[发明专利]一种硬质粉末冶金合金刀具及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金领域，特别是一种硬质粉末冶金合金刀具及其制备方法。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。粉末冶金高速钢制造的切削刀具性能优于普通高速钢，使用寿命高于普通高速钢( 一般2 ～3 倍)， 在冲击负荷大的切削场合又可替代硬质合金刀具，因此粉末冶金高速钢刀具在工具行业的应用前景十分看好, 越来越受到人们的关注。 与普通高速钢刀具相比，粉末冶金高速钢刀具硬度更高、韧性更好、更耐磨损，因此在某些应用领域（如高冲击性、大切除量的加工场合），粉末冶金高速钢刀具有逐渐取代脆性较大、在切削冲击下易发生碎裂的整体硬质合金刀具的趋势。 

发明内容

本发明的目的是提供一种硬质粉末冶金合金刀具及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种硬质粉末冶金合金刀具，由下列重量份的原料制成：碳化硅30-32、碳化钛6-7、铝2-3、硅1-2、铬9-10、铁8-10、钒3-4、石墨烯2-3、Nb₂O₅ 3-4、氧化锰4-5、碳酸锂2-3、氯化石蜡2-3、分散相3-4；

所述分散相由下列重量份的原料制成：铁粉30-40、三聚磷酸钠1-2、氯化铁1-2、钾长石粉2-3、阳起石5-6、硫酸镁2-3、纳米二氧化硅1-2、N660炭黑2-3、甲基三乙氧基硅烷1-2；制备方法是将铁粉、三聚磷酸钠、氯化铁、钾长石粉、阳起石、硫酸镁混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。

本发明所述硬质粉末冶金合金刀具，由以下具体步骤制成：

（1）将碳化钛、铝、硅、铬、铁、钒与分散相混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8-11Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下600-650℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；

（2）将其它剩余成分混合均匀；

（3）将步骤（1）、（2）物料在55-65℃下混合搅拌均匀65-95分钟后，装入模具，压制成坯；

（4）将压坯放在烧结炉中，以9-12℃/分钟速率升温至350-450℃条件下烧结1-2小时；然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；最后空气中冷却至室温即可。

本发明添加分散相，使合金粉末分散均匀，保证产品内部组织结构的纵横均匀度，增加耐磨性，使产品的使用寿命有所提高；本发明硬度大，具有较好的耐热性和综合耐磨性能，提高了工作效率，而且质量稳定，不易出现断裂现象，应用前景广泛。

具体实施方案

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种硬质粉末冶金合金刀具，由下列重量份（公斤）的原料制成：碳化硅30、碳化钛6、铝2、硅1、铬9、铁8、钒3、石墨烯2、Nb₂O₅ 3、氧化锰4、碳酸锂2、氯化石蜡2、分散相3；

所述分散相由下列重量份（公斤）的原料制成：铁粉30、三聚磷酸钠1、氯化铁1、钾长石粉2、阳起石5、硫酸镁2、纳米二氧化硅1、N660炭黑2、甲基三乙氧基硅烷1；制备方法是将铁粉、三聚磷酸钠、氯化铁、钾长石粉、阳起石、硫酸镁混合，研磨成200-300目粉末，然后加入甲基三乙氧基硅烷混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950℃下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70℃，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。

本发明所述硬质粉末冶金合金刀具，由以下具体步骤制成：