一种梯度复合刀具材料及制备方法技术

一种梯度复合刀具材料，依次由基体层、连接层、第一过渡层、第二过渡层和外耐磨层组成，基体层为WC‑Co，连接层、第一过渡层、第二过渡层以及外耐磨层均为WC‑Co与A1

Gradient composite cutting tool material and preparation method thereof

A gradient composite tool material, composed of a base layer, a connecting layer, the first layer, second transition layer and outer wear layer, base layer for WC Co, connection layer, the first layer, transition layer and wear-resisting layer second are WC Co and A1

【技术实现步骤摘要】
一种梯度复合刀具材料及制备方法
本专利技术属于刀具材料及加工的
，具体涉及一种梯度复合刀具材料及制备方法。
技术介绍
在机加工过程中,刀具作为切削过程主要的直接执行者,在工件的切削加工过程中不可避免地存在磨损、破损甚至断裂等现象,特别是在高速切削中,刀具的磨损尤为严重；出现磨损现象后,刀具的寿命会急剧下降,所加工的工件表面粗糙度上升,易导致工件的尺寸超出设计公差,虽然及时换刀具可以一定程度上解决工件精度不足的问题,但对于加工航空航天、新型模具等加工难度比较高的器具,特别涉及到有国防要求的大型零件或精密零件,过频的换刀会增大零件的重复定位误差,达不到设计要求。切削刀具表面涂层技术是近几十年来适应市场需求发展起来的材料表面改性技术。采用涂层技术可以有效提高切削刀具的使用寿命，使刀具获得优良的综合性能，从而大幅度提高机械加工效率。因此，业内人士把涂层技术、刀具材料、切削加工工艺称为切削刀具制造领域的三大关键技术。尽管CVD涂层具有很好的耐磨性，但CVD工艺亦有其先天缺陷：一是工艺处理温度高，易造成刀具材料抗弯强度下降；二是薄膜内部呈拉应力状态，易导致刀具使用时产生微裂纹；三是CVD工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯度复合刀具材料，其特征在于：该材料依次由经烧结而成的基体层、连接层、第一过渡层、第二过渡层和外耐磨层组成，从外耐磨层到基体层，每一层占材料总质量的质量分数分别为15%、12.5%、10%、7.5%和55%，基体层为WC‑Co，连接层、第一过渡层、第二过渡层以及外耐磨层均为WC‑Co与A1

【技术特征摘要】
1.一种梯度复合刀具材料，其特征在于：该材料依次由经烧结而成的基体层、连接层、第一过渡层、第二过渡层和外耐磨层组成，从外耐磨层到基体层，每一层占材料总质量的质量分数分别为15%、12.5%、10%、7.5%和55%，基体层为WC-Co，连接层、第一过渡层、第二过渡层以及外耐磨层均为WC-Co与A12O3-Co的混合粉体，并且从连接层到外耐磨层，WC-Co的质量分数呈梯度减少。2.一种制备如权利要求1所述的梯度复合刀具材料的方法，其特征在于：通过化学镀在WC和A12O3两种粉体表面包覆金属Co，得到WC-Co和A12O3-Co两种粉体，并以WC-Co作为基体层，WC-Co和A12O3-Co的混合粉体以不同混合比例分别作为连接层、第一过渡层、第二过渡层和外耐磨层，按照基体层、连接层、第一过渡层、第二过渡层和外耐磨层的顺序，依次装填在石墨模具内后，于真空条件下均匀加压进行放电等离子烧结，然后断电自然冷却至室温，即得到梯度复合刀具材料；所述化学镀所用的镀液中主盐为15~40g/l的硫酸钴、络合剂为50g/l的柠檬酸三钠、还原剂为20~60g/l的次亚磷酸钠、缓冲剂为25g/l硼酸，配制镀液的方法为：（1）用去离子水溶解硫酸钴，得到溶液a；（2）用去离子水溶解柠檬酸三钠，得到澄清溶液b；（3）将溶液a加入溶液b中，搅拌混合溶液，得到主盐络合溶液c；（4）常温下，用去离子水溶解次亚磷酸钠，搅拌均匀，得到溶液d；（5）将溶液d加入主盐络合溶液c中，边加边搅拌，得到溶液e；（6）用去离子水溶解硼酸，搅拌均匀，得到澄清溶液f；（7）将溶液f加入溶液e中，边加边搅拌，得到镀液；（8）用氢氧化钠调整镀液的PH值为8~11，然后加去离子水定容；连接层、第一过渡层、第二过渡层和外耐磨层中，每一层WC-Co和A12O3-Co的混合粉体的配制方法为：按照WC-Co和A12O3-Co在所在层中的质量分数，分别取经化学镀处理的WC-Co粉体和A12O3-Co粉体，倒入装有去离子水的容器中，混匀得到混合物Ⅰ，去离子水的质量为WC-Co粉体和A12O3-Co粉体总质量的7~8倍；对混合物Ⅰ进行超声搅拌，保持混合物Ⅰ的温度为105℃；超声搅拌35min后，按照聚乙二醇和混合物Ⅰ的质量比为1:80，取聚乙二醇加入到混合物Ⅰ中，继续超声搅拌，得到混合物Ⅱ；将所得混合物Ⅱ真空干燥后过筛，得到WC-Co和A12O3-Co的混合粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，王红，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41