[发明专利]一种刀具用高耐磨合金材料及其制备方法

摘要

一种刀具用高耐磨合金材料及其制备方法，该合金材料的原料由基料、晶粒细化剂和增强剂组成，其中，基料由纳米碳化钛、纳米氮化钛、碳化钨、碳化铌、铜粉和钴粉，晶粒细化剂由碳化铬、硼化锆、氧化铈、碳化钼和氮化镁组成，增强剂为纳米晶勃姆石、氮化锰和氮化铝混合而成。本发明制备的合金材料的硬度最高可达到HRA112.7，抗弯强度最高可达3017N/mm²，具有良好的耐磨损性能，从而可以有效的延长所加工刀具的寿命以及提高刀具的切削效率。

主权项

1.一种刀具用高耐磨合金材料，该合金材料的原料由基料、基料重量6‑8%的晶粒细化剂和基料重量4‑5%的增强剂组成，其中，按照重量比，基料由55‑60份的纳米碳化钛、8‑12份的纳米氮化钛、12‑14份的碳化钨、7‑9份的碳化铌、5‑7份铜粉和3‑5份钴粉，晶粒细化剂由5‑7份的碳化铬、4‑5份的硼化锆、2‑3份的氧化铈、1‑2份碳化钼、1‑2份的碳化铍和1‑2份的氮化镁组成，增强剂为12‑16份的纳米晶勃姆石、4‑6份的氮化锰、0.5‑1份的纳米碳化硅和2‑3份的氮化铝混合而成；上述刀具用高耐磨合金材料的制备方法，包括以下步骤：1）按照上述的比例分别称取各材料混合磨粉，并在氢气氛围中还原得到贫碳合金粉末，再将贫碳合金粉末压制成型后真空烧结，从而得到预烧结基体；2）对得到的预烧结基体在氢气氛围中，在1480‑1500℃进行渗碳处理110分钟，得到渗碳后的硬质合金材料；3）将渗碳后的硬质合金材料放入模具中进行烧结，从而得到产品；其特征在于：在将渗碳后的硬质合金材料放入模具中烧结之前，预先在模具的内壁涂覆一层保护涂料，该保护涂料由有机基体、有机基体重量5‑7%的钛白粉以及有机基体重量12‑16%的添加剂混合而成，其中，添加剂为石墨、碳化硅粉和硼化锆以1:5:10的重量比混合而成，有机基体为氯磺化聚乙烯、聚氧丙基甘油醚、醋酸乙酯、羧甲基纤维素、正丁醇和吐温‑80以8: 6:35:4:12:7的重量比混合而成；所述烧结为多段式烧结，具体步骤如下：a）在300MPa的压力下，以40℃/min 的升温速率升至150℃，并在该温度下保温30min；b）保持该压力，以40℃/min 的升温速率升至400℃，并在该温度下保温30min；c）将压力增至500MPa，以110℃/min 的升温速率升至800℃，并在该温度下保温90min；d）将烧结压力调至280MPa，以40℃/min 的升温速率升至1100℃，并在该温度下烧结5min；e）以50℃/min的冷却速率降温至300℃，然后随炉冷却至室温即完成烧结。