[發明專利]一種用于切割碳纖維復合材料的硬質合金刀具主體制備方法

有效

• 申請號: 201811210801.5
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109321804B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 龍小麗;張長春;張君
• 申請（專利權）人: 四川銘泰順硬質合金有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;B22F5/00
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明提供了一種用于切割碳纖維復合材料的硬質合金刀具主體制備方法，用以解決現有切割碳纖維復合材料切割刀具易磨損、熱穩定性差的問題，通過對硬質合金刀體混合料的成分進行改進、優化工藝步驟，使硬質合金刀具主體合金組織均勻致密、強度高、耐磨性好，加工穩點性高，對碳纖維復合材料的切割效果和加工效率都有顯著提升。

技術領域

本申請涉及一種用于切割碳纖維復合材料的刀具，具體關于該刀具主體的制備方法。

背景技術

碳纖維材料是一種含碳元素在90%以上的纖維材料，由于其原子結構組成特殊，碳纖維材料具有低密度、高強度、高模量、耐高溫、抗化學腐蝕、低電阻、高導熱、低熱膨脹以及耐輻射等優良特性，還具有纖維的柔曲性，比強度和比模量都優于其他纖維增強體。而將碳纖維與樹脂、金屬或陶瓷等基體復合形成的碳纖維復合材料，其力學強度及穩定性都要遠遠優于普通的結構鋼，以至于在航空航天領域、汽車制造領域以及其他對“輕便、高強度”有需求的場合都得到了廣泛的應用。但正是優于碳纖維復合材料的所述優點，該類材料并不易于加工，碳纖維復合材料的脆性大、硬度高并且加工時容易出現分層、撕裂和毛刺等問題，機械加工條件比較惡劣，因此，這對用于切割加工碳纖維復合材料的刀具也提出了潛在要求。當刀具在切割碳纖維復合材料時，材料與刀具之間產生了大量的熱量，而碳纖維復合材料的熱導率小，使熱量難以及時排除，切削區域的熱量聚集使溫度迅速升高，不僅因為熱膨脹率對加工效果有影響，過高的溫度還會使刀具發生熱反應，加劇其磨損；同時，該類材料粉末狀的切屑在切削區域相當于磨粒，在刀具與工件之間進給切割時亦會加速刀具的磨損；磨損后的刀具在切割碳纖維復合材料時，由于切割參數的變化，使該類材料原子層受力變化從而產生錯位的現象，并且受損的刀具也是該類材料在切割時產生大量毛刺的重要因素之一。因此，如何制造出滿足碳纖維復合材料切割加工需求的刀具一直是個難點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種硬質合金刀具主體的制備方法，以保證刀具主體的基本力學性能和穩定性，使其滿足碳纖維復合材料的加工需求。

為達到上述目的，本發明的方案如下：一種用于切割碳纖維復合材料的硬質合金刀具主體制備方法，包括以下步驟：

1.一種用于切割碳纖維復合材料的硬質合金刀具主體制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：制備混合料，將鈷粉、碳化鉻粉、碳化鎢粉、碳化鉭粉、碳化鈦粉及碳化鈮粉混合，其中鈷粉質量占比為11.7-26.1%，碳化鉻粉質量占比12.5-20.4%，碳化鎢粉質量占比56.2-67.6%，碳化鉭粉質量占比0.04-0.97%，碳化鈦粉質量占比0.12-0.89%，碳化鈮粉質量占比0.02-0.80%，其中，鈷粉外觀呈均勻一致的深灰色，無肉眼可見的夾雜物及結塊，過120目篩網，鈷粉中Co+Ni(%)99、N(%)≤1.0、O(%)≤0.5、C(%)≤0.1、Fe(%)≤0.3，且松裝密度(g/cm3)≥0.75；碳化鉻粉外觀呈灰色，粒度均勻，無肉眼可見的夾雜物及結塊，過120目篩網，碳化鉻粉中Cr₃C₂(%)99.2，總碳含量(%)為11.68±0.05，化合碳含量(%)≥11.12，游離碳含量(%)≤0.56，其他雜質含量(%)不大于0.082；碳化鎢粉外觀呈深灰色，顏色應均勻一致，無機械雜物，具體地，WC(%)≥99.8、總碳含量(%)為6.13±0.05，化合碳含量(%)≥6.07，游離碳含量(%)≤0.06，其他雜質含量(%)不大于0.044；碳化鉭粉外觀呈均勻一致的淺黃色，無肉眼可見的雜質，過150目篩網，碳化鉭粉中總碳含量(%)≥6.20、游離碳含量(%)≤0.20、Fe(%)≤1.0、O(%)≤0.15；碳化鈦粉外觀呈均勻一致的淺灰色，無肉眼可見的雜質，過150目篩網，碳化鈦粉中總碳含量(%)≥24.14、游離碳含量(%)≤0.63；碳化鈮粉外觀呈均勻一致的黑灰色，無肉眼可見的雜質，過150目篩網，碳化鈮粉中總碳含量(%)≥11、游離碳含量(%)≤0.30、N(%)≤0.10、松比g/cm³≤3.5；