一種耐高溫合金刀頭及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金刀頭，具體的說是一種耐高溫合金刀頭及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著機加工行業(yè)的速度發(fā)展，大量的工件需要加工處理，由于刀頭是易損品，消耗非常大，并且刀頭的成本高，尤其是一些特殊材質(zhì)的刀頭，價格非常昂貴，給企業(yè)帶來了巨大的生產(chǎn)成本，并且現(xiàn)有的刀頭強度低，磨損快，尤其是耐高溫性能差，在高溫下容易腐蝕刀口，使用壽命短，容易斷裂，不能滿足現(xiàn)有的市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種耐高溫合金刀頭及其制備方法，該耐高溫合金刀頭不僅強度高，而且耐磨性能和耐高溫性能非常突出，降低了刀頭的磨損量，提高切削表面的質(zhì)量，提高刀頭的使用壽命，降低成本，節(jié)約材料，并且造價低，物廉價美，該提供的制備方法，操作簡單，不僅能降低加工成本，縮短加工周期，而且能提尚工作效率，提尚廣品的質(zhì)量。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的:一種耐高溫合金刀頭，合金刀頭的組分按質(zhì)量百分比為:碳化鎢:89.58-89.88%，鈷:0.42-0.45%，鉻:3.24-3.26%，鎂:0.25-0.28%，鎳:2.24-2.26%，釩:0.22-0.25%，鈮:0.02-0.04%，鈦
0.52-0.55%，銣:0.03-0.05%，鎵:1.22-1.25%，鋇:0.02-0.05%，復(fù)合稀土:3.21-3.25%，助劑:0.32-0.54%，余量為鐵；
其中復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比為-M: 15-17%，銩:7-11%，鉺:3-5%，釹:20-22%，钷:4-8%，銪:12-14%，釓:5-7%，余量為镥；
其中助劑的組分按重量份數(shù)計為:珠光粉:10-12份，陶瓷粉:16-18份，石墨粉:10-12份，粘土:15-18份，去離子水:40-50份；
助劑的制備方法為:將珠光粉、陶瓷粉混合粉碎，過100目篩，得到粉末A，然后石墨粉、粘土混合粉碎，過100目篩，得到粉末B，將粉末A與粉末B以3:1的比例攪拌混合，攪拌10-15分鐘，然后加入去離子水?dāng)嚢璺磻?yīng)40-50分鐘，然后過濾，干燥，粉碎，過120目篩，在氮氣氛圍下，加熱至820-830°C下煅燒2-3個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過200目篩，SP可得到助劑。
[0005]本發(fā)明還提供了一種耐高溫合金刀頭的制備方法，該制備方法按以下步驟進(jìn)行: 步驟(I):先將碳化鎢放入反應(yīng)釜中加熱至2100-2150°C，保溫l_3h，然后將溫度降至
1400-1500°C，然后向反應(yīng)釜依次加入鈷、鉻、鎂、鎳、釩、鈮元素，并且攪拌均勻，在攪拌過程向反應(yīng)釜通入氮氣作為保護氣體，攪拌速度為300-500r/min，攪拌時間為:30_50min ；
步驟(2):完成步驟I后繼續(xù)向反應(yīng)釜加入鈦、銣、鎵、鋇、鐵、復(fù)合稀土、助劑，然后將溫度降至1100-1150°C，然后繼續(xù)向反應(yīng)釜中通入氮氣并攪拌均勻，攪拌速度:450-600r/min，攪拌時間為l_2h ； 步驟(3):然后將反應(yīng)釜加熱至1250-1350°C，保溫3-5h，將反應(yīng)釜中的液體流入刀片磨具中壓鑄成型，并且將成型后的合金刀頭毛坯進(jìn)行加工，得到合金刀頭；
步驟(4):將步驟3中加工后的合金刀頭進(jìn)行熱處理:先將合金刀頭加熱至400-450°C，保溫20-30min，然后再以3_5°C /s的速度加熱至820_880°C，保溫5_8h，然后采用水冷，以10-12°C /s的冷卻速度降低520-550°C，保溫20_30min，然后再采用油冷，以7-9V /s油冷速度降至240-260°C，保溫l_2h，最后采用風(fēng)冷，以5_7°C /s的速度冷卻至室溫；
步驟(5):將步驟4熱處理后的合金刀頭用溫水進(jìn)行清洗，然后吹干，然后在其表面涂抹一層防銹油，最后包裝。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述的耐高溫合金刀頭，合金刀頭的組分按質(zhì)量百分比為:碳化鎢:89.58%，鈷:
0.42%，鉻:3.24%，鎂:0.25%，鎳:2.24%，釩:0.22%，鈮:0.02%，鈦 0.52%，銣:0.03%，鎵:
1.22%，鋇:0.02%，復(fù)合稀土:3.21%，助劑:0.32%，余量為鐵；
其中復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比為:鑭:15%，銩:7%，鉺:3%，釹:20%，钷:4%，銪:12%，釓:5%，余量為镥；
其中助劑的組分按重量份數(shù)計為:珠光粉:10份，陶瓷粉:16份，石墨粉:10份，粘土:15份，去尚子水:40份；
助劑的制備方法為:將珠光粉、陶瓷粉混合粉碎，過100目篩，得到粉末A，然后石墨粉、粘土混合粉碎，過100目篩，得到粉末B，將粉末A與粉末B以3:1的比例攪拌混合，攪拌10-15分鐘，然后加入去離子水?dāng)嚢璺磻?yīng)40分鐘，然后過濾，干燥，粉碎，過120目篩，在氮氣氛圍下，加熱至820°C下煅燒2個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過200目篩，即可得到助劑。
[0007]前述的耐高溫合金刀頭，合金刀頭的組分按質(zhì)量百分比為:碳化鎢:89.88%，鈷:
0.45%，鉻:3.26%，鎂:0.28%，鎳:2.26%，釩:0.25%，鈮:0.04%，鈦 0.55%，銣:0.05%，鎵:
1.25%，鋇:0.05%，復(fù)合稀土:3.25%，助劑:0.54%，余量為鐵；
其中復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比為:鑭:17%，銩:11%，鉺:5%，釹:22%，钷:8%，銪:14%，釓:7%，余量為镥；
其中助劑的組分按重量份數(shù)計為:珠光粉:12份，陶瓷粉:18份，石墨粉:12份，粘土:18份，去咼子水:50份；
助劑的制備方法為:將珠光粉、陶瓷粉混合粉碎，過100目篩，得到粉末A，然后石墨粉、粘土混合粉碎，過100目篩，得到粉末B，將粉末A與粉末B以3:1的比例攪拌混合，攪拌15分鐘，然后加入去離子水?dāng)嚢璺磻?yīng)50分鐘，然后過濾，干燥，粉碎，過120目篩，在氮氣氛圍下，加熱至830°C下煅燒3個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過200目篩，即可得到助劑。
[0008]前述的耐高溫合金刀頭，合金刀頭的組分按質(zhì)量百分比為:碳化鎢:89.68%，鈷:
0.43%，鉻:3.25%，鎂:0.27%，鎳:2.25%，釩:0.24%，鈮:0.03%，鈦 0.54%，銣:0.04%，鎵:
1.24%，鋇:0.03%，復(fù)合稀土:3.24%，助劑:0.44%，余量為鐵；
其中復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比為:鑭:16%，銩:10%，鉺:4%，釹:21%，钷:7%，銪:13%，釓:6%，余量為镥；
其中助劑的組分按重量份數(shù)計為:珠光粉份，陶瓷粉:17份，石墨粉:11份，粘土:17份，去尚子水:45份； 助劑的制備方法為:將珠光粉、陶瓷粉混合粉碎，過100目篩，得到粉末A，然后石墨粉、粘土混合粉碎，過100目篩，得到粉末B，將粉末A與粉末B以3:1的比例攪拌混合，攪拌14分鐘，然后加入去離子水?dāng)嚢璺磻?yīng)48分鐘，然后過濾，干燥，粉碎，過120目篩，在氮氣氛圍下，加熱至828°C下煅燒2.6個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過200目篩，即可得到助劑。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該耐高溫合金刀頭中主要元素為碳化鎢，并且加入了鈮、鈷元素，鈮和鈷能細(xì)化晶粒和降低刀具的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力；釩能起到脫氧劑的作用，鎳能提刀頭的強度，而又保持良好的塑性和韌性，鎳和鉻對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力，加入鈦就可改善刀具的致密性和熱乳性能，提高強度；并且加入了鑭、銩、鉺、釹、钷等稀土元素，能細(xì)化晶粒，形成致密的晶粒組織，提高刀具的強度和耐磨性能，提高刀具的使用壽命，降低成本，并且還加入助劑，助劑中含有珠光粉、陶瓷粉、石墨粉、粘土，大大提高了刀頭的耐摩?祭，耐尚溫的性能，提尚刀具的使用壽命；
并且還提供了耐高溫合金刀頭的制備方法，該方法簡單，操作方便，在攪拌時通過氮氣作為保護氣體，大大減小了空氣的影響，在刀具壓鑄成型的過程避免產(chǎn)生氣孔，從而形成致密的組織，提高其強度，同時合金刀頭在熱處理時，先后采用水冷、油冷和風(fēng)冷的手段對其降溫，大大提高其強度，增加其耐磨性、耐高溫性能，提高合金刀頭的使用壽命，降低成本。
【具體實施方式】
[0010]下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
實施例1
本實施例提供一種耐高溫合金刀頭，合金刀頭的組分按質(zhì)量百分比為:碳化鎢:89.58%，鈷:0.42%，鉻:3.24%，鎂:0.25%，鎳:2.24%，釩:0.22%，鈮:0.02%，鈦 0.52%，銣:0.03%，鎵:1.22%，鋇:0.02%，復(fù)合稀土:3.21%，助劑:0.32%，余量為鐵；
其中復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比為:鑭:15%，銩:7%，鉺:3%，釹:20%，钷:4%，銪:12%，釓:5%，余量為镥；其中助劑的組分按重量份數(shù)計為:珠光粉:10份，陶瓷粉:16份，石墨粉:10份，粘土:15份，去離子水:40份；
助劑的制備方法為:將珠光粉、陶瓷粉混合粉碎，過100目篩，得到粉末A，然后石墨粉、粘土混合粉碎，過100目篩，得到粉末B，將粉末A與粉末B以3:1的比例攪拌混合，攪拌10-15分鐘，然后加入去離子水?dāng)嚢璺磻?yīng)40分鐘，然后過濾，干燥，粉碎，過120目篩，在氮氣氛圍下，加熱至820°C下煅燒2個小時后，空冷至室溫，然后粉碎，過200目篩，即可得到助劑；該實施例還提供了耐高溫合金刀頭的制備方法:
步驟(I):先將碳化鎢放入反應(yīng)釜中加熱至2100°C，保溫lh，然后將溫度降至1400°C，然后向反應(yīng)釜依次加入鈷、鉻、鎂、鎳、釩、鈮元素，并且攪拌均勻，在攪拌過程向反應(yīng)釜通入氮氣作為保護氣體，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為:30min ;
步驟(2):完成步驟I后繼續(xù)向反應(yīng)釜加入鈦、銣、鎵、鋇、鐵、復(fù)合稀土、助劑，然后將溫度降至1100°C，然后繼續(xù)向反應(yīng)爸中通入氮氣并攪拌均勾，攪拌速度:450r/min，攪拌時間為Ih ；
步驟(3):然后將反應(yīng)釜加熱至1250°C，保溫3h，將反應(yīng)釜中的液體流入刀片磨具中壓鑄成型，并且將成型后的合金刀頭毛坯進(jìn)行加工，得到合金刀頭； 步驟(4):將步驟3中加工后的合金刀頭進(jìn)行熱處理:先將合金刀頭加熱至400°C，保溫20min，然后再以3°C /s的速度加熱至820°C，保溫5h，然后采用水冷，以10°C /s的冷卻速度降低520°C，保溫20min，然后再采用油冷，以7°C /s油冷速度降至240°C，保溫lh，最后采用風(fēng)冷，以5°C /s的速度冷卻至室溫；
步驟(5):將步驟4熱處理后的合金刀頭用溫水進(jìn)行清洗，然后吹干，然后在其表面涂抹一層防銹油，最后包裝。
[0011]實施例2
本實施例提供一種耐高溫合金刀頭，合金刀頭的組分按質(zhì)量百分比為:碳化鎢:89.88%，鈷:0.45%，鉻:3.26%，鎂:0.28%，鎳:2.26%，釩:0.25%，鈮:0.04%，鈦 0.55%，銣:0.05%，鎵:1.25%，鋇:0.05%，復(fù)合稀土:3.25%，助劑:0.54%，余量為鐵；
其中復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比為:鑭:17%，銩:11%，鉺:5%，釹:22%，钷:8%，銪:14%，釓:7%，余量為镥；其中助劑的組分按重量份數(shù)計為:珠光粉:12份，陶瓷粉:18份，石墨粉:12份，粘土: 18份，去離子水:50份