[发明专利]一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法。其材料组分包括锌熔棒材和球形钴粉，所述锌熔棒材含有晶粒长大抑制剂，用本发明制作硬质合金分切刀具既有较好的韧性又有锋锐的刃口，在比较恶劣的生产环境下确保良好的切削效果和超强的使用寿命，锌熔棒材料，既保证了材质品质的稳定性，又能有效降低企业的制造成本，经过客户的长期使用，完全能够取代原生料制造的产品。

技术领域

本发明涉及硬质合金分切刀具用材料领域，具体是涉及一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法。

背景技术

随着工业技术的快速发展，硬质合金工具材料快速深入到工业生产的方方面面，逐步替代了原始的高速钢材料，并表现出了无可比拟的优异性能。为了迎合纸加工业刀具，传统的分切刀具材料由高速钢材料转为硬质合金材料。硬质合金主要成分是碳化钨(WC)，一般采用钴做粘接相，采用粉末冶金方法生产，具有很高的耐磨性和强度。它的高耐磨性使其使用寿命提高了10～30倍，大大的提高了生产效益，减少了浪费，降低了生产成本，得到了行业的认可。但还是有一些致命缺陷，用颗粒细的原料做，虽然耐磨性好，但韧性差；用粗的原料做，虽然强度、韧性可以，但刀口钝、切削阻力大、易产生高温，影响切削质量和刀具寿命。

钨钴是硬质合金中使用最广泛的一类，是由碳化钨和金属钴组成的硬质合金，通常抗弯强度和断裂韧性随钴含量的增加而提高，而硬度下降。针对客户所用的机床精度低、跳动大的问题，现有合金领域制备硬质合金材料的原料都采用偏粗的高钴合金(钴的含量为10％～20％)，压制成型使用橡胶方法烧结，制成的硬质合金材料的性能一般是密度D＝14左右、钴磁com＝11左右、硬度HRA＝86左右、磁力He＝10左右、强度TRS＝2800左右。由于硬质合金材料原料颗粒越粗刀口越钝、切削阻力越大、刀口易发热，影响切削质量和刀具寿命；钴含量越高硬度越低、耐磨性越差。因此由高钴合金制备的硬质合金刀口不锋利、硬度低、使用寿命短，从而导致工作过程中修刀、换刀的频率高，影响工作效率，造成大量人力物力的严重浪费。

中国专利申请(申请号201310270044.1，公开号为CN103305741A)公开了一种硬质合金、硬质合金刀杆及其制造方法。硬质合金材料选用WC80～90质量份，钴10～20质量份，碳化钽0.15～0.5质量份，碳化铬0.2～0.4质量份，碳化钒0.1～0.3质量份，成型剂选用油酸、四氢萘和乙基纤维素的混合物。WC的粒度为1.0～1.2μm。但是该方法由于采用1.0um～1.2um的细颗粒碳化钨，制备得到的硬质合金在使用时刀口容易崩裂。也有技术人员尝试用粗颗粒和细颗粒碳化钨掺配，但很容易造成碳化钨聚积，晶粒长大、夹粗的缺陷，因此现有技术中分切刀具的硬质合金材料，都是选用的4.0um～5.0um的碳化钨为主要合金原料，虽然崩口的问题得到了有效改善，但刀口不锋利、切削阻力大、硬度低、不耐磨。

中国专利申请(申请号201310485442.5，公开号CN103540823A)公开了一种硬质合金。该硬质合金包括金属碳化物粉末和金属粘结剂组成的硬质合金基体，还包括涂层，其中金属碳化物粉末选用各组分质量百分比为碳化钨40～50％、碳化铬3～8％、碳化钛5～9％、碳化钒5～10％、碳化铌2～5％、碳化钽6～11％，金属粘结剂选用钴，其质量百分比为12～18％，涂层选用金刚石CVO涂层。优选WC粒度为0.1～0.4μm，其他金属碳化物粒度为0.1～0.8um。但该方法的缺点在于生产成本非常高：一是，原料中碳化铌、碳化钽都是价格非常昂贵的稀有金属，1公斤碳化钽的价值相当于10公斤碳化钨的价值；二是，涂层技术要求高、设备贵，一台涂层设备耗资上千万，不能广泛应用于一般企业。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中硬质合金分切刀的刀口钝、耐磨性差，或者刀口锋利但韧性差，严重影响切削质量和刀具使用寿命、造成资源浪费的问题。

为了解决上述技术问题，发明人经过不断创新和改进得出本发明的技术方案，本发明公开了一种硬质合金分切刀具用材料，其组分包括锌熔棒材和球形钴粉，所述锌熔棒材含有晶粒长大抑制剂，所述锌熔棒材质量占比为95％～98％，所述球形钴粉质量占比为2％～5％。