[發明專利]一種金屬陶瓷壓制成型刀具原料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810123374.0
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108339975B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 張柯;張偉明;龐前列
• 申請（專利權）人: 東莞華晶粉末冶金有限公司;廣東勁勝智能集團股份有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/02;B22F3/10;B22F3/14
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 王科

本發明涉及一種金屬陶瓷壓制成型刀具的原料，包括以下重量份的各組分，金屬陶瓷粉末和粘結劑，所述的金屬陶瓷粉末94?97份，粘結劑3?6份。所述的金屬陶瓷粉末的粒度為200目，振實密度3.3~3.6g/cm³。本發明的優點是：1.金屬陶瓷性能：1)燒結后密度：6.0?6.8 g/cm3，2)硬度：89?93HRA，抗彎強度≥4000MPa，3）致密度＞99%。2．節約了制造成本。

技術領域

本發明涉及一種金屬陶瓷壓制成型刀具原料及其制備方法。

背景技術

Ti（C，N）金屬陶瓷是一種新型的工具材料，具有密度低、室溫硬度都優于WC基硬質合金，化學穩定性和抗氧化性好，耐磨性好等優點。其應用填補了WC硬質合金和陶瓷刀具之間高速精加工和半精加工的空白，既適用于高速精加工，又適用于半精加工和間斷切削加工，且切削速度高，表面質量好，刀具壽命長。

現有金屬陶瓷刀具制造工藝尚不成熟，刀具致密性、抗彎強度性能弱以及加工成本高一直是行業難題。本發明采用預燒結+壓力燒結組合等方法。一方面提高了金屬陶瓷刀具的致密性及抗彎強度，另一方面節約了全制程壓力燒結帶來的高制造成本。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明提供一種金屬陶瓷壓制成型刀具原料及其制備方法，本發明的技術方案是：

一種金屬陶瓷壓制成型刀具的原料，包括以下重量份的各組分，金屬陶瓷粉末和粘結劑，所述的金屬陶瓷粉末94-97份，粘結劑3-6份。

所述的金屬陶瓷粉末的粒度為200目，振實密度3.3~3.6g/cm³。

所述的粘結劑包括以下重量百分比的各組分石蠟 65-75份，聚乙二醇25-35份，該聚乙二醇的數均分子量為4000。

所述的粘結劑包括以下重量百分比的各組分石蠟 70份，聚乙二醇30份。

一種利用金屬陶瓷壓制成型刀具原料制備刀具的方法，包括以下步驟：

S1、稱重：按照配比稱取各組分；

S2、球磨混合：將配比好的粘結劑在恒溫水浴鍋中加熱30min至融化，溫度65-75℃；將稱重好的金屬陶瓷粉末在隔絕空氣的條件下預熱到70-90℃；將融化后的粘結劑與預熱好的金屬陶瓷粉末一同加入行星式球磨機中混合，形成混合物，再倒入無水乙醇進行混合；無水乙醇與混合物的體積比為1:1-1:2；球磨機中球磨珠所占體積為無水乙醇和混合物總體積的1/3；球磨機轉速：35-50r/min，時間：60-120min。

S3、烘干：將步驟S2中的物料在隔絕空氣的條件下，用烘烤箱進行烘干，排除無水乙醇，烘烤溫度70-100℃，烘干時間為2-5h；

S4、篩粒：用200目的篩網進行篩粒處理；

S5、壓制成型：用刀具壓制模具在干壓機上對步驟S4中的物料進行干壓成型，制得金屬陶瓷干壓坯體；

S6、熱脫脂/預燒結：金屬陶瓷干壓坯體的熱脫脂和預燒結在真空燒結爐中進行，該真空燒結爐的燒結前段為熱脫脂，燒結后段為預燒結，熱脫脂升溫速度1-2℃/min，溫度升至280-320℃時停止升溫，持續加熱3-5h；預燒結時間5-8h，其中，當預燒結的溫度升至1300-1350℃時停止升溫，保溫0.5-1h，熱脫脂與預燒結連續進行，即在真空爐中熱脫脂狀態完成后，進入預燒結狀態。

S7、壓力燒結：燒結時間10-15h，燒結壓力：150-200Mpa，其中，當燒結溫度達到1410℃-1450℃時停止升溫,持續保溫2-3h。

本發明的優點是：

1.金屬陶瓷性能：1)燒結后密度：6.0-6.8 g/cm3，2)硬度：89-93HRA，抗彎強度≥4000MPa，3）致密度＞99%。