[发明专利]一种耐磨耐高温TiSiN涂层陶瓷铣刀的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨耐高温TiSiN涂层陶瓷铣刀的制备方法，属于铣刀制备技术领域。本发明以镁粉、硼粉、铝粉按一定摩尔比混合得到混合粉末，加入丙酮后混合搅拌得到悬浮液，经球磨、装模、烧结、粉碎得到AlMgB₁₄粉末，本发明应用FAPAS烧结炉在高压、高温下烧结得到的致密块体中尖晶石杂质少，因而具有很高的硬度，其中TiB₂能提高铣刀基体材料表面的高温抗氧化性能，铣刀基体材料中粉体间的结合力提高，提高了铣刀的耐磨性能；本发明的TiSiN涂层为三元体系，即便是高温之下，各组成相具有很高强度同时两相界面具有很高的结合能，受高温影响时不会发生AlMgB₁₄粉末与TiB₂超细粉体膨胀系数不同产生裂纹渗入空气而使熔点降低，从而避免铣刀基体材料的膨胀软化。

技术领域

本发明公开了一种耐磨耐高温TiSiN涂层陶瓷铣刀的制备方法，属于铣刀制备技术领域。

背景技术

铣刀，是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。为了确保使用足够高的平均切屑厚度/每齿进给量，必须正确地确定适合于该工序的铣刀刀齿数。

铣刀大致分为以下两类：尖齿铣刀，在后刀面上磨出一条窄的刃带以形成后角，由于切削角度合理，其寿命较高。尖齿铣刀的齿背有直线、曲线和折线3种形式。直线齿背常用于细齿的精加工铣刀。曲线和折线齿背的刀齿强度较好，能承受较重的切削负荷，常用于粗齿铣刀。铲齿铣刀，其后面用铲削方法加工成阿基米德螺旋线的齿背，铣刀用钝后只须重磨前面，能保持原有齿形不变，用于制造齿轮铣刀等各种成形铣刀。

随着中国工业的进一步发展，切削加工技术向着高速、高效、干式的方向逐步迈进。高速铣削是目前高速切削应用的主要工艺，高速铣刀是实现高速铣削加工的重要技术之一。高速切削加工技术集高效、优质和低耗于一身，不仅切削效率高，而且表面加工质量好、单位切削力小，但对刀具材料的耐磨性能和红硬性能要求也提出了更高的要求。现最普遍使用的硬质合金刀具的磨损及高温软化问题在高速铣削过程中却难以避免。这严重制约了刀具使用寿命和工作效率，更影响工件表面质量。因此，如何降低刀具磨损及高温软化问题显得尤为重要。

因此，发明一种耐磨性能好、耐高温性能好的TiSiN涂层陶瓷铣刀对铣刀制备技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对铣刀在高速磨削时刀口易产生磨损而崩边以及高速磨削时产生的高温会使铣刀软化的缺陷，提供了一种耐磨耐高温TiSiN涂层陶瓷铣刀的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种耐磨耐高温TiSiN涂层陶瓷铣刀的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将镁粉、硼粉、铝粉混合得到200～230g混合无机粉末，向混合无机粉末中，加入300～350mL丙酮，用磁力搅拌器搅拌混合得到悬浮液，将悬浮液置于行星球磨机中向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨，得到球磨粉体；

（2）将球磨粉体装入模具中，将模具放入FAPAS烧结炉中，对FAPAS烧结炉通入氩气，预先升压，启动电源，加热升温，继续升压，保温烧结，得到AlMgB₁₄块体；将AlMgB₁₄块体置于粉碎机中粉碎，得到AlMgB₁₄粉末；

（3）将AlMgB₁₄粉末与TiB₂超细粉体放入手套箱中混合后，转移至行星球磨机向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨后，装入垫有石墨纸的石墨模具中，将石墨模具置于压力机中压制，得到致密块体；

（4）将致密块体放入FAPAS烧结炉中，对FAPAS烧结炉预先升压后，升温，保温烧结，再升温，保温烧结，降温，关闭电源，自然冷却至室温，出料，得到铣刀基体材料；