.5%;各原料的重量百分比之和为100%,其中,
(1)当刀片的材质为硬质合金、刀片的厚度为0.8mm<厚度≤1.5mm和刀片的材质为金属陶瓷、刀片的厚度为1mm<厚度≤1.5mm时,在进行硬质合金材料和金属陶瓷材料的制备中直接将材料压制成单个刀片形状,刀片的制备包括下述步骤:
A1、端面磨削:将刀片使用磨床进行端面磨削;
A2、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
A3、钝化:使用金刚石毛刷对刀片的刃口进行钝化处理;
A4、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,得到刀片成品;
(2)当刀片的材质为硬质合金、刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤0.8mm和刀片的材质为金属陶瓷、刀片的厚度为0.5mm≤厚度≤1mm时,其制备步骤包括:
B1、切割:将硬质合金材料和金属陶瓷材料进行切割处理,切割成单个刀片形状,得到刀片初品;
B2、烧结:将刀片初品在脱脂真空炉内使用保护性气体进行烧结;
B3、端面磨削:将烧结后的刀片初品使用磨床进行端面磨削;
B4、开槽:使用磨床对端面磨削后的刀片进行月牙刀刃的开槽;
B5、钝化:使用金刚石毛刷对刀片刃口进行钝化处理;
B6、清洗:对钝化处理后刀片进行清洗,得到刀片成品;所述(2)B1中,采用金刚石切割线进行预刀片的切割,金刚石切割线直径为0.4-1.0mm,金刚石目数为80-150目;
所述(2)B2中,烧结温度为1400-1520℃,烧结时使用加压烧结,加压压力为4-7MPa,保温时间为0.5-2h,烧结舟皿使用图钉式舟皿;
所述硬质合金其制备步骤为:
(1)混合:将各原料按配比进行混合,得到混合均匀的混合料;
(2)干燥制粒:将步骤(1)所得的混合料进行干燥并制粒,得到粉料;
(3)压制:将步骤(2)得到的粉料通过模具压制成所需形状的压坯;
(4)烧结:将步骤(3)得到压坯进行烧结,得到雪茄刀用硬质合金材料;
所述金属陶瓷的制备,其原料包括下述重量百分比的原料:硬质相75-85%;粘结相15-25%,且硬质相和粘结相的重量百分比之和为100%;其中,
所述硬质相为多元素连续固溶体;所述多元素连续固溶体由下述重量份的原料制备:TiCN 58-76份 ,WC 6-23.5份,Mo2C 3.5-23.5份,其他碳化物0-17.5份;所述其他碳化物为TaC、NbC、Cr3C2、HfC和ZrC中的任意一种或任意几种混合;所述多元素连续固溶体的制备包括下述步骤:
①、按配比将制备多元素连续固溶体的原料加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
②、将得到的混合料在惰性气体的保护下进行喷雾干燥,得到预固溶粉末;
③、将预固溶粉末在Ar气保护下进行烧结,在烧结温度1500-1700℃保温1.5-2.5h,获得块状的多元素连续固溶体;
所述粘结相为铁族元素中的一种或几种,且不包括Co;
所述金属陶瓷的制备步骤为:
(1)制备多元素连续固溶体
(2)球磨
将步骤(1)中得到的块状的多元素连续固溶体进行初步破碎;然后按配比将初步破碎后的多元素连续固溶体和粘结相加入球磨机中进行球磨,球磨时加入成型剂,得到混合料;
(3)喷雾干燥
将步骤(2)中得到的混合料在惰性气体的保护下进行喷雾干燥,得到干燥混合料;
(4)压坯
将步骤(3)中得到的干燥混合料经模压压制成压坯;
(5)烧结
将步骤(4)中得到的压坯在Ar气保护气氛下进行烧结,在烧结温度1450-1550℃保温1.5-2.5h,随炉冷却得到金属陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法,其特征在于:所述(1)A1和(2)B3中,磨削时采用双端面磨削,磨削时产品放置于仿形工装盘内,磨削压力为250-400MPa,砂轮粒度为400-600目;
所述(1)A2和(2)B4中,使用开槽机、金刚石砂轮进行月牙型刀刃的开槽加工,砂轮直径为120-200mm,砂轮粒度为W20-W28;
所述(1)A3和(2)B5中,使用400-800目金刚石毛刷进行刃口处理;
所述(1)A4和(2)B6中,清洗时采用去离子水。
3.根据权利要求1所述的雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法,其特征在于:所述硬质合金的制备中,各原料的重量百分比分别为:碳化钨粉末88%-92%;钴粉末6-10%;镍粉末0-8%;高纯碳黑粉末0-0.01%;钨粉0-0.1%;碳化钽0.3-0.5%;碳化铬0.5-0.8%;碳化铌0.3-0.5%;氮化铝晶须0.2-0.3%;氮化钛晶须0.2-0.3%;各原料的重量百分比之和为100%。
4.根据权利要求1所述的雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,采用球磨机进行湿法球磨,球磨时间为30-90小时,球磨时加入成型剂,成型剂的加入量为原料总重量的1.5-3%;球磨介质为乙醇或己烷,球磨介质的加量为原料重量的30-45%;所用磨球为硬质合金球或研磨棒,其用量为原料总重量的3-6倍;
所述步骤(2)中,采用喷雾干燥制粒:干燥介质为高温氮气,保证喷雾干燥塔内氧含量小于2%,喷雾压力为900-1500kPa,喷嘴尺寸为0.8-1.5mm,出口温度控制在93-98℃;
所述步骤(3)中,采用双向模压方式,压坯收缩系数为1.2-1.25;
所述步骤(4)中,采用真空脱脂、低压烧结方式,真空脱脂:从室温升温至800℃为真空脱脂过程,在200-400℃保温4-7小时;低压烧结:烧结温度在1400-1500℃,加压压力为4-6MPa,并保持0.5-1小时。
5.根据权利要求1所述的雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法,其特征在于:所述金属陶瓷的制备中,各原料的重量百分比分别为:硬质相78-82%;粘结相18-22%;所述硬质相的制备各组分的重量份分别为:TiCN 60-70份;WC10-18份;Mo2C10-18份 ;其他碳化物3-15份。
6.根据权利要求1所述的雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)A2中,喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为95-105℃;所述步骤(3)中,喷雾干燥时,喷雾干燥塔的出口温度为90-100℃;
所述步骤(4)中,模压压力为1.2-1.8T/cm2。
7.一种由权利要求1-6中任意一项所述的雪茄剪或雪茄刀专用刀片的制备方法制备的刀片。
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