[发明专利]一种用于汽车模具生产的数控刀具用材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于汽车模具生产的数控刀具用材料的制备方法，所述材料中各组分的质量百分比为：TiC_xN_(1‑x)45‑55％、AlN 4‑6％、Mo₂C 3‑6％、WC 1‑3％、Ni 2‑5％、Cu 2‑4％、Zr 1‑2.5％，余量为(W，Ti，Ta，Nb)C多元复式碳化物；经过湿磨、过滤、喷雾干燥、制粒、压制成型、烧结工序制备出数控瓷刀具用材料；本发明制成的数控刀具硬度高、强度高、韧性高，同时具有很好的耐磨性以及耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及数控刀具材料领域，具体涉及一种用于汽车模具生产的数控刀具用材料的制备方法。

背景技术

近年来，我国汽车工业的快速发展极大地带动了汽车模具行业的发展。由于汽车模具是技术型产品和典型的定制产品，尤其是汽车覆盖件模具的技术含量非常高。如何提高生产效率、缩短开发周期、提高模具技术水平、降低生产成本一直是模具企业面临的难题。由于各个模具生产企业具体情况的不一样，以及承接到的业务的不同，各家企业汽车模具制造的具体流程不尽相同。

现在对汽车各零部件加工期间，数控铣加工技术需要在数控机床上进行操作，而数控刀具对零部件的加工十分重要。传统刀具的主要材料为高速钢，自上世纪初德国人发明WC基硬质合金后，以数倍于高速钢刀具的加工效率，在机加工领域得到了迅猛的普及和应用，至今WC基硬质合金刀具已使用了近百年时间而仍然占据数控刀具市场的主要地位。WC基硬质合金刀具材料需消耗大量的金属W资源，我国是世界W资源大国占有全球约40％的矿产资源，近年来也面临资源日益减少并濒于匮乏的局面，同时W因是军工领域不可替代的重要战略资源，硬质合金行业大量消耗W且资源日趋匮乏已是发达国家普遍面临的重要课题。

1970年代日本利用TiC中引入N元素生产TiCN金属陶瓷刀具材料，使TiCN基金属陶瓷刀具得到了大量的推广，目前日本已有 30％的数控刀具使用TiCN基材料，其主要硬质相TiCN的晶粒度为 0.6-3u但缺点是该刀具材料强度及韧性不敌WC基硬质合金材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于汽车模具生产的数控刀具用材料及其制备方法，制成的数控刀具硬度高、强度高、韧性高，同时具有很好的耐磨性以及耐腐蚀性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于汽车模具生产的数控刀具用材料，该材料中各组分的质量百分比为：TiC_xN_(1-x)45-55％、AlN 4-6％、Mo₂C 3-6％、WC 1- 3％、Ni 2-5％、Cu 2-4％、Zr 1-2.5％，余量为(W，Ti，Ta，Nb)C 多元复式碳化物。

优选地，该材料中各组分的质量百分比为：TiC_xN_(1-x)48％、 AlN 5％、Mo₂C 5％、WC2％、Ni 3％、Cu 2.5％、Zr 2％，余量为 (W，Ti，Ta，Nb)C多元复式碳化物。

优选地，所述多元复式碳化物中WC、TiC、TaC和NbC所占的百分比为：WC40％-TiC40％-TaC10％-NbC10％。

优选地，所述TiC_xN_(1-x)x＝0.3-0.7，且TiC_xN_(1-x)为平均晶粒度为100-200nm的纳米级原料。

本发明还提供了上述用于汽车模具生产的数控刀具用材料的制备方法，包括以下步骤：