一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法，包括配料、湿磨、干燥制粒或真空干燥制粉、压制、烧结、淬火、深冷和检测的工序，其中配料的Fe‑Ni‑Co为粘结相，配料中加入Tic:5.0％～10％，上述配料经过淬火和深冷工序能够得到改善的硬质合金的抗疲劳性能和韧性，提高硬质合金的硬度，提高产品使用寿命，在满足使用性能的同时可以有效的降低生产成本；本发明专利技术还公开了一种压制专用石墨舟皿，可以有效减少应力变形和提高堆叠效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法，具体是涉及一种用于瓦楞纸分切生产行业的新型硬质合金刀具。
技术介绍
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。硬质合金属于复合材料，主要由硬质相和粘结相组成，其中，硬质相赋予材料硬度和耐磨性，而基体粘结相赋予材料一定的塑韧性和强度。能作为硬质合金粘结相的金属，不仅需要对硬质相具有良好的润湿性，还要对硬质相具有一定的固溶度，铁族元素Fe、Ni和Co满足以上条件。但是，现有硬质合金的抗疲劳性能和韧性不够高；因为现今钴资源有限且钴的市场价格较高，从而使硬质合金生产成本高居不下，同时提高了硬质合金的成本；现有硬质合金均以Co为粘结剂；原料干燥前应该充分混合均匀；现有硬质合金石墨舟皿存在应力变形和堆叠效果不明显的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种抗疲劳性能和韧性较高的硬质合金材料，同时提高现有硬质合金的硬度、提高产品的使用寿命。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法，包括以下步骤：步骤一，配料：将Fe、Co、Ni、Tic和WC加入湿磨机进行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制备而成：Fe:5％～30％，Co:5～20％，Ni:0.5～5％，TiC:3～15％，余量:WC；；步骤二，湿磨：将步骤一配制好的原料、湿磨介质和成型剂一同加入湿磨机中混合均匀，湿磨时间为24h～28h；步骤三，干燥制粒：将湿磨好的混合料在喷雾干燥塔内进行混合料干燥制粒；步骤四，压制:将干燥制粒好的混合料经压力机压制成型，压力值为：0.3MPa～1.0MPa；步骤五，烧结:将压制成型的毛坯用石墨材质舟皿装好放入真空烧结炉中，经1360℃～1420℃的高温烧结，制成新型硬质合金材料；步骤六，焠火:将烧结好的硬质合金材料放入淬火炉中进行淬火处理，温度900℃～1100℃，保温15min～20min，之后放入淬火专用油内极速冷却，冷却时间为1min～2min；步骤七，深冷:步骤六淬火处理后的材料放入深冷炉内进行深冷处理，深冷温度为-160℃～-190℃，深冷时间为:12h～24h；进一步的，所述步骤一中Fe粉的粒度为0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co为粘结相。进一步的，所述步骤二中湿磨介质为≥95％的无水乙醇，无水乙醇的加入比例为：330ml酒精/kg原料；成型剂为:PEG，加入比例为2％～3％。进一步的，所述步骤三中喷雾干燥塔顶进口温度为：180℃～230℃，塔底出口温度为：90℃～100℃，干燥塔内部压力为：1.6kpa～2.0kpa。进一步的，所述步骤三中喷雾干燥塔还可以是真空干燥机，其真空度≥0.95MPa，干燥时间为8h～12h；混合料经过真空干燥机干燥后制粉，制粉是用40目～80目的筛网过筛制粉。进一步的，所述步骤六中淬火专用油为ZZ-1型淬火专用油。本专利技术还公开了一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法中步骤四压制过程的专用石墨舟皿，包括盘底、外檐、均匀分布在外檐上表面的孔、均匀分布在外檐下表面的筋板和设置在筋板下表面的圆柱，所述圆柱适配于孔，所述孔与圆柱的数量和规则均相同，所述筋板均由外檐侧面延伸到底盘中心线并重合。进一步的，所述孔与圆柱的数量均为3个。进一步的，所述筋板的高度为5mm～8mm；所述孔的深度为3mm或4mm；所述圆柱的高度为3mm或4mm。与现有技术相比，本专利技术可以获得以下技术效果：(1)本专利技术中TiC的加入是为了提高合金的硬度，从而提高产品的使用寿命。(2)本专利技术中湿磨可以将各组分原料充分的混合均匀。(3)本专利技术中复合粘结相Fe-Ni-Co可有效的改善合金的抗疲劳性能和韧性，在满足使用性能的同时可以有效的降低生产成本。(4)本专利技术中混合料干燥速度快，料液经雾化后表面积大大增加，在热风气流中，瞬间就可蒸发95％-98％的水份，完成干燥时间仅需数秒钟，物料具有良好的均匀度和流动性，产品纯度高，质量好；生产过程简化，操作控制方便。(5)本专利技术中专用石墨舟皿的所述筋板均由外檐侧面延伸到底盘中心线并重合，降低了石墨舟皿存在应力变形的可能。(6)本专利技术中专用石墨舟皿的孔和圆柱的结构能够保障石墨舟皿的堆叠效果好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术流程示意图。图2是本专利技术专用石墨舟皿的立体示意图。图3是本专利技术专用石墨舟皿另一角度的立体示意图。其中：1.盘底，2.外檐，3.圆柱，4.筋板，5.孔。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。实施例一如图1所示，一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法，包括以下步骤：步骤一，配料：将Fe、Co、Ni、Tic和WC加入湿磨机进行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制备而成：Fe:18％、Co:8.0％、Ni:4.0％、Tic:8.0％，余量为WC；步骤二，湿磨：将步骤一配制好的原料、湿磨介质和成型剂一同加入湿磨机中混合均匀，湿磨时间为24h～28h；步骤三，干燥制粒：将湿磨好的混合料在喷雾干燥塔内进行混合料干燥制粒；步骤四，压制:将干燥制粒好的混合料经压力机压制成型，压力值为：0.3MPa～1.0MPa；步骤五，烧结:将压制成型的毛坯用石墨材质舟皿装好放入真空烧结炉中，经1360℃～1420℃的高温烧结，制成新型硬质合金材料；步骤六，焠火:将烧结好的硬质合金材料放入淬火炉中进行淬火处理，温度900℃～1100℃，保温15min～20min，之后放入淬火专用油内极速冷却，冷却时间为1min～2min；步骤七，深冷:步骤六淬火处理后的材料放入深冷炉内进行深冷处理，深冷温度为-160℃～-190℃，深冷时间为:12h～24h；步骤八，检测。其中：所述步骤一中Fe粉的粒度为0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co为粘结相。所述步骤二中湿磨介质为≥95％的无水乙醇，无水乙醇的加入比例为：330ml酒精/kg原料；成型剂为:PEG，加入比例为2％～3％。所述步骤三中喷雾干燥塔顶进口温度为：180℃～230℃，塔底出口温度为：90℃～100℃，干燥塔内部压力为：1.6kpa～2.0kpa。所述步骤六中淬火专用油为ZZ-1型淬火专用油。经检测得出硬质合金分切刀具材料的密度D＝11.25g/cm2，洛氏硬度HRA＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，配料：将Fe、Co、Ni、Tic和WC加入湿磨机进行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制备而成：Fe:5％～30％，Co:5～20％，Ni:0.5～5％，TiC:3～15％，余量:WC；步骤二，湿磨：将步骤一配制好的原料、湿磨介质和成型剂一同加入湿磨机中混合均匀，湿磨时间为24h～28h；步骤三，干燥制粒：将湿磨好的混合料在喷雾干燥塔内进行混合料干燥制粒；步骤四，压制:将干燥制粒好的混合料经压力机压制成型，压力值为：0.3MPa～1.0MPa；步骤五，烧结:将压制成型的毛坯用石墨材质舟皿装好放入真空烧结炉中，经1360℃～1420℃的高温烧结，制成新型硬质合金材料；步骤六，焠火:将烧结好的硬质合金材料放入淬火炉中进行淬火处理，温度900℃～1100℃，保温15min～20min，之后放入淬火专用油内极速冷却，冷却时间为1min～2min；步骤七，深冷:步骤六淬火处理后的材料放入深冷炉内进行深冷处理，深冷温度为‑160℃～‑190℃，深冷时间为:12h～24h。

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，配料：将Fe、Co、Ni、Tic和WC加入湿磨机进行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制备而成：Fe:5％～30％，Co:5～20％，Ni:0.5～5％，TiC:3～15％，余量:WC；步骤二，湿磨：将步骤一配制好的原料、湿磨介质和成型剂一同加入湿磨机中混合均匀，湿磨时间为24h～28h；步骤三，干燥制粒：将湿磨好的混合料在喷雾干燥塔内进行混合料干燥制粒；步骤四，压制:将干燥制粒好的混合料经压力机压制成型，压力值为：0.3MPa～1.0MPa；步骤五，烧结:将压制成型的毛坯用石墨材质舟皿装好放入真空烧结炉中，经1360℃～1420℃的高温烧结，制成新型硬质合金材料；步骤六，焠火:将烧结好的硬质合金材料放入淬火炉中进行淬火处理，温度900℃～1100℃，保温15min～20min，之后放入淬火专用油内极速冷却，冷却时间为1min～2min；步骤七，深冷:步骤六淬火处理后的材料放入深冷炉内进行深冷处理，深冷温度为-160℃～-190℃，深冷时间为:12h～24h。2.根据权利要求1所述的一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤一中Fe粉的粒度为0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co为粘结相。3.根据权利要求1所述的一种硬质合金分切刀具用材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤二中湿磨介质为≥95％的无水乙醇，无水乙醇的加入比例为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，吴辰，杨飞，李光明，
申请(专利权)人：技锋精密刀具马鞍山有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34