本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金制備工藝領(lǐng)域，具體涉及一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金(cemented carbides,hardmetals),是以一種或多種高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物(WC、TiC等)為基體,以Co、Ni等金屬或其合金為粘結(jié)相,采用粉末冶金方法合成的金屬陶瓷材料,是粉末冶金制備的最典型的合金材料之一，由于硬質(zhì)合金具有較多的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了極為廣泛的應(yīng)用。
但是傳統(tǒng)的粉末冶金方法合成硬質(zhì)合金過程中雜質(zhì)含量高，韌性差，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、不穩(wěn)固，而且往往需要長(zhǎng)時(shí)間的占用模具，對(duì)模具的利用率低下，導(dǎo)致綜合生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低下。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)以上問題，本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法，含有雜質(zhì)少，具有堅(jiān)韌和斷裂伸長(zhǎng)率高等特性，該工藝生產(chǎn)效率得到大大的提高，硬度得到了提高，性能優(yōu)良，生產(chǎn)工藝操作方便，成本較低，具有優(yōu)良的物理性能，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法，包括以下步驟：
S1、原材料預(yù)處理，將原材料進(jìn)行清洗，將表面的附著污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；
S2、球磨，將經(jīng)過預(yù)處理后的原材料放入球磨罐，利用介質(zhì)阻擋放電等離子體(DBDP)輔助高能球磨法制備納米復(fù)合粉體；
S3、模壓成型，將粉末狀納米復(fù)合材料裝入硬質(zhì)合金模具中，以單向模壓成型的方法將DBDP球磨后的納米復(fù)合粉體在加壓速率為1-1.8mm/min,最大壓制壓力為35kN(160MPa),壓力保持時(shí)間為5-10min的條件下壓制成長(zhǎng)方體狀生坯；
S4、真空壓制生坯，將長(zhǎng)方體狀的生坯放入真空/壓力燒結(jié)爐中，在真空或低壓中碳化燒結(jié)成硬質(zhì)合金塊體；
S5、磨削成刀，應(yīng)先經(jīng)過打磨，去除表面層，然后在金剛石磨盤上磨制，最后再使用金剛石研磨膏進(jìn)行拋光處理，使四個(gè)長(zhǎng)面都成鏡面。
根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟S2中，在進(jìn)行球磨之前加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，在進(jìn)行球磨過程中對(duì)球磨罐進(jìn)行抽真空，再充入壓強(qiáng)略大于1bar的氬氣，之后一起進(jìn)行球磨成粉末狀。
根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟S2中，經(jīng)過球磨后過200目篩。
根據(jù)上述技術(shù)方案，所述硬質(zhì)合金模具的截面尺寸為26.44×8.6毫米。
根據(jù)上述技術(shù)方案，在步驟S4中，在生坯置于石墨紙上方，且保持真空度為1Pa。
根據(jù)上述技術(shù)方案，在步驟S5中，四條長(zhǎng)棱應(yīng)進(jìn)行45°角倒棱處理,且各倒棱磨削方向必須保持相同。
根據(jù)上述技術(shù)方案，在步驟S5中，磨削時(shí)每次磨削量不大于0.01mm，且全部磨痕的方向同樣應(yīng)與樣品長(zhǎng)度方向平行,四個(gè)長(zhǎng)面的表面粗糙度Ra≤0.4um。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明首先通過除雜過程，將雜質(zhì)盡量剔除出去，之后通過球磨罐利用DBDP法進(jìn)行抽真空球磨，且在球磨過程中沖入保護(hù)氣，保護(hù)內(nèi)部材料不受雜質(zhì)侵蝕，并且在球磨過程中加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，抑制晶粒的長(zhǎng)大，以小晶粒組成硬質(zhì)合金的主體結(jié)構(gòu)，在生坯的基礎(chǔ)上，在真空或低壓中碳化燒結(jié)成硬質(zhì)合金塊體，整個(gè)過程中全部在真空進(jìn)行，減少雜質(zhì)的進(jìn)入，在燒結(jié)之后再進(jìn)行磨削，每次嚴(yán)格控制磨削的方向和磨削量，具有堅(jiān)韌和斷裂伸長(zhǎng)率高等特性，該工藝生產(chǎn)效率得到大大的提高，硬度得到了提高，性能優(yōu)良，生產(chǎn)工藝操作方便，成本較低。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1：
一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法，一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法，包括以下步驟：
S1、原材料預(yù)處理，將原材料進(jìn)行清洗，將表面的附著污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；
S2、球磨，將經(jīng)過預(yù)處理后的原材料放入球磨罐，利用介質(zhì)阻擋放電等離子體(DBDP)輔助高能球磨法制備納米復(fù)合粉體；
S3、模壓成型，將粉末狀納米復(fù)合材料裝入硬質(zhì)合金模具中，以單向模壓成型的方法將DBDP球磨后的納米復(fù)合粉體在加壓速率為1mm/min,最大壓制壓力為35kN(160MPa),壓力保持時(shí)間為5min的條件下壓制成長(zhǎng)方體狀生坯；
S4、真空壓制生坯，將長(zhǎng)方體狀的生坯放入真空/壓力燒結(jié)爐中，在真空或低壓中碳化燒結(jié)成硬質(zhì)合金塊體；
S5、磨削成刀，應(yīng)先經(jīng)過打磨，去除表面層，然后在金剛石磨盤上磨制，最后再使用金剛石研磨膏進(jìn)行拋光處理，使四個(gè)長(zhǎng)面都成鏡面。
所述步驟S2中，在進(jìn)行球磨之前加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，在進(jìn)行球磨過程中對(duì)球磨罐進(jìn)行抽真空，再充入壓強(qiáng)略大于1bar的氬氣，之后一起進(jìn)行球磨成粉末狀；所述步驟S2中，經(jīng)過球磨后過200目篩；所述硬質(zhì)合金模具的截面尺寸為26.44×8.6毫米；在步驟S4中，在生坯置于石墨紙上方，且保持真空度為1Pa；在步驟S5中，四條長(zhǎng)棱應(yīng)進(jìn)行45°角倒棱處理,且各倒棱磨削方向必須保持相同；在步驟S5中，磨削時(shí)每次磨削量不大于0.01mm，且全部磨痕的方向同樣應(yīng)與樣品長(zhǎng)度方向平行,四個(gè)長(zhǎng)面的表面粗糙度Ra≤0.4um。
實(shí)施例2：
一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法，一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法，包括以下步驟：
S1、原材料預(yù)處理，將原材料進(jìn)行清洗，將表面的附著污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；
S2、球磨，將經(jīng)過預(yù)處理后的原材料放入球磨罐，利用介質(zhì)阻擋放電等離子體(DBDP)輔助高能球磨法制備納米復(fù)合粉體；
S3、模壓成型，將粉末狀納米復(fù)合材料裝入硬質(zhì)合金模具中，以單向模壓成型的方法將DBDP球磨后的納米復(fù)合粉體在加壓速率為1.4mm/min,最大壓制壓力為35kN(160MPa),壓力保持時(shí)間為7.5min的條件下壓制成長(zhǎng)方體狀生坯；
S4、真空壓制生坯，將長(zhǎng)方體狀的生坯放入真空/壓力燒結(jié)爐中，在真空或低壓中碳化燒結(jié)成硬質(zhì)合金塊體；
S5、磨削成刀，應(yīng)先經(jīng)過打磨，去除表面層，然后在金剛石磨盤上磨制，最后再使用金剛石研磨膏進(jìn)行拋光處理，使四個(gè)長(zhǎng)面都成鏡面。
所述步驟S2中，在進(jìn)行球磨之前加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，在進(jìn)行球磨過程中對(duì)球磨罐進(jìn)行抽真空，再充入壓強(qiáng)略大于1bar的氬氣，之后一起進(jìn)行球磨成粉末狀；所述步驟S2中，經(jīng)過球磨后過200目篩；所述硬質(zhì)合金模具的截面尺寸為26.44×8.6毫米；在步驟S4中，在生坯置于石墨紙上方，且保持真空度為1Pa；在步驟S5中，四條長(zhǎng)棱應(yīng)進(jìn)行45°角倒棱處理,且各倒棱磨削方向必須保持相同；在步驟S5中，磨削時(shí)每次磨削量不大于0.01mm，且全部磨痕的方向同樣應(yīng)與樣品長(zhǎng)度方向平行,四個(gè)長(zhǎng)面的表面粗糙度Ra≤0.4um。
實(shí)施例3：
一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法，一種硬質(zhì)合金刀頭及其制造方法，包括以下步驟：
S1、原材料預(yù)處理，將原材料進(jìn)行清洗，將表面的附著污染物剔除，之后再利用酸洗，剔除表面的氧化物；
S2、球磨，將經(jīng)過預(yù)處理后的原材料放入球磨罐，利用介質(zhì)阻擋放電等離子體(DBDP)輔助高能球磨法制備納米復(fù)合粉體；
S3、模壓成型，將粉末狀納米復(fù)合材料裝入硬質(zhì)合金模具中，以單向模壓成型的方法將DBDP球磨后的納米復(fù)合粉體在加壓速率為1.8mm/min,最大壓制壓力為35kN(160MPa),壓力保持時(shí)間為10min的條件下壓制成長(zhǎng)方體狀生坯；
S4、真空壓制生坯，將長(zhǎng)方體狀的生坯放入真空/壓力燒結(jié)爐中，在真空或低壓中碳化燒結(jié)成硬質(zhì)合金塊體；
S5、磨削成刀，應(yīng)先經(jīng)過打磨，去除表面層，然后在金剛石磨盤上磨制，最后再使用金剛石研磨膏進(jìn)行拋光處理，使四個(gè)長(zhǎng)面都成鏡面。
所述步驟S2中，在進(jìn)行球磨之前加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，在進(jìn)行球磨過程中對(duì)球磨罐進(jìn)行抽真空，再充入壓強(qiáng)略大于1bar的氬氣，之后一起進(jìn)行球磨成粉末狀；所述步驟S2中，經(jīng)過球磨后過200目篩；所述硬質(zhì)合金模具的截面尺寸為26.44×8.6毫米；在步驟S4中，在生坯置于石墨紙上方，且保持真空度為1Pa；在步驟S5中，四條長(zhǎng)棱應(yīng)進(jìn)行45°角倒棱處理,且各倒棱磨削方向必須保持相同；在步驟S5中，磨削時(shí)每次磨削量不大于0.01mm，且全部磨痕的方向同樣應(yīng)與樣品長(zhǎng)度方向平行,四個(gè)長(zhǎng)面的表面粗糙度Ra≤0.4um。
根據(jù)模壓過程中，納米復(fù)合粉體在加壓速率的變化和壓力保持時(shí)間的差異，得到的檢測(cè)結(jié)果如下表所示：
由上表可以看出，隨著納米復(fù)合粉體在加壓速率的變化的增大，孔隙度也在逐漸增大，而隨著壓力保持時(shí)間的延長(zhǎng)，抗拉強(qiáng)度也在不斷增大；這是因?yàn)?，?dāng)加壓速率的變化逐漸變快，經(jīng)過高壓壓縮的液體會(huì)突然釋放出很強(qiáng)的能力，將金屬液濺開，而等不到液體回收已經(jīng)凝固，導(dǎo)致孔隙度增大，而加壓時(shí)間延長(zhǎng)，能夠提供強(qiáng)壓力的時(shí)間變長(zhǎng)，壓實(shí)更好，抗拉能力就強(qiáng)。
基于上述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明首先通過除雜過程，將雜質(zhì)盡量剔除出去，之后通過球磨罐利用DBDP法進(jìn)行抽真空球磨，且在球磨過程中沖入保護(hù)氣，保護(hù)內(nèi)部材料不受雜質(zhì)侵蝕，并且在球磨過程中加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，抑制晶粒的長(zhǎng)大，以小晶粒組成硬質(zhì)合金的主體結(jié)構(gòu)，在生坯的基礎(chǔ)上，在真空或低壓中碳化燒結(jié)成硬質(zhì)合金塊體，整個(gè)過程中全部在真空進(jìn)行，減少雜質(zhì)的進(jìn)入，在燒結(jié)之后再進(jìn)行磨削，每次嚴(yán)格控制磨削的方向和磨削量，具有堅(jiān)韌和斷裂伸長(zhǎng)率高等特性，該工藝生產(chǎn)效率得到大大的提高，硬度得到了提高，性能優(yōu)良，生產(chǎn)工藝操作方便，成本較低。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。