[發明專利]一種硬質合金鋼復合刀具的制造方法

在審

• 申請號: 201910657194.5
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110315159A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 孫湛;張麗霞;馮吉才;耿慧遠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/20;B23K35/14;B23K35/16;B23K35/36;B23K35/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：該方法按照以下步驟進行：向硬質合金待焊面上轉移石墨烯，然后在硬質合金待焊面和鋼制刀板待焊面中間放置釬料連接板，然后進行釬焊，即完成；

所述釬料連接板由數層BNi₂釬料箔片、1層網狀碳納米管片和1層Cu箔片疊放構成；Cu箔片設置在中間，網狀碳納米管片設置在Cu箔片一側，網狀碳納米管片兩側分別至少設置有3層BNi₂釬料箔片，Cu箔片另一側至少設置有1層BNi₂釬料箔片；釬焊時釬料連接板中設置有網狀碳納米管片一側朝向硬質合金待焊面設置。

2.根據權利要求1所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：所述向硬質合金待焊面上的轉移的石墨烯的層數為1～8層，向硬質合金待焊面上轉移石墨烯時每次轉移一層。

3.根據權利要求1所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：所述BNi₂釬料箔片、網狀碳納米管片和Cu箔片的尺寸與硬質合金待焊面的尺寸相同。

4.根據權利要求1所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：所述網狀碳納米管片兩側分別設置有3～5層BNi₂釬料箔片，3～5層BNi₂釬料箔片的總厚度為150～250μm；所述Cu箔片與鋼制刀板待焊面之間設置有1～5層BNi₂釬料箔片，1～5層BNi₂釬料箔片的總厚度為50～250μm；所述Cu箔片的厚度為20～200μm。

5.根據權利要求1所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：所述向硬質合金待焊面上的轉移石墨烯之前的硬質合金待焊面的預處理過程包括除氧化膜、超聲清洗和烘干。

6.根據權利要求1所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：所述向硬質合金待焊面上的轉移石墨烯的方法按照以下步驟進行：

步驟1、首先在石墨烯/金屬基底疊層樣品中金屬基體表面涂一層PMMA溶液并加熱固化；所述加熱固化溫度150～200℃，時間為1～10min；

步驟2、然后用腐蝕液腐蝕金屬基底，得到PMMA/石墨烯疊層樣品；所述腐蝕液為濃度1～4mol/L的FeCl₃溶液；用腐蝕液腐蝕金屬基底時將石墨烯/金屬基底疊層樣品浸入腐蝕液中；

步驟3、將PMMA/石墨烯疊層樣品轉移到硬質合金上，轉移時PMMA/石墨烯疊層樣品中石墨烯一側朝向硬質合金的待焊面，然后進行熱處理；

步驟4、熱處理后的PMMA/石墨烯疊層樣品浸入丙酮中以去除PMMA，得到具有一層石墨烯的硬質合金；

步驟5、重復步驟1～步驟4，得到具有多層石墨烯的硬質合金。

7.根據權利要求6所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：步驟1所述PMMA溶液的質量分數為1～8wt.％。

8.根據權利要求6所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：步驟1所述石墨烯/金屬基底疊層樣品由金屬基底及其表面附著的石墨烯層構成。

9.根據權利要求6所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：步驟3所述熱處理溫度為60～150℃，時間為1～10min。

10.根據權利要求6所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：步驟4所述浸入丙酮中的時間為4～10h，浸泡完成后使用去離子水清洗。

11.根據權利要求1所述的硬質合金鋼復合刀具的制造方法，其特征在于：所述釬焊前對構成釬料連接板的BNi₂釬料箔片的兩個表面、鋼制刀板的待焊面和Cu箔片的兩個表面進行預處理；所述預處理包括除氧化膜、超聲清洗和烘干；所述超聲清洗在丙酮溶液中進行，超聲清洗后進行烘干。