[發(fā)明專利]一種用于整體式陶瓷銑刀的近成型方法

有效

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• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113135763B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玥;張崢;鄒斌
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/584;C04B35/645;B24B1/00;B24B3/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明涉及一種用于整體式陶瓷銑刀的近成型方法。具體步驟為：將陶瓷粉末裝入近成型模具中，對模具進(jìn)行預(yù)壓；將預(yù)壓后的近成型模具進(jìn)行熱壓燒結(jié)得到近成型棒坯；將得到的近成型棒坯進(jìn)行表面的精磨得到陶瓷銑刀。能夠在一次燒結(jié)過程中實(shí)現(xiàn)多個陶瓷銑刀棒坯的成型，對銑刀的規(guī)模化生產(chǎn)而言顯著提高了燒結(jié)效率，因此促進(jìn)了陶瓷銑刀的批量生產(chǎn)。近成型棒坯制成的銑刀表面損傷小，性能良好，穩(wěn)定性好，尺寸精度高，表面光潔度高，因此提高了刀具的使用壽命，進(jìn)而有效降低了切削加工中的刀具成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷銑刀成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于整體式陶瓷銑刀的近成型方法。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

陶瓷刀具由于具有較高的硬度、耐磨性、高溫力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，很大程度上克服了傳統(tǒng)硬質(zhì)合金刀具的缺點(diǎn)，因此被公認(rèn)為加工高溫合金等難加工材料最具有前景的高速切削刀具之一，但同時由于陶瓷本身的脆性及難加工性，直到近幾年陶瓷材料才開始應(yīng)用于整體式銑刀制造領(lǐng)域。

目前整體式陶瓷銑刀現(xiàn)有的制備方法通常是先將陶瓷粉末燒結(jié)為圓柱形棒坯，再將其磨削至最終成型，然而將模具燒結(jié)出的棒坯加工為銑刀的過程中需要去除較多材料，由于陶瓷材料硬脆性大的特點(diǎn)，最終磨削成型的銑刀表面通常會出現(xiàn)裂紋和凹槽等損傷情況，這極大地影響了銑刀的加工質(zhì)量和使役性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于整體式陶瓷銑刀的近成型方法。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種用于整體式陶瓷銑刀的近成型方法，具體步驟為：

將陶瓷粉末裝入近成型模具中，對模具進(jìn)行預(yù)壓；

將預(yù)壓后的近成型模具進(jìn)行熱壓燒結(jié)得到近成型棒坯；

將得到的近成型棒坯進(jìn)行表面的精磨得到陶瓷銑刀。

陶瓷銑刀相比于金屬銑刀，具有較高的硬度、耐磨性、高溫力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。但是陶瓷本身具有脆性和難加工性，導(dǎo)致目前，陶瓷銑刀的制備通常是通過先燒結(jié)為圓柱形棒坯然后進(jìn)行磨削成型的方法，由于陶瓷材料硬脆性大的特點(diǎn)，這個對陶瓷棒坯的加工過程，會使銑刀的表面出現(xiàn)裂紋和凹槽等損傷，降低加工質(zhì)量。

本發(fā)明的制備方法，先將粉末裝入近成型模具中，然后進(jìn)行預(yù)壓使其成為初成型棒坯，隨后將近成型模具放入熱壓燒結(jié)爐中，使初成型棒坯被熱壓燒結(jié)為近成型棒坯，最后進(jìn)行表面的精磨即可得到陶瓷銑刀，可以避免現(xiàn)有的對陶瓷銑刀的粗磨的加工過程，導(dǎo)致陶瓷銑刀出現(xiàn)缺陷的問題。

粉末裝入近成型模具中，直接填充成近成型模具的內(nèi)腔形狀。經(jīng)過預(yù)壓，使其能夠固結(jié)成具有一定形狀的初成型棒坯，預(yù)壓不是直接壓制成型，初成型棒坯經(jīng)過預(yù)壓，使其能夠基本形成與近成型模具一致的形狀，初成型棒坯再經(jīng)過熱壓燒結(jié)，使陶瓷銑刀能夠更好的成型。熱壓燒結(jié)有助于初成型棒坯能夠更符合近成型模具長徑比大的形狀，所以熱壓后的近成型棒坯可以不必再進(jìn)行粗磨，直接對表面進(jìn)行去除加工量，并完成周刃及底刃的加工即可

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，陶瓷粉末包括60-70份Si₃N₄粉體、10-20份TiC粉體、10-20份SiC_w粉體、2-5份Y₂O₃粉體及1-3份MgO粉體。所述陶瓷粉末中Si₃N₄粉體為基體相，TiC粉體起到顆粒彌散增韌的效果，SiC_w粉體起到晶須增韌的效果。此種SiC_w協(xié)同TiC顆粒增韌Si₃N₄基陶瓷刀具材料配合先冷預(yù)壓、后熱壓燒結(jié)的方法，能保證最終成型銑刀具有較為優(yōu)異的性能。