[其他]涂层刀片用硬质合金基体材料

说明书

本发明所属技术领域：粉末冶金材料。

本发明内容说明：

为了提高硬质合金刀片的抗磨损性能和抗崩刃能力，以便获得使用寿命长，加工效率高的金属切削刀具，人们用气相沉积法在硬质合金刀片表面上沉积上TiC、TiN、Al₂O₃、Ti（CN）等单涂层或多涂层，使刀片的抗磨损性能和抗崩刃能力大幅度提高，从而可使刀具使用寿命提高1～5倍。用公用公知的YT14硬质合金材料或者YT5硬质合金材料作为涂层刀片的基体，经过气相沉积获得2-8微米厚的涂层后，虽然抗磨损性能较好，但是涂层与硬质合金基体间的过渡结合层因贫碳而使该基体强度下降15～25%，使刀具抗崩刃能力大幅度下降。这样既不能发挥涂层的抗磨损性能和抗崩刃能力，反而给使用刀具厂家带来很大经济损失。针对上述缺点，发展了一种能克服上述缺点，又具有足够强度、抗磨损性能和抗崩刃能力好的涂层刀片用硬质合金基体材料。

本发明的技术要点是：用总碳量为5.85～6.00%的碳化钨粉末（WC粉末）;粉末的弗氏平均粒度值为1.8～3.5微米。加上碳化钽粉末（TaC粉末）、碳化铌粉末（NbC粉末）、碳化钛粉末（TiC粉末）、二氧化钛粉（TiO2粉）和碳黑（C）制成复式碳化物固溶体。然后，再加上碳化钨粉和鈷粉制成混合料。经过压制成型及真空烧结，而制成重量百分比为：TiC-1.2～10.0%、TaC-2.0～5.0%、NbC-1.0～5.0%、Co-5.0～10.0%、Cr₃C₂-0.25～0.45%，其余为WC和不可避免的微量杂质组成的涂层刀片用硬质合金基体材料。

本发明的涂层刀片用硬质合金基体材料采用如下方法制成：

1.制造复式碳化物固溶体的主要工艺参数

①    炉配料比：

复式碳化物固溶体按下列重量百分比配制（范围）

TiO₂-30～35%

碳黑-12～18%

TiC-3～8%

TaC-5～15%

NbC-6～12%

WC-其余

②    压团：

按上述百分比配制的炉料，经过滚筒混合均匀，然后装入模具内，以200公斤/厘米²的压力，压制成团。

③    复式碳化物固溶体的合成：

将压制成团的炉料，置于真空度为2～3×10^-1毫米汞柱真空炉内加热到1750～1800℃，保温2小时，随后降温制成。

④    破碎固溶体，并用120目筛子过筛。

2.混合料配制

混合料由固溶体粉、碳化钨粉和鈷粉组成，按照确定的成份比例配制混合料。按规定的球磨规范将混合料球磨后，置于60～80℃真空干燥箱内干燥。其后将4%浓度的丁钠橡胶汽油溶液，按混合料比丁钠橡胶汽油溶液等于5比1的比例，加入混合料中，进行渗胶。混合料渗胶后，经过搅拌过筛，压制成所需形状的刀片。

3.真空烧结

将压制成型的刀片置于真空度为2.2×10^-1～1×10^-1毫米汞柱真空炉内加热到1460～1480℃保温45～60分钟，然后在炉内冷却。

本发明的涂层刀片用硬质合金基体材料的抗弯强度达到190公斤/毫米²以上，硬度达到HRA91以上，孔隙度小于0.2%，合金的金相组织为双晶粒碳化钨和复式碳化物固溶体组成。在其上沉积上单层或复合多层涂层后，使刀具具有良好的抗磨损性能和抗崩刃能力。

实施例1

用本发明材料作基体的涂层梳刀与西德Hertel    CM3牌号的涂层梳刀进行切削对比。试验的条件和结果列于下表1。

实施例2

用本发明材料作基体的螺纹车刀与宝鸡石油机械厂自制的YT15焊接车刀进行切削对比，试验的条件和结果列于表2。

实施例3

用本发明材料作基体的涂层可转位刀片与瑞典可洛满GCO15涂层刀片和以YT14为基体的涂层刀片进行切削对比，试验的结果和条件列于下表3。

实施例4

用本发明材料作基体的涂层梳刀与鞍钢无缝钢管厂自制的660牌号梳刀进行切削对比，试验的结果和条件列于下表4。

实施例5