[发明专利]一种双晶结构硬质合金基体的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材车切削涂层的硬质合金基体，特别是一种双晶结构硬质合金基体的生产方法。

背景技术

在对金属进行高速切削时，造成刀具损坏的主要原因是在切削力和切削温度作用下因机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎以及塑性变形等的引起的磨损和破损。因此，对高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐热性、耐磨性、化学稳定性、抗热震性以及抗涂层破裂性能等。

涂层刀具具有很强的抗氧化性能和抗粘结性能，因而具有良好的耐磨性和抗月牙洼磨损能力。涂层的摩擦系数较低，能有效降低切削时的切削力及切削温度，因而可大大提高刀具耐用度。CVD涂层的Ti(C,N)层的硬度高、耐磨性好；Al₂O₃层在高温下具有良好的热稳定性；TiN层与被切削金属的亲和力小、润湿性好、抗氧化性强，它们共同组成的多层复合涂层对钢材具有良好的切削性能。

涂层刀片通常是由涂层提供刀片的耐磨性，由硬质合金基体提供刀片的抗崩刃性和抗塑性变形能力，但硬质合金的高强度和高硬度往往难于同步实现，具有高强度时，往往硬度低；具有高硬度时，又往往强度低，如果刀片的基体能够同时兼具高的硬度和高的强度，则刀片的抗崩刃性和抗塑性变形能力都会得到提高。

专利CN201010295578.6提到一种用酒精石蜡工艺制备双晶结构硬质合金的方法，粗、细碳化钨比例为3：7-7：3；专利CN200710035295.6提到一种用丙酮石蜡工艺制备非均匀结构硬质合金的方法，粗、细碳化钨的比例为0.55-3.6：1。它们所采用的细碳化钨比重较大，这样的合金如果应用于涂层合金基体，将会由于硬度大，强度低，而造成涂层合金早期切削失效，因此现有技术的双晶结构硬质合金所提出的粗、细碳化钨比例不适用于钢材车削涂层刀片。同时，这些专利均仅涉及双晶结构或非均匀结构硬质合金的制备方法，并未涉及双晶结构硬质合金在钢材车削涂层刀片领域的应用。

发明内容

本发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于涂层刀片的双晶结构硬质合金基体的生产方法。

本发明的双晶结构硬质合金基体的生产方法，其包括如下步骤：

1、配料：按以下重量组份配制混合料

WC，81.81-86.34%；由粗颗粒WC（费氏粒度3.5-4.2μm）、细颗粒WC（费氏粒度1.2-1.6μm，含0.3-0.5%的铬）组成，其中粗颗粒WC：细颗粒WC重量百分比为17：3；

2、球磨，将上述配比的混合料在球磨机内球磨；

3、制粒，将研磨完毕的混合料制粒；

4、压制成型，将混合料压制成所需形状的合金半成品；

5、烧结，将半成品放在烧结炉内高温烧结，获得所需要的用于涂层的硬质合金基体。

采用本发明步骤制作的的双晶结构硬质合金中碳化钨晶粒具有粗细两种级别，粗晶粒碳化钨均匀分布在细晶粒碳化钨中。粗晶粒碳化钨结晶完整，缺陷很少，而且很少邻接。而较高比例的粗晶粒碳化钨为基体材料提供了良好的抗崩刃性；细晶粒碳化钨为基体提供了良好的耐磨性。特别是细晶粒碳化钨中含有0.3-0.5%的铬元素，即在细晶粒碳化钨的生产过程中就加入了铬元素，避免了微量添加的铬元素单独在配料步骤中加入而分布不均匀的现象，使作为碳化钨晶粒长大抑制剂的铬元素在硬质合金烧结过程中能更有效地发挥抑制细晶粒碳化钨长大的作用，从而使粗、细碳化钨在最终产品中的比例能够得到保证。由于涂层刀片的耐磨性主要由涂层来提供，基体除了要有足够的硬度，更重要的是要有良好的强度来保证刀片在使用过程中不会过早地出现刀尖和刃口的崩损，以达到提高使用寿命的目的，因此本发明选用了17：3的粗、细碳化钨比例，使基体材料具有较佳的综合性能。

附图说明

本发明将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明实施例1的合金基体的金相照片。

图2是本发明实施例1的涂层电镜照片。

图3是本发明实施例2的合金基体的金相照片。

图4是本发明实施例2的涂层电镜照片。

图5是本发明实施例3的合金基体的金相照片。

图6是本发明实施例3的涂层电镜照片。

具体实施方式