CN111500915A - 刀具材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刀具材料及其制备方法，刀具材料包括如下重量百分比原料：50‑60％的碳化钨粉、10‑20％的钴粉、20‑30％的碳化物固溶体和2‑8％的碳化铌。方法包括：先按如下重量百分比称取各组分：55％的碳化钨粉、15％的钴粉、25％的碳化物固溶体、5％的碳化铌以及预设量的钨粉；加入酒精进行湿磨；过筛沉淀；干燥去酒精；再过筛；加入成型剂制粒；再过筛成型；压坯；烧结；最后进行机械加工。将刀具材料制成刀具后，在铣削加工极为粗糙的钢铁及合金材料的管道时，具有优良的铣削加工性能。并且，进给量较大，切削深度较大。相比传统的刀具材料制成的刀具，抗冲击、抗热震和抗边缘磨损的能力更强，切削的效果也更佳，大大提高了刀具的使用寿命以及切削效率。

Description

刀具材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种刀具材料及其制备方法。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。当下，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、武器、新能源、信息和核工业等领域。粉末冶金技术因其具备显著的节能、省材、产品性能优越、产品精度高且稳定性好等一系列优点，十分适合于大批量生产制造。另外，用铸造方法和机械加工方法无法直接制备的材料或复杂零件也可用粉末冶金技术制造。

高速钢和硬质合金是当前机械切削高速刀具中应用比较广泛的两种材料，据不完全统计，硬质合金刀具已占世界刀具消费总额的55％。硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，被誉为“工业牙齿”。

目前，在对极为粗糙的钢铁及合金材料管道切削时，切削效率较慢。

发明内容

为解决在对极为粗糙的钢铁及合金材料管道切削时，切削效率较慢的问题，本发明提供一种刀具材料及其制备方法。

为实现本发明目的提供的一种刀具材料，包括如下重量百分比原料：50-60％的碳化钨粉、10-20％的钴粉、20-30％的碳化物固溶体和2-8％的碳化铌。

在其中一个具体实施例中，刀具材料还包括预设量的钨粉，以将碳化钨粉中碳的质量百分比调至5.9％±0.02％。

在其中一个具体实施例中，碳化物固溶体包括如下重量百分比原料:5.75％的钽和7.35％的钛，其余为钨粉和碳。

在其中一个具体实施例中，碳化钨和钨粉的粒度均为3-4微米；钴粉的粒度为1-2微米。

本发明还提供了一种刀具材料的制备方法，包括以下操作步骤：

先按如下重量百分比称取各组分：55％的碳化钨粉、15％的钴粉、25％的碳化物固溶体、5％的碳化铌以及预设量的钨粉；加入酒精进行湿磨；过筛沉淀；干燥去酒精；再过筛；加入成型剂制粒；再过筛成型；压坯；烧结；最后进行机械加工。

在其中一个具体实施例中，在进行机械加工之后，对刀具材料进行涂层处理。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种刀具材料，将刀具材料制成刀具后，在铣削加工极为粗糙的钢铁及合金材料的管道时，具有优良的加工性能。并且，进给量较大，切削深度较大。相比传统的刀具材料制成的刀具，抗冲击、抗热震和抗边缘磨损的能力更强，切削的效果也更佳，大大提高了刀具的使用寿命以及切削效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明一种刀具材料的制备方法一具体实施例的工艺流程图。

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。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“衔接”、“铰接”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

刀具材料包括包括如下重量百分比原料：50-60％的碳化钨粉、10-20％的钴粉、20-30％的碳化物固溶体和2-8％的碳化铌。将刀具材料制成刀具后，在铣削加工极为粗糙的钢铁及合金材料的管道时，具有优良的铣削加工性能。并且，进给量较大，切削深度较大。相比传统的刀具材料制成的刀具，抗冲击、抗热震和抗边缘磨损的能力更强，切削的效果也更佳，大大提高了刀具的使用寿命以及切削效率。刀具材料还包括预设量的钨粉，以将碳化钨粉中碳的质量百分比调至5.9％±0.02％。其中，碳化物固溶体包括如下重量百分比原料:5.75％的钽和7.35％的钛，其余为钨粉和碳。碳化钨和钨粉的粒度均为3-4微米，钴粉的粒度为1-2微米。由刀具材料制得的刀具孔隙度≤A02/B02/C00,密度为11.5-12g/m³，硬度(HRA)为89.5-90.5，抗弯强度为1900-2000N/mm²。

参照图1，本发明还提供一种刀具材料的制备方法，包括以下操作步骤：

先按如下重量百分比称取各组分：55％的碳化钨粉、15％的钴粉、25％的碳化物固溶体、5％的碳化铌以及预设量的钨粉，然后，加入酒精进行湿磨。之后，过筛沉淀，再干燥去酒精，再过筛。然后，对Co、C、Ta和Ni等元素进行检验。检验合格后，加入成型剂制粒。再过筛成型，压坯。对压坯进行形状、密度和单个刀具质量等进行检验和鉴定。检验合格后，进行装舟进炉，再将成型剂排除完毕后，进行烧结，最后进行机械加工。在进行机械加工之后，对刀具材料进行涂层处理。在烧结之后，进行刀具的表面处理。使用刀具材料经刀具材料的制备方法制成的刀具，在对石油管道进行扒皮或打毛刺时，切削效率更高，使用寿命能够提高10-15倍。并且，切削后的粗糙度更为光亮，有效地节省了修刀时间，提高了生产效率，改善加工质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种刀具材料，其特征在于，包括如下重量百分比原料：50-60％的碳化钨粉、10-20％的钴粉、20-30％的碳化物固溶体和2-8％的碳化铌。

2.如权利要求1所述的刀具材料，其特征在于，所述刀具材料还包括预设量的钨粉，以将所述碳化钨粉中碳的质量百分比调至5.9％±0.02％。

3.如权利要求2所述的刀具材料，其特征在于，所述碳化物固溶体包括如下重量百分比原料:5.75％的钽和7.35％的钛，其余为所述钨粉和所述碳。

4.如权利要求2所述的刀具材料，其特征在于，所述碳化钨和所述钨粉的粒度均为3-4微米；所述钴粉的粒度为1-2微米。

5.一种刀具材料的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

先按如下重量百分比称取各组分：55％的碳化钨粉、15％的钴粉、25％的碳化物固溶体、5％的碳化铌以及预设量的钨粉；加入酒精进行湿磨；过筛沉淀；干燥去酒精；再过筛；加入成型剂制粒；再过筛成型；压坯；烧结；最后进行机械加工。

6.如权利要求5所述的刀具材料的制备方法，其特征在于，在所述进行机械加工之后，对刀具材料进行涂层处理。

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