[发明专利]一种主要成分是Al2O3为材料的刀具制造加工工艺

摘要

本发明公开了一种主要成分是Al₂O₃为材料的刀具制造加工工艺。该发明属于机械加工和热处理技术领域，该材料主要成分为Al₂O₃，添加有金属元素或者金属碳化物等，硬度高，耐磨性好，其硬度为HRA93-99，抗弯强度为0.75-0.097GPa，其高温性能和化学稳定性均优于硬质合金，因此本发明在其中加入了一定量的TiC,CuC₂等以改变刀具韧性并增加刀具的美观，同时加入金属Ni、Gr、Mn等，加强各组织的结合并且可以抑制组织的长大，从而改善了道具的抗冲击强度，在压铸成形后进行了热处理和表面处理，使得刀具的韧性和耐磨性更高，最后对刀头进行电镀和防腐处理，从而令刀具的散热性能挺高且使用寿命大大提高。

主权项

一种主要成分为Al₂O₃为材料的刀具的加工制造工艺，材料主要包括的下列元素重量百分比含量为：Al₂O₃ 75％‑80％，TiC 2.4％‑4.8％，CuC₂ 3.41％‑3.78％，Ni 2.31％‑2.78％，Gr 0.56％‑0.91％，Mn 1.51％‑1.47％，S<0.03％,P<0.025％，其它为不可避免的杂质，其特征在于：(1)热压烧结坯料，将Al₂O₃与TiC，CuC₂以及金素元素置于球磨机中球磨混合5‑6h，然后通过超声震荡混合物，混合处理40‑70分钟，采用整体铸造法铸造刀坯，即热压烧结成型法，充型速度为20‑30m/s，压力为300‑500kg/cm²条件下配料的熔融金属液压入金属铸型，在压铸过程保持温度为1700‑1900℃，压铸时间为40‑120分钟，开启动取出铸件，生产效率高，金属浪费少，工艺稳定，且金属无污染，获得铸件质量好,(2)对压铸成形的刀具坯料进行淬火+回火处理，采用分级淬火法，将刀具坯料投入温度为220‑290℃盐浴中保持适当时间后空冷，再高温回火，回火温度为530‑620℃，(3)将时效处理后的刀具进行表面渗氮，送入充满氮气与氢气的等温炉中，炉温为520‑630℃，保温40‑60分钟，后出炉空冷,之后将其置于通有氢气的炉内，加热到870‑920℃，以氢气为载体将CH₄带入反应器，将TiC，CuC₂等沉积在刀具表面，最后抛丸去除氧化皮，再进行表面磷酸处理，(4)对工件表面电镀处理，电镀液的浓度配比含量如下：硝酸铜45‑63g/L，氯化镁80‑120g/L，醋酸钾27‑55g/L，硫酸45‑60g/L，氯化铜25‑40g/L，光亮剂35‑40ml/L，电镀溶液温度控制在40‑50℃，电镀时间为30‑50分钟，对电镀后的工件进行钝化处理，对工件进行彩钝，加热时间为1‑2h，加热温度：60‑80℃，(5)将刀具放入微弧氧化工作槽中，防腐液为碳酸盐体系工作溶液，其组成成分为：碳酸氢铵25‑29g/L，碳酸钾13‑15g/L，硅酸钾10‑15g/L，氢氧化钾20‑25g/L，乙酸铵4‑8g/L，二氧化锰6‑9g/L，溶液Ph为7.5‑8.4，电流密度为100‑120A/dm²，电压为800‑900V，电源频率为1500‑1700Hz，时间为20‑300分钟，在刀具表面产生微弧氧化反应并在原位生成防腐膜层或硬质膜层。