[發明專利]一種機械切削刀具復合材料

在審

• 申請號: 201710479628.8
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107287485A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 解正來
• 申請（專利權）人: 合肥匯之新機械科技有限公司
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C29/02;C22C26/00
• 代理公司: 合肥道正企智知識產權代理有限公司34130
• 代理人: 謝偉

技術領域

本發明涉及機械切削材料技術領域，具體涉及一種機械切削刀具復合材料。

背景技術

在機械制造業中，要用切削刀具將金屬切削加工成各種機械零件，這些切削刀具

大多數都是由高速鋼材料制成。由于切削刀具表面與金屬切屑之間的強烈摩擦和金屬的強烈變形，都產生了大量的熱，因此切削刀具的工作溫度很高，這會降低切削刀具的硬度和使用壽命。

金剛石或立方氮化硼 (CBN) 作為一種超硬材料，具有極高的硬度和耐磨性，由它

們合成的復合材料制成的刀具特別適合加工那些難加工的材料。如以金剛石顆粒合成的

復合片具有極高的硬度和耐磨性，適合高速車削常規刀具難加工的高硅鋁合金 ( ≥ 10％Si)，而以 CBN 顆粒合成的復合片具有較高的硬度和耐熱性能，適合高速車削高硬度的黑色金屬，如鑄鐵類、粉末合金類、淬火剛等材料。

近年來在車削領域提出了高效高精綠色加工的要求，這就要求切削刀具材料具有

高的耐熱性和良好的抗沖擊性能。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的問題，提供一種機械切削刀具復合材料。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現的：

一種機械切削刀具復合材料，包含以下重量份原料：

碳化鎢20-30份，

碳化鈦5-10份，

球形鈷粉10-15份，

鑭和釤混合稀土粉末1-2份,

碳化鉻1-3份，

濃度為95%的乙醇 200-400份，

表面鍍鈦的金剛石粉15-30份，

表面鍍鈦的CBN 粉15-25份，

粘接劑10-20份。

優選地，所述球形鈷粉的粒度為0.5-1.5um，所述碳化鉻的粒度為1.2-1.8um，所述表面鍍鈦的金剛石粉和CBN 粉的粒度為1-10um。

優選地，所述粘結劑為表面包裹金屬的陶瓷晶須。

優選地，所述陶瓷晶須的表面包裹金屬為選自鈷、銅、鎳和鐵中的一種或多種。

優選地，所述金剛石板和CBN粉表面的鈦膜厚度為250-300nm。

優選地，所述碳化鎢的平均粒度為0.5-3.5um。

優選地，所述鑭和釤混合稀土粉末中鑭和釤的質量比為1：1，所述鑭和釤混合稀土粉末的平均粒度為0.1-0.5um。

優選地，所述刀具的表層有厚度為10-20um的涂層材料，所述涂層材料包含鈦元素、鋁元素、氮元素和硅元素，且所述鈦元素、鋁元素、氮元素和硅元素的質量比例為2：1:2：0.1。

本發明與現有技術相比，具有如下的有益效果：

本發明采用碳化鎢、碳化鈦、球形鈷粉、鑭和釤混合稀土粉末、碳化鉻、濃度為95%的乙醇、表面鍍鈦的金剛石粉、表面鍍鈦的CBN粉和粘接劑，得到的刀具基體具備較高的強度和韌性，刀具材料的微觀結構孔隙率低，晶界純凈且晶粒細小。

本發明具有優良的耐熱性和耐沖擊性，具體表現為其耐熱性較現有的同類切削刀具提高至少120℃，耐沖擊性可提高13-20%,此外刀具的抗磨損性能好，使得本發明提供的復合材料制成的刀具的切削性能明顯高于普通切削刀具的性能，提高了切削效率，使用壽命提高約50%，大大降低了刀具的使用成本。

表面涂層能進一步細化復合材料表層的晶粒尺寸，使得制成的切削刀具的表層強度也顯著增強。以表面包裹金屬的陶瓷晶須為必要的粘接劑，形成活性合金化合物，有利于提高各原料的活性和復合材料的致密性。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

一種機械切削刀具復合材料，包含以下重量份原料：

碳化鎢 20克，

碳化鈦 5克，

球形鈷粉 10克，

鑭和釤混合稀土粉末 1克,

碳化鉻 1克，

濃度為95%的乙醇200克，

表面鍍鈦的金剛石粉 15克，

表面鍍鈦的CBN 粉 15克，

粘接劑 10克。

本實施例中，所述球形鈷粉的粒度為0.5um，所述碳化鉻的粒度為1.2um，所述表面鍍鈦的金剛石粉和CBN 粉的粒度為1um。

本實施例中，所述粘結劑為表面包裹金屬的陶瓷晶須。

本實施例中，所述陶瓷晶須的表面包裹金屬為選自鈷、銅、鎳和鐵中的一種或多種。

本實施例中，所述金剛石板和CBN粉表面的鈦膜厚度為250nm。