[發(fā)明專利]一種雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金基體的生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310645767.5
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN104674039A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王培;曾偉;王俊波;牟偉旭;李清紅;郭華江
• 申請（專利權(quán)）人: 自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C29/08
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼材車切削涂層的硬質(zhì)合金基體，特別是一種雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金基體的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

在對金屬進(jìn)行高速切削時(shí)，造成刀具損壞的主要原因是在切削力和切削溫度作用下因機(jī)械摩擦、粘結(jié)、化學(xué)磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等的引起的磨損和破損。因此，對高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐熱性、耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗熱震性以及抗涂層破裂性能等。

涂層刀具具有很強(qiáng)的抗氧化性能和抗粘結(jié)性能，因而具有良好的耐磨性和抗月牙洼磨損能力。涂層的摩擦系數(shù)較低，能有效降低切削時(shí)的切削力及切削溫度，因而可大大提高刀具耐用度。CVD涂層的Ti(C,N)層的硬度高、耐磨性好；Al₂O₃層在高溫下具有良好的熱穩(wěn)定性；TiN層與被切削金屬的親和力小、潤濕性好、抗氧化性強(qiáng)，它們共同組成的多層復(fù)合涂層對鋼材具有良好的切削性能。

涂層刀片通常是由涂層提供刀片的耐磨性，由硬質(zhì)合金基體提供刀片的抗崩刃性和抗塑性變形能力，但硬質(zhì)合金的高強(qiáng)度和高硬度往往難于同步實(shí)現(xiàn)，具有高強(qiáng)度時(shí)，往往硬度低；具有高硬度時(shí)，又往往強(qiáng)度低，如果刀片的基體能夠同時(shí)兼具高的硬度和高的強(qiáng)度，則刀片的抗崩刃性和抗塑性變形能力都會(huì)得到提高。

專利CN201010295578.6提到一種用酒精石蠟工藝制備雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的方法，粗、細(xì)碳化鎢比例為3：7-7：3；專利CN200710035295.6提到一種用丙酮石蠟工藝制備非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的方法，粗、細(xì)碳化鎢的比例為0.55-3.6：1。它們所采用的細(xì)碳化鎢比重較大，這樣的合金如果應(yīng)用于涂層合金基體，將會(huì)由于硬度大，強(qiáng)度低，而造成涂層合金早期切削失效，因此現(xiàn)有技術(shù)的雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金所提出的粗、細(xì)碳化鎢比例不適用于鋼材車削涂層刀片。同時(shí)，這些專利均僅涉及雙晶結(jié)構(gòu)或非均勻結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備方法，并未涉及雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金在鋼材車削涂層刀片領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種用于涂層刀片的雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金基體的生產(chǎn)方法。

本發(fā)明的雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金基體的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟：

1、配料：按以下重量組份配制混合料

WC，81.81-86.34%；由粗顆粒WC（費(fèi)氏粒度3.5-4.2μm）、細(xì)顆粒WC（費(fèi)氏粒度1.2-1.6μm，含0.3-0.5%的鉻）組成，其中粗顆粒WC：細(xì)顆粒WC重量百分比為17：3；

2、球磨，將上述配比的混合料在球磨機(jī)內(nèi)球磨；

3、制粒，將研磨完畢的混合料制粒；

4、壓制成型，將混合料壓制成所需形狀的合金半成品；

5、燒結(jié)，將半成品放在燒結(jié)爐內(nèi)高溫?zé)Y(jié)，獲得所需要的用于涂層的硬質(zhì)合金基體。

采用本發(fā)明步驟制作的的雙晶結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金中碳化鎢晶粒具有粗細(xì)兩種級別，粗晶粒碳化鎢均勻分布在細(xì)晶粒碳化鎢中。粗晶粒碳化鎢結(jié)晶完整，缺陷很少，而且很少鄰接。而較高比例的粗晶粒碳化鎢為基體材料提供了良好的抗崩刃性；細(xì)晶粒碳化鎢為基體提供了良好的耐磨性。特別是細(xì)晶粒碳化鎢中含有0.3-0.5%的鉻元素，即在細(xì)晶粒碳化鎢的生產(chǎn)過程中就加入了鉻元素，避免了微量添加的鉻元素單獨(dú)在配料步驟中加入而分布不均勻的現(xiàn)象，使作為碳化鎢晶粒長大抑制劑的鉻元素在硬質(zhì)合金燒結(jié)過程中能更有效地發(fā)揮抑制細(xì)晶粒碳化鎢長大的作用，從而使粗、細(xì)碳化鎢在最終產(chǎn)品中的比例能夠得到保證。由于涂層刀片的耐磨性主要由涂層來提供，基體除了要有足夠的硬度，更重要的是要有良好的強(qiáng)度來保證刀片在使用過程中不會(huì)過早地出現(xiàn)刀尖和刃口的崩損，以達(dá)到提高使用壽命的目的，因此本發(fā)明選用了17：3的粗、細(xì)碳化鎢比例，使基體材料具有較佳的綜合性能。

附圖說明

本發(fā)明將通過實(shí)施例并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的合金基體的金相照片。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的涂層電鏡照片。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的合金基體的金相照片。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的涂層電鏡照片。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例3的合金基體的金相照片。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例3的涂層電鏡照片。

具體實(shí)施方式