[发明专利]一种硬质合金钢复合刀具的制造方法在审

专利信息
申请号: 201910657194.5 申请日: 2019-07-19
公开(公告)号: CN110315159A 公开(公告)日: 2019-10-11
发明(设计)人: 孙湛;张丽霞;冯吉才;耿慧远 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: B23K1/008 分类号: B23K1/008;B23K1/20;B23K35/14;B23K35/16;B23K35/36;B23K35/30
代理公司: 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 代理人: 岳泉清
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 硬质合金 复合刀具 硬质合金钢 待焊面 钎料 连接板 石墨烯 钎焊 制备 制造 网状碳纳米管 低膨胀系数 残余应力 钎料箔片 硬度降低 碳纳米 箔片 刀板 叠放 钢制 管片 溶解
【说明书】:

一种硬质合金钢复合刀具的制造方法,涉及一种复合刀具的制造方法。目的是解决硬质合金钢复合刀具制备时接头残余应力高和硬质合金的硬度降低的问题。方法:向硬质合金待焊面上的转移石墨烯,然后在硬质合金待焊面和钢制刀板待焊面中间放置钎料连接板,然后进行钎焊,钎料连接板由数层BNi2钎料箔片、1层网状碳纳米管片和1层Cu箔片叠放构成。本发明在硬质合金待焊面转移石墨烯,在钎焊时能够抑制硬质合金向钎料中的溶解,避免了硬质合金硬度下降。添加具有低膨胀系数的网状碳纳米管解决了硬质合金侧应力大的问题。本发明适用于制备硬质合金钢复合刀具。

技术领域

本发明涉及一种复合刀具的制造方法。

背景技术

切削加工是木材加工工业生产中最重要的工艺之一,随着加工技术不断进步,工件原料的不断多样化以及加工设备自动化程度的不断提高,对切削刀具工艺性能的要求也越来越高。作为木材加工产业大国,开发先进木工切削刀具制作方法,改善刀具工艺性能,对增加木材加工产业科技含量,提升产业核心竞争力具有重要意义。

硬质合金是由硬度极高的难熔金属碳化物如WC(碳化钨)等,以Co作为粘结剂烧结制成的粉末冶金制品,其硬度高,耐磨性好,且具有良好的高温塑性,能耐高达800-1000℃的切削温度,目前已成为制备木工切削刀具的主要材料。但硬质合金价格较高,且抗弯强度和抗冲击韧性均较差,为节约成本,提高刀具使用性能,多采用焊接方法以钢材作为基本制备复合结构产品。

专利CN1439482A公开了一种长薄条形硬质合金木工刀具的焊接方法,该方法采用高频钎焊连接硬质合金刀条及钢制刀板,但由于硬质合金与钢线膨胀系数差异较大,因此焊后接头残余应力集中较为严重,工作过程中接头易于发生开裂;该方法选择了使用温度较低而价格较高的银基钎料及黄铜钎料,从而限制了焊后刀具的工作温度,增加了生产成本;硬质合金中含有一定量的Co,Co与钎料均为金属且与钎料中的Ni相容性较好,因而容易发生互扩散,最终导致硬质合金在连接过程在中向钎料内部溶解严重,继而导致的硬质合金的硬度降低的问题。如专利CN201310031689.X,专利CN201310031689.X公开了采用一种由多层BNi2钎料箔片、铜箔片、多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板实现了硬质合金与钢的连接,但该方法存在两方面缺陷,首先是BNi2钎料与硬质合金界面扩散问题严重,直接连接易导致硬质合金溶解剧烈,最终导致硬质合金硬度降低。其次BNi2钎料与硬质合金间热膨胀系数差异较大,BNi2的热膨胀系数远高于硬质合金的热膨胀系数,导致硬质合金侧在焊后产生较大残余压应力。

专利CN201811101772.9通过墨烯海绵与AgCuTi钎料发生原位反应生成在钎缝中均匀分布的TiC相,由于TiC相具有较低的线膨胀系数和较好的塑性变形能力,故能对钎缝的热膨胀系数进行调节,细化并增强钎缝基体组织,同时可以通过塑性变形缓解接头残余应力。区别点是:本发明数层的石墨烯是转移到硬质合金待焊面上的且与硬质合金待焊面平行,目的是抑制硬质合金向钎料中的过度溶解;而专利CN201811101772.9是海绵状的石墨烯,置于两层钎料之间而不是钎料与焊接对象之间,因此无法抑制硬质合金向钎料中的溶解。专利CN201811101772.9目的仅是与钎料复合并反应降低钎缝中Ti元素的含量、最终达到抑制钎缝中脆性化合物生成,该专利无法解决硬质合金等母材元素向钎缝中溶解的问题。

专利CN201510980623.4利用氧化石墨烯的还原法成功制备了石墨烯/铝基钎料,从而实现了石墨烯对铝基钎料的增强效果。专利CN201510980623.4的目的是通过添加石墨烯,增强铝基钎料的综合性能,本发明转移石墨烯的目的是抑制硬质合金向钎缝中的溶解,因此目的不同。专利CN201510980623.4无法解决硬质合金等母材元素向钎缝中溶解的问题。

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