[发明专利]一种钛基合金刀具材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钛基合金刀具材料及其制备方法，将称量好的Mo₂C，Ni，Fe，TiC和WC加入到球磨罐中，同时向球磨罐中倒入球磨介质，在球磨介质的作用下进行湿法球磨混合，待混合料球磨混合后依次干燥、过筛，过筛后的混合料中加入成型剂，采用液压压制机压制成生胚，将生胚真空烧结即可。本发明通过Ti部分取代W，Fe取代Co，有效降低了成本，节约了战略物资。并且，本发明中将Mo₂C与Ni有效组合，提高了材料的强度和耐磨性，并且材料的寿命大大延长，材料的硬度和强度都达到了使用要求。

技术领域

本发明涉及硬质合金刀具材料技术领域，具体涉及一种钛基合金刀具材料及其制备方法。

背景技术

随着航空航天工业、兵器工业、电子工业及现代机械工业的发展，对产品零部件材料的性能提出了更高的要求。因而在现代工程材料中出现了许多难加工材料，如：超高强度钢、高温合金、钛合金、冷硬铸铁等。对这些材料进行切削加工，难度较大，因为这些材料的硬度高、强度高、塑性低和脆性高、导热性低、有微观的硬质点或硬夹杂物以及化学性能过于活泼。另一方面，由于制造技术对精度、效率和环保等方面的追求，使高速切削、硬切削、干切削在近些年获得快速发展，从而也对切削刀具提出了越来越高的要求。钛基合金刀具具有良好的高温红硬性、耐磨性、热稳定性、抗氧化性等性能，使其作为刀具材料在高端装备制造领域的精、半精加工中有着不可或缺的作用。

目前，钛基合金材料的粘结相主要为Co/Ni基的粘结相，由于我国Co资源较为贫乏，且Co作为一种战略物资，近年来市场价格持续上扬。企业迫切需要一种新型的粘结相来部分或全部替代Co/Ni基的粘结相，以降低生产的成本。由于Fe资源丰富，无毒无害，且可以通过热处理强化，因此，Fe基粘结相是钛基合金材料未来发展的一个重要方向。然而，Fe基粘结相仍然存在较多的问题有待突破,如强度偏低、硬度偏低、后续加工难等，达不到切削刀具的性能要求。

发明内容

针对解决现有Fe基粘结相所存在的强度偏低、硬度偏低、后续加工难等问题，本发明提供一种钛基合金刀具材料及其制备方法。

本发明的目的将通过以下技术方案实现：一种钛基合金刀具材料，包括Mo₂C，Ni，Fe，TiC和WC，通过Mo₂C，Ni，Fe，TiC和WC混合后真空烧结而成。

优选的，所述的一种钛基合金刀具材料，以质量分数计，所述Mo₂C为5～15％，Ni为15～25％，Fe为6～16％，TiC为42～52％，WC为7～17％。

优选的，所述的一种钛基合金刀具材料，以质量分数计，所述Mo₂C为10％，Ni为20％，Fe为11％，TiC为47％，WC为12％。

一种钛基合金刀具材料的制备方法，将称量好的Mo₂C，Ni，Fe，TiC和WC加入到球磨罐中，同时向球磨罐中倒入球磨介质，在球磨介质的作用下进行湿法球磨混合，待混合料球磨混合后依次干燥、过筛，过筛后的混合料中加入成型剂，采用液压压制机压制成生胚，将生胚真空烧结即可。

优选的，所述的一种钛基合金刀具材料的制备方法，所述球磨的球料比为5：1，球磨时的球磨介质为无水乙醇，无水乙醇加入后球磨24小时。

优选的，所述的一种钛基合金刀具材料的制备方法，所述球磨混合完成后，采用蒸汽对球磨混合后的混合料进行干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为6小时。

优选的，所述的一种钛基合金刀具材料的制备方法，所述成型剂为聚乙二醇，每千克的混合料中加入90mL的聚乙二醇。

优选的，所述的一种钛基合金刀具材料的制备方法，所述液压压制机的压力为80KN，液压压制机在80KN的压力作用下将混合料压制成生坯。