[發明專利]一種制備坡口機專用刀具的硬質合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811196324.1
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109321797A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 徐陽
• 申請（專利權）人: 中船澄西船舶修造有限公司
• 主分類號: C22C29/02
• 分類號: C22C29/02;C22C1/05;B22F5/00;C23C16/34;C23C16/36;C23C16/40;B23D79/00;B23D79/04
• 代理公司: 江陰義海知識產權代理事務所(普通合伙) 32247
• 代理人: 孫霞

1.一種制備坡口機專用刀具的硬質合金材料，由硬質合金基底和涂層構成，其特征在于，所述硬質合金基底由以下質量百分比的原料組成：80～85％硬質相、5～10％粘接相、3～5％抑制相、2～5％增硬相；所述硬質相由以下質量百分比的原料組成：65～71％碳化鎢，22～28％碳化鈦，3～7％硼化鎢；所述粘接相由以下質量百分比的原料組成：62～71％鈷，15～21％羥基鎳粉，10～13％錳，3～5％羥基鐵粉和1～2％鎢粉；所述抑制相由以下質量百分比的原料組成：80～87％碳酸亞乙烯酯，5～8％二氧化鈦，3～6％碳化鈮，3～6％碳化鉭，1～3％碳化鉻和0.5～2％碳化釩；所述增硬相由以下質量百分比的原料組成：51～60％碳化鋯，25～42％綠碳化硅，4～9％氧化釔和3～7％二氧化鋯；所述涂層為氮化鈦-碳氮化鈦-氧化鋁復合涂層。

2.根據權利要求1所述的一種制備坡口機專用刀具的硬質合金材料，其特征在于，所述碳化鎢的粒度為0.5～1.5μm，碳化鈦的粒度為2～3μm；鈷的粒度為1.0～1.3μm，羥基鎳粉的粒度為1.3～1.7μm；碳酸亞乙烯酯的粒度為0.5～1.5μm；碳化鋯的粒度為1.5～1.7μm；綠碳化硅的粒度為1.5～2.1μm。

3.一種坡口機專用刀具的硬質合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(一)硬質合金基底的制備；

a、濕磨：根據權利要求1所述分別稱取硬質相、粘接相、抑制相和增硬相材料，將各原料通過滾筒式球磨機進行濕磨，濕磨介質為去離子水，研磨球為氧化鋁球，氧化鋁球的粒度為15～20mm；

b、干燥：在真空干燥箱中將濕磨后的漿料進行干燥，干燥溫度為70～80℃，真空度為-0.15～-0.08MPa，干燥5～10h,

c、燒結：將干燥好的粉料，在真空爐中燒結成型，燒結溫度1180～1250℃，真空度為-0.08～-0.01MPa，燒結4～8h；

d、滲碳處理：將燒結成型的基體置于氫氣氣氛中，在1020～1140℃進行滲碳處理30～50min，得到硬質合金基底；

(二)涂層的制備；

a、將CVD涂層反應器預抽真空至80mbar以下，加熱至涂層沉積溫度1000℃；

b、將氮氣、四氯化鈦和氫氣混合氣體預熱至700℃導入反應器中，制備氮化鈦涂層，所述氮氣、四氯化鈦和氫氣的體積比為1:2:4；

c、將乙腈和四氯化鈦反應混合氣體預熱至800℃導入反應器中，制備碳氮化鈦涂層，所述氯化鋁，所述四氯化鈦與乙腈的體積比為1:10；

d、經氯化鋁、一氧化碳、氫氣和二氧化碳混合氣體預熱至300℃導入反應器中，制備氧化鋁涂層，所述氯化鋁、一氧化碳和二氧化碳的體積比為2:1:3:1；

e、涂層結束后，在氫氣氛圍下冷卻至100℃一下，所述硬質合金基底的涂層結構為氮化鈦-碳氮化鈦-氧化鋁復合涂層。

4.根據權利要求3所述的一種坡口機專用刀具的硬質合金材料的制備方法，其特征在于，所述濕磨步驟中原料與濕磨介質的液固比為700～800ml/kg，球磨的球料比為8～10:1。

5.一種坡口機專用刀具，其特征在于，包括刀具本體、刀片和刀片鎖緊螺絲；所述刀具本體設有兩個刀片連接端，一個刀片連接端設置在刀具本體一端且與刀具本體呈30～45°夾角，另一個刀片連接端設置在刀具本體的中間位置，且與刀具本體垂直設置，所述刀片連接端與刀具本體焊接或與刀具本體一體成型；所述刀劍本體與刀片通過鎖緊螺絲連接；所述刀片采用權利要求1所述硬質合金材料制成。

6.根據權利要求5所述一種坡口機專用刀具，其特征在于，所述刀片為矩形刀片，所述矩形頂角為圓角。

7.根據權利要求6所述一種坡口機專用刀具，其特征在于，所述刀具重量為250g。