[發(fā)明專(zhuān)利]一種微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具的制備工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210003617.X
• 申請(qǐng)日: 2012-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102603308A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧建新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/645
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/645;C04B35/52;B28B7/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械切削刀具制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具的制備工藝。

二、背景技術(shù)

自潤(rùn)滑刀具是指刀具材料本身具有減摩、抗磨和潤(rùn)滑功能，可在無(wú)外加潤(rùn)滑液或潤(rùn)滑劑的條件下實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑切削加工。由于自潤(rùn)滑刀具的應(yīng)用可減小摩擦與磨損，省去冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)，減少設(shè)備投資，避免切削液造成的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)。微池自潤(rùn)滑刀具是指在刀具前刀面刀-屑接觸區(qū)域加工出微孔，在微孔中添加固體潤(rùn)滑劑，切削時(shí)由于高溫的作用使微孔中的固體潤(rùn)滑劑軟化而拖敷于刀具表面，在刀-屑接觸區(qū)形成連續(xù)的固態(tài)潤(rùn)滑膜，從而實(shí)現(xiàn)刀具本身的自潤(rùn)滑。

中國(guó)專(zhuān)利“申請(qǐng)?zhí)枺?00710017168.3”報(bào)道了一種微池自潤(rùn)滑刀具及其制備方法，它是采用微細(xì)電火花技術(shù)或激光加工技術(shù)在刀具前刀面刀-屑接觸區(qū)加工出多個(gè)微孔，將固體潤(rùn)滑劑填充到微孔中，在切削時(shí)潤(rùn)滑劑析出形成潤(rùn)滑膜從而起到潤(rùn)滑作用。中國(guó)專(zhuān)利“申請(qǐng)?zhí)枺?01110089826.6”報(bào)道了一種微織構(gòu)自潤(rùn)滑鉆頭及其制備方法，它是采用飛秒激光加工技術(shù)在鉆頭前刀面刀-屑接觸區(qū)加工出不同形貌的槽或孔微織構(gòu)，然后在槽和孔中填充固體潤(rùn)滑劑，從而實(shí)現(xiàn)鉆頭的自潤(rùn)滑。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具的制備工藝。

本發(fā)明該工藝采用熱壓燒結(jié)法制備陶瓷刀具，熱壓用上、下石墨壓頭表面帶有多個(gè)圓形微凸起圓形柱，石墨微凸起圓形柱在熱壓燒結(jié)后殘留在陶瓷刀具試樣中；采用該工藝方法制備的微池自潤(rùn)滑陶瓷刀具，石墨作為固體潤(rùn)滑劑直接燒結(jié)在陶瓷刀具中，一次熱壓燒結(jié)成型，從而省去在刀具表面用激光或微細(xì)電火花加工出微孔，再在微孔中添加固體潤(rùn)滑劑等多個(gè)工序，可達(dá)大大降低生產(chǎn)成本。干切削時(shí)，陶瓷刀具表面的石墨由于高溫的作用而拖覆于刀具前刀面，產(chǎn)生微池潤(rùn)滑效應(yīng)，在刀具前刀面刀-屑接觸區(qū)形成連續(xù)的固態(tài)潤(rùn)滑層，從而可達(dá)到阻止粘結(jié)、減小摩擦、降低磨損和提高刀具壽命的目的。

本發(fā)明是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的。

一種微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具的制備工藝，采用熱壓燒結(jié)工藝，其特征是熱壓用上、下石墨壓頭表面帶有多個(gè)微凸起圓形柱，其制備工藝步驟如下：

(1)采用數(shù)控加工工藝，在熱壓用上、下石墨壓頭表面四個(gè)角的邊緣上加工出多個(gè)微凸起圓形柱，微凸起圓形柱的數(shù)量為1～15，直徑為30μm～60μm，高度為30μm～80μm，孔間距為40μm～120μm；

(2)將配置好的陶瓷混合料裝入工藝步驟(1)中的上、下石墨壓頭模具中，采用熱壓燒結(jié)工藝進(jìn)行燒結(jié)；

(3)燒結(jié)后冷卻至室溫，取出陶瓷試樣，對(duì)熱壓陶瓷刀具試樣表面進(jìn)行磨削，即可制備出微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具。

本發(fā)明通過(guò)改變圓形微凸起圓形柱的數(shù)量、大小、高度或間距，可得到具有不同潤(rùn)滑性能的微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具。石墨作為固體潤(rùn)滑劑直接燒結(jié)在陶瓷刀具中，一次熱壓燒結(jié)成型，從而省去在刀具表面用激光或微細(xì)電火花加工出微孔，再在微孔中添加固體潤(rùn)滑劑等多個(gè)工序，可達(dá)大大降低生產(chǎn)成本。

四、附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具熱壓石墨模具裝配示意圖，圖2(1)為本發(fā)明的微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具示意圖，圖2(2)為本發(fā)明的微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中：1為上石墨壓頭、2為石墨模具、3為下石墨壓頭、4為微凸起圓形柱、5為陶瓷混合料、6為刀具前刀面、7為微池石墨。

五、具體實(shí)施方式：

下面給出本發(fā)明的二個(gè)最佳實(shí)施例：

實(shí)施例1：

一種微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具的制備工藝，其制備工藝步驟如下：

(1)采用數(shù)控加工工藝，在熱壓用上、下石墨壓頭表面四個(gè)角的邊緣上加工出多個(gè)微凸起圓形柱，微凸起圓形柱的數(shù)量為3，直徑為60μm，高度為70μm，孔間距為100μm；

(2)將配置好的Al₂O₃/TiC陶瓷混合料裝入工藝步驟(1)中的上、下石墨壓頭模具中，采用熱壓燒結(jié)工藝進(jìn)行燒結(jié)；

(3)燒結(jié)后冷卻至室溫，取出陶瓷試樣，對(duì)熱壓陶瓷刀具試樣表面進(jìn)行磨削，即可制備出微池石墨自潤(rùn)滑Al₂O₃/TiC陶瓷刀具。

實(shí)施例2：

一種微池石墨自潤(rùn)滑陶瓷刀具的制備工藝，其制備工藝步驟如下：

(1)采用數(shù)控加工工藝，在熱壓用上、下石墨壓頭表面四個(gè)角的邊緣上加工出多個(gè)微凸起圓形柱，微凸起圓形柱的數(shù)量為9，直徑為30μm，高度為50μm，孔間距為60μm；