[發明專利]一種高硬度超耐磨粉末冶金刀具及其制備方法

有效

• 申請號: 201310550868.4
• 申請日: 2013-11-09
• 公開（公告）號: CN103586459A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 汪宏杰
• 申請（專利權）人: 馬鞍山成宏機械制造有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C29/16;B22F3/16;B22F5/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及粉末冶金領域，特別是一種高硬度超耐磨粉末冶金刀具及其制備方法。

背景技術

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，制取金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工業技術。目前，粉末冶金技術已被廣泛應用于交通、機械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業等領域，成為新材料科學中最具發展活力的分支之一。粉末冶金技術具備顯著節能、省材、性能優異、產品精度高且穩定性好等一系列優點，非常適合于大批量生產。粉末冶金高速鋼制造的切削刀具性能優于普通高速鋼，使用壽命高于普通高速鋼(?一般2?～3?倍)，?在沖擊負荷大的切削場合又可替代硬質合金刀具，因此粉末冶金高速鋼刀具在工具行業的應用前景十分看好,?越來越受到人們的關注。?與普通高速鋼刀具相比，粉末冶金高速鋼刀具硬度更高、韌性更好、更耐磨損，因此在某些應用領域（如高沖擊性、大切除量的加工場合），粉末冶金高速鋼刀具有逐漸取代脆性較大、在切削沖擊下易發生碎裂的整體硬質合金刀具的趨勢。?

發明內容

本發明的目的是提供一種高硬度超耐磨粉末冶金刀具及其制備方法。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施：

一種高硬度超耐磨粉末冶金刀具，由下列重量份的原料制成：氮化硼70-72、硼1-2、鋁3-4、金剛石粉9-12、鐵20-21、鈷1-2、鎢4-5、石墨烯1-2、Ta2O5?1-2、Mn2O3?2-3、硫化鈣1-2、硬酸酸鋅2-3、分散相2-3；

所述分散相由下列重量份的原料制成：鐵粉30-40、硫酸鉛1-2、氯化鐵1-2、鉀長石粉2-3、陽起石5-6、硫酸鎂2-3、納米二氧化硅1-2、N660炭黑2-3、甲基三乙氧基硅烷1-2；制備方法是將鐵粉、硫酸鉛、氯化鐵、鉀長石粉、陽起石、硫酸鎂混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950℃下煅燒3-4小時，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70℃，在1200-1500轉/分下攪拌1-2小時，即得。

本發明所述高硬度超耐磨粉末冶金刀具，由以下具體步驟制成：

（1）將鋁、金剛石粉、鐵、鈷、鎢與分散相混合，加入適量水中，送入球磨機中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在8-10Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下650-750℃進行燒結8-10小時，將燒結后的物料粉碎后過200-400目篩；

（2）將其它剩余成分混合均勻；

（3）將步驟（1）、（2）物料在55-65℃下混合攪拌均勻60-90分鐘后，裝入模具，壓制成坯；

（4）將壓坯放在燒結爐中，以6-8℃/分鐘速率升溫至800-850℃條件下燒結2-3小時;然后以5-7℃/分鐘速率升溫至1050-1150℃條件下燒結2-3小時；再以再以8-10℃/分鐘速率降溫至320-340℃，保溫2-3小時后，空氣中緩冷至室溫。

本發明添加分散相，使合金粉末分散均勻，保證產品內部組織結構的縱橫均勻度，增加耐磨性，使產品的使用壽命有所提高；本發明質量穩定，具有較高的硬度以及耐磨性，耐用，不易出現斷裂現象，應用前景廣闊。

具體實施方案

下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。

一種高硬度超耐磨粉末冶金刀具，由下列重量份（公斤）的原料制成：氮化硼70、硼1、鋁3、金剛石粉9、鐵20、鈷1、鎢4、石墨烯1、Ta2O5?1、Mn2O3?2、硫化鈣1、硬酸酸鋅2、分散相2；

所述分散相由下列重量份（公斤）的原料制成：鐵粉30、硫酸鉛1、氯化鐵1、鉀長石粉2、陽起石5、硫酸鎂2、納米二氧化硅1、N660炭黑2、甲基三乙氧基硅烷1；制備方法是將鐵粉、硫酸鉛、氯化鐵、鉀長石粉、陽起石、硫酸鎂混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950℃下煅燒3-4小時，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70℃，在1200-1500轉/分下攪拌1-2小時，即得。

本發明所述高硬度超耐磨粉末冶金刀具，由以下具體步驟制成：