CN105441936A - 高速钢锥柄麻花钻涂层工艺技术 - Google Patents

Abstract

本发明的高速钢锥柄麻花钻涂层工艺技术，它是利用等离子表面熔覆技术对高速钢锥柄麻花钻的主切削刃槽表面融覆，即在表面涂覆高硬度耐磨抗氧化的WC-TICN基金属陶瓷涂层材料与LF-WT11棒材制备涂层技术，其工艺将TICN粉碳化钨粉、碳化锆粉、碳化钼粉、碳化铬粉、碳化钒粉、钴粉、镍粉、(Ta，Nb)C粉按比例进行配料均匀混合，经压制、烧结工艺，制取高速钢锥柄麻花钻涂层材料LF-WT11棒材，再通过各种金属和碳化物之间的高热固熔反应和粘结作用，促使合金晶粒反应完全的紧密结合，主要是通过粉末冶金的配料、压制、烧结理论来实现。

Description

高速钢锥柄麻花钻涂层工艺技术

技术领域：

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种高速钢锥柄麻花钻涂层工艺技术。

背景技术：

众所周知，能源、信息、材料是当今科学的三大支柱，而材料是人类生活和工农业生产实践的物质基础，随着科学技术的进步和生产发展的要求，表面工程作为一门新型的综合学科，在国内得到了迅速发展，尤其是在当今全球循环经济和低碳经济发展的需求下，表面工程在机械、材料、冶金、化工、军工等领域得到了广泛应用，实践证明表面工程的应用能有效的改善材料表面性能，能延长零件的使用寿命，并能有效节省资金，减少环境污染。而现有的高速钢锥柄麻花钻技术，由于选材工艺陈旧，其钻削性能差、韧性差，使用寿命短，严重影响钻削生产工艺，人们希望有高硬度，耐磨抗氧化、耐热性能好，切削切割性能好的麻花钻问世。

发明内容：

本发明的目的是根据上述不足之处，而提供一种高速钢锥柄麻花钻涂层工艺技术，它采用WC-TICN基金属陶瓷涂层材料与LF-WT11棒材制备涂层技术。基体具有高强度的韧性和高强度的耐磨性，其表面具有抗蚀及抗高强氧化能力，它与常规生产技术生产的高速钢锥柄麻花钻相比，可得到钻削性能好、韧性好，使用寿命长，其产品的使用寿命是涂层前的5倍。

本发明是这样实现的，本发明是利用等离子表面熔覆技术对高速钢锥柄麻花钻的主切削刃槽表面融覆，即在表面涂覆高硬高，耐磨抗氧化的WC-TICN基金属陶瓷涂层材料，与LF-WT11棒材制备涂层技术，其生产工艺如下：

(1)生产工艺流程：

将TICN粉、碳化钨粉、碳化锆粉、碳化钼粉、碳化铬粉、碳化钒粉、钴粉、镍粉、(Ta，Nb)粉按比列进行配料均匀混合，经过压制、烧结工艺，制取高速钢锥柄麻花钻涂层材料LF-WT11棒材，再通过各种金属和碳化物之间的高热固熔反应和粘结作用，促使合金晶粒反应完全的紧密结合，生产过程主要是通过粉末冶金的配料、压制烧结理论来实现。

(2)生产工艺过程

A原料：TI(C，N)粉、碳化钨粉、碳化锆粉、碳化钼粉、碳化钒粉、碳化铬粉、钴粉、镍粉、(Ta，Nb)C粉粉末的纯度要大于99.5％，粒度小于5微米；

B原料配方：(添加量按重量百分比)

C.配料混合：

配料混合工艺制度是在湿磨机中进行

物料重量：100-200(kg/批)

混合时间：40-90(小时)

D.压制：将混合均匀的物料经过掺胶制粒后进行压制，模压和挤压相结合；

E.烧结：将压制后的半成品进行真空烧结和低压烧结，烧结温度：1420-1560℃

最后进行分析检验：→精加工检验→合格产品→产品包装。

本发明的有益效果与特点：

1)高速钢锥柄麻花钻陶瓷材料是WC-TICN金属陶瓷涂层材料，以W、TI系碳化物、氧化物为主要成分，被称为W-Ti系硬质合金。

2)LF-WT11：WC-TiCN基金属陶瓷涂层材料，提高了化学稳定性和耐磨性，在锋利的切削刃槽进行涂层，无论在高速和低速条件下都能保证加工件的表面质量，超长的使用寿命，韧性好、钻削性能好，具有极好的抗塑性变形和积屑瘤性，适合于钢、不锈钢、轴承钢、铸铁等各种钢材的孔加工。

3)WC-TiCN基金属陶瓷涂层材料，硬度高达93.0HRA，强度高达3.0-3.5Gpa，密度10.8-11.2g/cm³，晶粒度小于0.8微米，属于超细金属陶瓷。

附图说明

附图为本发明生产工艺流程图

具体实施方式

本发明的高速钢锥柄麻花钻的涂层工艺技术是利用等离子表面熔覆技术对高速钢锥麻花钻主切削刃槽表面融覆，是刃具材料技术中的一种重要突破，在表面涂覆高硬度、耐磨抗氧化的WC-TiCN基金属陶瓷，可在保持基体强度和韧性的条件下，提高其硬度和耐热性，增加其抗粘着性，涂层作为热绝缘体减少热量向刀刃的传导，可以显著提高耐用度，增强其切割性能，可减少30％轴向力和20％转矩。本发明离子技术的熔覆是一种快速凝固过程，同时具有过饱和盒固溶强化、组织细化、弥散强化和沉淀强化等不可忽视的作用。在激光熔覆相比具有如下显著优点：

激光的光热转换率一般为5％，而等离子能量转换率达50％。激光投资大，维护费用高，使用成本高，而等离子设备仅为激光设备的10％以下。

激光硬化前需对光亮表面除油黑化预处理以增强光的吸收，从而带来了新的污染，而等离子熔覆无需任何前处理，等离子设备操作维护简单，稳定性好、体积小、重量轻、可现场操作。与热喷涂比，热喷涂粉未晶区向大，涂层气孔和裂纹倾向较大，材料利用。与物理气相比，物理气相沉积设备投资大维护费用高，使用成本高，对表面预处理清洗要求高、对环境有污染，对刀具尺寸有限制涂层结合力差、涂层薄，而等离子熔覆可对刀具进行局部熔覆，不受尺寸限制，心部组织无变化处理。本发明的强化层耐磨性对比可达如下指标。

高速钢锥柄麻花占6542材料φ30钻头，对18CrMnTi钢板钻孔，涂层前钻孔20个，涂层后钻孔100个；φ4.7钻头，对GCr15高碳铬轴承钢钢板钻孔，涂层前钻孔5个，涂层后钻孔25个。

Claims (1)

1.一种高速钢锥柄麻花钻涂层工艺技术，其特征是利用等离子表面熔覆技术对高速钢锥柄麻花钻的主切削刃槽表面融覆，即在表面涂覆高硬高，耐磨抗氧化的WC-TICN基金属陶瓷涂层材料，与LF-WT11棒材制备涂层技术，其生产工艺如下：

(1)生产工艺流程：

将TICN粉、碳化钨粉、碳化锆粉、碳化钼粉、碳化铬粉、碳化钒粉、钴粉、镍粉、(Ta，Nb)粉按比列进行配料均匀混合，经过压制、烧结工艺，制取高速钢锥柄麻花钻涂层材料LF-WT11棒材，再通过各种金属和碳化物之间的高热固熔反应和粘结作用，促使合金晶粒反应完全的紧密结合，生产过程主要是通过粉末冶金的配料、压制烧结理论来实现；

(2)生产工艺过程：

A原料：TI(C，N)粉、碳化钨粉、碳化锆粉、碳化钼粉、碳化钒粉、碳化铬粉、钴粉、镍粉、(Ta，Nb)C粉粉末的纯度要大于99.5％，粒度小于5微米；

B原料配方：(添加量按重量百分比)

Ti(C，N)粉20-40％钴粉5-10％镍粉5-10％

碳化钨粉40-60％碳化锆粉0.5-2％碳化钼粉0.5-2％

(Ta，Nb)C粉1-3％碳化钒粉0.5-2％碳化铬粉0.5-2％

C.配料混合：

配料混合工艺制度是在湿磨机中进行

物料重量：100-200(kg/批)

混合时间：40-90(小时)

D.压制：将混合均匀的物料经过掺胶制粒后进行压制，模压和挤压相结合；

E.烧结：将压制后的半成品进行真空烧结和低压烧结，烧结温度：1420-1560℃。