[發(fā)明專利]一種高強高韌鈦合金材料刀具的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910509729.4
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110129700A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 李有維;李積回
• 申請（專利權(quán)）人: 陽江十八子刀剪制品有限公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C23C14/35;C23C8/08;C23C14/06;C23C14/56
• 代理公司: 北京華仁聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11588
• 代理人: 蘇雪雪

本發(fā)明涉及刀具技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種高強高韌鈦合金材料刀具的制備方法，包括以下步驟：S1：準備原材料；S2：沖壓：將備好的鈦合金材料送入沖壓車間開料按刀的尺寸，刀樣的大小、厚度、開出刀坯；S3：熱處理：對開出的刀坯進行熱處理；S4：表面滲氫；S5：鍍膜：用磁控濺射的方法在刀坯表面鍍上Ti?DLC膜，并通過含氟的丙烯酸酯單體封堵DLC膜層中微孔，提高刀具的耐磨性而不降低基體的韌性，涂層具有細微結(jié)構(gòu)，在涂層內(nèi)部生產(chǎn)壓應力，抗裂紋擴展能力強，提高刀具的使用性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及刀具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強高韌鈦合金材料刀具的制備方法。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，難加工材料的使用越來越多，為了適應這一要求，現(xiàn)代機械加工工業(yè)正朝著高精度、高速切削、干式切削技術(shù)、綠色制造以及降低成本等方向發(fā)展，也因為如此，人們對制造用刀具提出了更高的要求，盡管目前常用的刀具如高速鋼刀具(硬度66-70HRC)和硬質(zhì)合金刀具(硬度89-93.5HRC)的硬度都很高，但是對于難加工材料的高效加工已不適用。雖然可以采取各種措施提高刀具材料的硬度與耐磨性，但同時必然帶來刀具材料抗彎強度和沖擊韌性的下降，即材料變脆，從而影響刀具的使用性能。因此本發(fā)明一種高強高韌鈦合金材料刀具的制備方法對上述問題做出改善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高強高韌鈦合金材料刀具的制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高強高韌鈦合金材料刀具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：準備原材料；準備BT16合金，開坯溫度1150℃，終了溫度控制在800℃左右，保溫2h，空冷2h，500℃保溫6h，空冷，得到的鈦合金由初生α、晶間β相及相內(nèi)析出的針狀次生α相組成；

S2：沖壓：將備好的鈦合金材料送入沖壓車間開料按刀的尺寸，刀樣的大小、厚度、開出刀坯；

S3：熱處理：通過二重熱處理的方法對刀坯進行熱處理；二重熱處理后得到的鈦合金試樣包含有70～80％的初生α、10～20％的晶間β相和5～10％的針狀次生α相；

S4：表面滲氫：在高溫爐內(nèi)，通過加熱處理以及控制滲氫的時間對刀坯進行滲氫處理；

S5：鍍膜：用磁控濺射的方法在刀坯表面鍍上Ti-DLC膜，并通過含氟的丙烯酸酯單體封堵DLC膜層中微孔。

優(yōu)選的，所述二重熱處理的方法具體步驟為：

真空熱處理爐第一熱處理：真空度大于10^-3Pa，加熱溫度為850℃～975℃，保溫時間為50min，保溫結(jié)束后立即真空氣淬冷冷卻至300℃；分兩個階段進行冷卻：首先，以不大于10⁵Pa的充氣壓力向所述真空熱處理爐內(nèi)充入氬氣，將鈦合金快速冷卻至500℃～600℃；之后，對氬氣的充氣壓力進行調(diào)整且以不大于10^-3Pa的充氣壓力繼續(xù)向所述真空熱處理爐內(nèi)充入氬氣，并將被處理鈦合金帶材繼續(xù)冷卻至300℃；

真空熱處理爐進行第二熱處理：真空熱處理爐內(nèi)的真空度不小于10^-3Pa，加熱溫度為910～930℃保溫時間為2h～3h，且保溫結(jié)束后向所述真空熱處理爐內(nèi)充入氬氣，將被處理鈦合金冷卻至540～600℃保溫4h，然后空冷直至室溫。

優(yōu)選的，表面滲氫的具體步驟為：將鈦合金刀坯放入處理爐中，爐內(nèi)抽真空6.7*10^-3Pa，開始加熱，加熱至730℃，保溫60min，然后以0.04MPA的壓力向爐內(nèi)通入氫氣，滲氫時間到達60min后，停止通入氫氣，并冷卻至室溫。