本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金分切刀具用材料及其制備方法，具體是涉及一種用于瓦楞紙分切生產(chǎn)行業(yè)的新型硬質(zhì)合金刀具。

背景技術(shù)：

硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時(shí)仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。硬質(zhì)合金屬于復(fù)合材料，主要由硬質(zhì)相和粘結(jié)相組成，其中，硬質(zhì)相賦予材料硬度和耐磨性，而基體粘結(jié)相賦予材料一定的塑韌性和強(qiáng)度。能作為硬質(zhì)合金粘結(jié)相的金屬，不僅需要對(duì)硬質(zhì)相具有良好的潤(rùn)濕性，還要對(duì)硬質(zhì)相具有一定的固溶度，鐵族元素Fe、Ni和Co滿足以上條件。

但是，現(xiàn)有硬質(zhì)合金的抗疲勞性能和韌性不夠高；因?yàn)楝F(xiàn)今鈷資源有限且鈷的市場(chǎng)價(jià)格較高，從而使硬質(zhì)合金生產(chǎn)成本高居不下，同時(shí)提高了硬質(zhì)合金的成本；現(xiàn)有硬質(zhì)合金均以Co為粘結(jié)劑；原料干燥前應(yīng)該充分混合均勻；現(xiàn)有硬質(zhì)合金石墨舟皿存在應(yīng)力變形和堆疊效果不明顯的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種抗疲勞性能和韌性較高的硬質(zhì)合金材料，同時(shí)提高現(xiàn)有硬質(zhì)合金的硬度、提高產(chǎn)品的使用壽命。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種硬質(zhì)合金分切刀具用材料及其制備方法，包括以下步驟：

步驟一，配料：將Fe、Co、Ni、Tic和WC加入濕磨機(jī)進(jìn)行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:5％～30％，Co:5～20％，Ni:0.5～5％，TiC:3～15％，余量:WC；；

步驟二，濕磨：將步驟一配制好的原料、濕磨介質(zhì)和成型劑一同加入濕磨機(jī)中混合均勻，濕磨時(shí)間為24h～28h；

步驟三，干燥制粒：將濕磨好的混合料在噴霧干燥塔內(nèi)進(jìn)行混合料干燥制粒；

步驟四，壓制:將干燥制粒好的混合料經(jīng)壓力機(jī)壓制成型，壓力值為：0.3MPa～1.0MPa；

步驟五，燒結(jié):將壓制成型的毛坯用石墨材質(zhì)舟皿裝好放入真空燒結(jié)爐中，經(jīng)1360℃～1420℃的高溫?zé)Y(jié)，制成新型硬質(zhì)合金材料；

步驟六，焠火:將燒結(jié)好的硬質(zhì)合金材料放入淬火爐中進(jìn)行淬火處理，溫度900℃～1100℃，保溫15min～20min，之后放入淬火專用油內(nèi)極速冷卻，冷卻時(shí)間為1min～2min；

步驟七，深冷:步驟六淬火處理后的材料放入深冷爐內(nèi)進(jìn)行深冷處理，深冷溫度為-160℃～-190℃，深冷時(shí)間為:12h～24h；

進(jìn)一步的，所述步驟一中Fe粉的粒度為0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co為粘結(jié)相。

進(jìn)一步的，所述步驟二中濕磨介質(zhì)為≥95％的無水乙醇，無水乙醇的加入比例為：330ml酒精/kg原料；成型劑為:PEG，加入比例為2％～3％。

進(jìn)一步的，所述步驟三中噴霧干燥塔頂進(jìn)口溫度為：180℃～230℃，塔底出口溫度為：90℃～100℃，干燥塔內(nèi)部壓力為：1.6kpa～2.0kpa。

進(jìn)一步的，所述步驟三中噴霧干燥塔還可以是真空干燥機(jī)，其真空度≥0.95MPa，干燥時(shí)間為8h～12h；混合料經(jīng)過真空干燥機(jī)干燥后制粉，制粉是用40目～80目的篩網(wǎng)過篩制粉。

進(jìn)一步的，所述步驟六中淬火專用油為ZZ-1型淬火專用油。

本發(fā)明還公開了一種硬質(zhì)合金分切刀具用材料及其制備方法中步驟四壓制過程的專用石墨舟皿，包括盤底、外檐、均勻分布在外檐上表面的孔、均勻分布在外檐下表面的筋板和設(shè)置在筋板下表面的圓柱，所述圓柱適配于孔，所述孔與圓柱的數(shù)量和規(guī)則均相同，所述筋板均由外檐側(cè)面延伸到底盤中心線并重合。

進(jìn)一步的，所述孔與圓柱的數(shù)量均為3個(gè)。

進(jìn)一步的，所述筋板的高度為5mm～8mm；所述孔的深度為3mm或4mm；所述圓柱的高度為3mm或4mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以獲得以下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明中TiC的加入是為了提高合金的硬度，從而提高產(chǎn)品的使用壽命。

(2)本發(fā)明中濕磨可以將各組分原料充分的混合均勻。

(3)本發(fā)明中復(fù)合粘結(jié)相Fe-Ni-Co可有效的改善合金的抗疲勞性能和韌性，在滿足使用性能的同時(shí)可以有效的降低生產(chǎn)成本。

(4)本發(fā)明中混合料干燥速度快，料液經(jīng)霧化后表面積大大增加，在熱風(fēng)氣流中，瞬間就可蒸發(fā)95％-98％的水份，完成干燥時(shí)間僅需數(shù)秒鐘，物料具有良好的均勻度和流動(dòng)性，產(chǎn)品純度高，質(zhì)量好；生產(chǎn)過程簡(jiǎn)化，操作控制方便。

(5)本發(fā)明中專用石墨舟皿的所述筋板均由外檐側(cè)面延伸到底盤中心線并重合，降低了石墨舟皿存在應(yīng)力變形的可能。

(6)本發(fā)明中專用石墨舟皿的孔和圓柱的結(jié)構(gòu)能夠保障石墨舟皿的堆疊效果好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明流程示意圖。

圖2是本發(fā)明專用石墨舟皿的立體示意圖。

圖3是本發(fā)明專用石墨舟皿另一角度的立體示意圖。

其中：1.盤底，2.外檐，3.圓柱，4.筋板，5.孔。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例一

如圖1所示，一種硬質(zhì)合金分切刀具用材料及其制備方法，包括以下步驟：

步驟一，配料：將Fe、Co、Ni、Tic和WC加入濕磨機(jī)進(jìn)行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:18％、Co:8.0％、Ni:4.0％、Tic:8.0％，余量為WC；

步驟二，濕磨：將步驟一配制好的原料、濕磨介質(zhì)和成型劑一同加入濕磨機(jī)中混合均勻，濕磨時(shí)間為24h～28h；

步驟三，干燥制粒：將濕磨好的混合料在噴霧干燥塔內(nèi)進(jìn)行混合料干燥制粒；

步驟四，壓制:將干燥制粒好的混合料經(jīng)壓力機(jī)壓制成型，壓力值為：0.3MPa～1.0MPa；

步驟五，燒結(jié):將壓制成型的毛坯用石墨材質(zhì)舟皿裝好放入真空燒結(jié)爐中，經(jīng)1360℃～1420℃的高溫?zé)Y(jié)，制成新型硬質(zhì)合金材料；

步驟六，焠火:將燒結(jié)好的硬質(zhì)合金材料放入淬火爐中進(jìn)行淬火處理，溫度900℃～1100℃，保溫15min～20min，之后放入淬火專用油內(nèi)極速冷卻，冷卻時(shí)間為1min～2min；

步驟七，深冷:步驟六淬火處理后的材料放入深冷爐內(nèi)進(jìn)行深冷處理，深冷溫度為-160℃～-190℃，深冷時(shí)間為:12h～24h；

步驟八，檢測(cè)。

其中：所述步驟一中Fe粉的粒度為0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co為粘結(jié)相。所述步驟二中濕磨介質(zhì)為≥95％的無水乙醇，無水乙醇的加入比例為：330ml酒精/kg原料；成型劑為:PEG，加入比例為2％～3％。所述步驟三中噴霧干燥塔頂進(jìn)口溫度為：180℃～230℃，塔底出口溫度為：90℃～100℃，干燥塔內(nèi)部壓力為：1.6kpa～2.0kpa。所述步驟六中淬火專用油為ZZ-1型淬火專用油。

經(jīng)檢測(cè)得出硬質(zhì)合金分切刀具材料的密度D＝11.25g/cm²，洛氏硬度HRA＝87.5，抗彎強(qiáng)度TRS＝1985.0N/mm²。

實(shí)施例二

如圖1所示，一種硬質(zhì)合金分切刀具用材料及其制備方法，包括以下步驟：

步驟一，配料：將Fe、Co、Ni、Tic和WC加入濕磨機(jī)進(jìn)行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:20％、Co:5.0％、Ni:0.5％、Tic:5.0％，余量為WC；

步驟二，濕磨：將步驟一配制好的原料、濕磨介質(zhì)和成型劑一同加入濕磨機(jī)中混合均勻，濕磨時(shí)間為24h～28h；

步驟三，真空干燥機(jī)并制粉，將濕磨好的混合料在真空干燥機(jī)內(nèi)干燥，其真空度≥0.95MPa，干燥時(shí)間為8h～12h；混合料經(jīng)過真空干燥機(jī)干燥后制粉，制粉是用40目～80目的篩網(wǎng)過篩制粉；

步驟四，壓制:將干燥制粒好的混合料經(jīng)壓力機(jī)壓制成型，壓力值為：0.3MPa～1.0MPa；

步驟五，燒結(jié):將壓制成型的毛坯用石墨材質(zhì)舟皿裝好放入真空燒結(jié)爐中，經(jīng)1360℃～1420℃的高溫?zé)Y(jié)，制成新型硬質(zhì)合金材料；

步驟六，焠火:將燒結(jié)好的硬質(zhì)合金材料放入淬火爐中進(jìn)行淬火處理，溫度900℃～1100℃，保溫15min～20min，之后放入淬火專用油內(nèi)極速冷卻，冷卻時(shí)間為1min～2min；

步驟七，深冷:步驟六淬火處理后的材料放入深冷爐內(nèi)進(jìn)行深冷處理，深冷溫度為-160℃～-190℃，深冷時(shí)間為:12h～24h；

步驟八，檢測(cè)。

其中：所述步驟一中Fe粉的粒度為0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co為粘結(jié)相。所述步驟二中濕磨介質(zhì)為≥95％的無水乙醇，無水乙醇的加入比例為：330ml酒精/kg原料；成型劑為:PEG，加入比例為2％～3％。所述步驟六中淬火專用油為ZZ-1型淬火專用油。

經(jīng)檢測(cè)得出硬質(zhì)合金分切刀具材料的密度D＝11.45g/cm²，洛氏硬度HRA＝87.5，抗彎強(qiáng)度TRS＝1647.0N/mm²。

實(shí)施例三

實(shí)施例三與實(shí)施例一或二步驟基本相同，區(qū)別在于，步驟一中新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:30％、Co:5.0％、Ni:0.5％、Tic:10％，余量為WC。

實(shí)施例四

實(shí)施例四與實(shí)施例一或二步驟基本相同，區(qū)別在于，步驟一中新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:5.0％、Co:10％、Ni:5.0％、Tic:15％，余量為WC。

實(shí)施例五

實(shí)施例四與實(shí)施例一或二步驟基本相同，區(qū)別在于，步驟一中新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:10％、Co:20％、Ni:3.0％、Tic:12％，余量為WC。

實(shí)施例六

實(shí)施例四與實(shí)施例一或二步驟基本相同，區(qū)別在于，步驟一中新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:10％、Co:10％、Ni:0.5％、Tic:3.0％，余量為WC。

實(shí)施例七

如圖2和圖3所示，一種用于壓制過程的專用石墨舟皿，包括盤底1、外檐2、均勻分布在外檐2上表面的孔5、均勻分布在外檐2下表面的筋板4和設(shè)置在筋板4下表面的圓柱3，所述圓柱3適配于孔5，所述孔5與圓柱3的數(shù)量和規(guī)則均相同，所述筋板3均由外檐2側(cè)面延伸到底盤1中心線并重合。

其中：所述孔5與圓柱3的數(shù)量均為3個(gè)；所述筋板4的高度為5mm；所述孔5的深度為4mm；所述圓柱3的高度為4mm。

實(shí)施例八

如圖2和圖3所示，一種用于壓制過程的專用石墨舟皿，包括盤底1、外檐2、均勻分布在外檐2上表面的孔5、均勻分布在外檐2下表面的筋板4和設(shè)置在筋板4下表面的圓柱3，所述圓柱3適配于孔5，所述孔5與圓柱3的數(shù)量和規(guī)則均相同，所述筋板3均由外檐2側(cè)面延伸到底盤1中心線并重合。

其中：所述孔5與圓柱3的數(shù)量均為3個(gè)；所述筋板4的高度為8mm；所述孔5的深度為3mm；所述圓柱3的高度為3mm。

本發(fā)明中的有益效果是這樣實(shí)現(xiàn)的：

(1)本發(fā)明中TiC的加入是為了提高合金的硬度，含TiC的硬質(zhì)合金刀具硬度高、耐磨性好，這樣切削速度可以提高，故適用于精加工，從而提高產(chǎn)品的使用壽命。

(2)本發(fā)明中濕磨是配制好的原料、濕磨介質(zhì)和成型劑一同加入濕磨機(jī)中混合，可以將各組分原料充分的混合均勻。

(3)本發(fā)明中復(fù)合粘結(jié)相Fe-Ni-Co可有效的改善合金的抗疲勞性能和韌性，在滿足使用性能的同時(shí)可以有效的降低生產(chǎn)成本。

(4)本發(fā)明中混合料干燥速度快，料液經(jīng)霧化后表面積大大增加，在熱風(fēng)氣流中，瞬間就可蒸發(fā)95％-98％的水份，完成干燥時(shí)間僅需數(shù)秒鐘，物料具有良好的均勻度和流動(dòng)性，產(chǎn)品純度高，質(zhì)量好；生產(chǎn)過程簡(jiǎn)化，操作控制方便。

(5)本發(fā)明中專用石墨舟皿的所述筋板均由外檐側(cè)面延伸到底盤中心線并重合，降低了石墨舟皿存在應(yīng)力變形的可能。

(6)本發(fā)明中專用石墨舟皿的孔和圓柱的結(jié)構(gòu)能夠保障石墨舟皿的堆疊效果好。