[發明專利]碳化鎢-碳化鈦-碳化鉭-碳化鈮固溶體硬質合金

無效

• 申請號: 200910043374.0
• 申請日: 2009-05-13
• 公開（公告）號: CN101586204A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 郭偉
• 申請（專利權）人: 長沙高新開發區鑫天超硬材料有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于金屬材料技術領域，具體涉及一種碳化鎢-碳化鈦- 碳化鉭-碳化鈮固溶體硬質合金。

背景技術：

我國工具工業的總體水平幾十年來一直停留在傳統標準化刀具 的發展階段。面對現代制造業對刀具產品提出的“全面的、有針對性 的高效率金屬切削加工解決方案”的要求，其一貫在生產傳統標準化 刀具的軌道上運行的產品結構和生產方式，暴露出嚴重缺陷，無法適 應專用領域的加工要求。目前，我國數控機床的高效可轉位刀具基本 上被國外產品壟斷，每年不僅需花費6億美元以上引進國外先進刀 具，而且常常滿足不了航空航天、國防軍工等特殊行業的需求，其根 本原因就是國內工具企業的普通標準化刀具，無法滿足各專業加工領 域的需要。先進的數控機床，配不到先進的國產刀具。因此，瞄準我 國制造業的需要，開展現代切削技術和高效可轉位刀具的研究開發， 開始高起點發展，就不只是著眼于解決當前制造業所需刀具國內供貨 問題，而是建立我國裝備制造業自主技術開發體系的戰略措施，同時， 也必將帶動我國工具行業技術快速進步，為國民經濟健康、快速、協 調發展服務。

發明內容：

本發明的目的是根據上述不足之處而研制一種碳化鎢-碳化鈦 -碳化鉭-碳化鈮固溶體硬質合金。

本發明的目的致力于制造業典型高效加工工藝的研究，開展切削 機理與專用系列刀具優化設計和制造技術研究，攻克一批高效可轉位 刀具在材料、涂層和幾何結構優化設計及制造等方面的關鍵技術，開 發出高效可轉位刀具及超硬工具系列產品，它是對可轉位刀具材料 (包括：硬質合金、金屬陶瓷等材料)的成分、粉末粒度、成型與燒 結工藝等方面進行有針對性的研究開發，分析其在不同工況下的失效 形式，進一步優化基本成分、粉末粒度和制備工藝，制備出安全可靠 性高及使用壽命長的高效可轉位刀具基體；它分析刀具的結構與幾何 參數，針對高效可轉位刀具在不同切削條件下的各項工藝參數，通過 系列化的載荷與刀具性能測試，對刀具結構進行優化，以提高高效可 轉位刀具的安全可靠性，并延長其使用壽命，它針對不同刀具的使用 狀況與技術要求，測試刀具涂層各項物理性能與技術參數，評價涂層 刀具的安全可靠性和使用壽命與涂層之間的相互關系。

本發明是這樣實現的，我公司在對硬質合金標準體系進行改進的 過程中，發現通過改變硬質合金中主相WC的粒度組成，制成碳化鎢 -碳化鈦-碳化鉭-碳化鈮固溶體硬質合金，能在不改變原有硬質合 金性能的情況下有效提高硬質合金的韌性和耐磨性。

本發明是采用硬質合金中主相WC的粒度組成，即對原始粗顆粒 和細顆粒粉末進行選擇，再配入1μm左右的WC60％，3μm左右的 WC15％，Co9％，(W-Ti-Ta-Nb)C16％，并通過對球磨和燒結工藝進 行更加深入的研究，研制出1～2種具有混晶結構的硬質合金，其抗 彎強度≥1900Mpa，硬度HRA≥91，匹配相應的涂層后使用性能達到 國外先進刀片水平，將廣泛用于高鋼級螺紋加工、火車輪轂等各類裝 備制造業中的車削、銑削等加工領域。

本發明的產品碳化鎢-碳化鈦-碳化鉭-碳化鈮固溶體硬質合 金生產工藝如下：

首先選料，然后混料(60小時)，再進行烘干后過篩，再制粒后 進行壓制(800-1200kg/cm²)，最后進行燒結(1440℃-1470℃，60 分鐘)加工成品。

本發明產品的有益效果：

超細硬質合金材料憑借其卓越的性能而廣泛應用于航空、航天、 汽車和輪船等裝備制造業領域。近年來，圍繞細化晶粒，制取亞微、 超細乃至納米結構硬質合金的研究開發，已成為世界硬質合金技術領 域的一大熱點。本發明將通過對亞細、超細硬質合金微觀組織結構和 燒結過程中的反應熱力學和動力學以及通過添加納米稀土和納米碳 化釩來有效抑制晶粒長大等機理進行深入研究，探索提高硬質合金高 溫性能和加工性能的途徑。并在此基礎上開發出1～2種高性能亞微 或超細硬質合金，使硬質合金材料的抗彎強度≥Mpa，硬度HRA≥91.5 或抗彎強度≥4000Mpa，硬度HRA≥91，在搭配相應的涂層后，使刀 片材料性能達到國外同類刀片材料性能水平。該產品將廣泛用于汽輪 機葉片、汽車等各類裝備制造業的高合金難加工材料的銑削、鉆孔等 加工領域。