[发明专利]一种切削刀具用铜基复合材料、制备方法及其应用

说明书

一种切削刀具用铜基复合材料、制备方法及应用，其中，切削刀具用铜基复合材料由中间铜层和难熔金属层交替叠置形成叠层结构，叠层结构的最外层为难熔金属层，中间铜层的数量为1‑9片，难熔金属层的数量为2‑10片。方法包括：中间铜层和难熔金属层的磨削及光亮化处理；将中间铜层和难熔金属层交替叠置进行扩散焊接复合，得到复合层，其中，复合层的最外层为难熔金属层；将复合层进行多道热压、冷压减薄，得到铜基复合材料；锤锻铜基复合材料的端部，以形成锥状刀尖。还涉及切削刀具用铜基复合材料在机械切削用刀具中的应用。本发明的切削刀具用铜基复合材料具有优异的自散热性能及良好的抗冲击性能，发掘了新的机械加工用途。

技术领域

本发明涉及械切削刀具材料技术领域，且特别涉及一种切削刀具用铜基复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

在机械制造业中，要使用切削刀具将金属切削加工成各种机械零件，这些切削刀具通常由高速钢材料制成。由于切削刀具表面与金属切屑之间的强烈摩擦和金属的强烈变形，会产生了大量的热，因此刀具不仅要耐受各种冲击、振动，还要承受高温高压，这将降低切削刀具的硬度和使用寿命，进而影响加工对象的精度。

难熔金属材料及其复合材料具有难熔金属的高硬度、高强度、低膨胀系数，适合高速车削常规刀具难加工的高硅铝合金，适合高速车削高硬度的黑色金属等。公开号CN102941441A一种高结合强度高精度铜-钼-铜叠层复合材料制备方法以及公开号CN103264261A一种多叠层钼-铜复合材料的制备方法的专利，均采用先扩散焊接后轧制增强及减薄的工艺将将铜材料与钼材料复合获取高导热和优异韧性，但它仅制备的钼-铜叠层复合材料，为了保证其良好的导热散热能力其复合材料的最外层为铜，因铜的低硬度而不合适将此材料应用于切削刀具上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种切削刀具用铜基复合材料，此复合材料具有优异的自散热性能及良好抗冲击性能。

本发明的另一目的在于提供一种切削刀具用铜基复合材料的制备方法，适用范围广，易于生产制造。

本发明的又一目的在于提供一种切削刀具用铜基复合材料在机械切削用刀具中的用途。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种切削刀具用铜基复合材料，其为由中间铜层和难熔金属层交替叠置形成叠层结构，所述叠层结构的最外层为难熔金属层，其中，所述中间铜层的数量为1-9片，所述难熔金属层的数量为2-10片。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述中间铜层选自紫铜、无氧铜、脱氧铜、特种铜中的至少一种。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述难熔金属层选自金属钨、钼、坦及其合金中的一种或多种。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述中间铜层和所述难熔金属层的厚度之比为0.1～1.0:1。

本发明实施例还提供了一种如上所述的切削刀具用铜基复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

S1，中间铜层和难熔金属层的磨削及光亮化处理；

S2，将所述中间铜层和难熔金属层交替叠置进行扩散焊接复合，得到复合层，其中，所述复合层的最外层为难熔金属层；

S3，将所述复合层进行多道热压、冷压减薄，得到铜基复合材料；

S4，锤锻所述铜基复合材料的端部，以形成锥状刀尖。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所述步骤S2具体包括：

将所述中间铜层和难熔金属层交替叠置，在8～30MPa的压力、850～1000℃的温度下进行扩散焊接，保温时间为20～60min，扩散焊接炉内气氛选自真空、氢气或者惰性气体。