一种制备刀具用钛合金及刀具的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制备刀具用钛合金，按质量百分比由以下组分组成：不锈钢粉：30‑45％、碳化钒：1.5‑2.5％、碳化钼：1.0‑1.5％、碳化铋：0.08‑0.12％、碳化锡0.05‑0.75％、碳化钽：0.09‑0.45％、碳化铌：0.1‑0.5％、碳化钕：0.1‑0.55％、余量为钛粉，上述组分质量百分比之和为100％；刀具的制备方法为：将称取的原料球磨、混粉后过筛网铸造、涂覆二硼化钛膜，得到成品刀具。本发明专利技术的钛合金中增加了钼、铋、铋、钽、铌等元素，提高了合金的强度、耐蚀性、耐热性等性能；增加了钕，提高了合金的耐高温和耐腐蚀性；在刀具的外表涂覆二硼化钛膜，使刀具耐磨，使用寿命更长。

【技术实现步骤摘要】
一种制备刀具用钛合金及刀具的制备方法
本专利技术属于刀具制备
，涉及一种制备刀具用钛合金，本专利技术还涉及一种钛合金刀具的制备方法。
技术介绍
刀具是生活、生产和工业中必不可少的一种工具，目前市场上的刀具大部分都是高速钢、硬质合金或陶瓷等制备的，高速钢具良好韧性和成形性，但是耐磨性和耐热性较差；硬质合金的硬度较高，但是耐磨性和强韧性不佳；陶瓷制品的硬度较高，但是脆性大、承受冲击载荷性能比较差。因此，现有的刀具制备材料已不能满足日益发展的生活、生产和工业需求，研发一种兼顾强度、韧性、硬度、耐磨性等多方面性能的新型刀具材料，无论对于生活、生产、工业都具有比较重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备刀具用钛合金，解决了现有技术中存在的刀具强度、硬度、韧性、耐热和耐磨性不能兼顾的问题。本专利技术的另外一个目的是提供一种钛合金刀具的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种制备刀具用钛合金，按质量百分比由以下组分组成：不锈钢粉：30-45％、碳化钒：1.5-2.5％、碳化钼：1.0-1.5％、碳化铋：0.08-0.12％、碳化锡0.05-0.75％、碳化钽：0.09-0.45％、碳化铌：0.1-0.5％、碳化钕：0.1-0.55％、余量为钛粉，上述组分质量百分比之和为100％。本专利技术的另一个技术方案是一种钛合金刀具的制备方法，具体的操作步骤为：步骤2.1：取料按质量百分比分别称取：不锈钢粉：30-45％、碳化钒：1.5-2.5％、碳化钼：1.0-1.5％、碳化铋：0.08-0.12％、碳化锡0.05-0.75％、碳化钽：0.09-0.45％、碳化铌：0.1-0.5％、碳化钕：0.1-0.55％、余量为钛粉，上述组分质量百分比之和为100％；步骤2.2：球磨、混粉使用球磨机将步骤2.1中称取的原料磨成粉体，并使用混料机将粉体混合均匀；步骤2.3：制造型粉体将步骤2.2中的混合粉体过100-150目筛网后，制成造型粉体；步骤2.4：铸造将步骤2.3中的造型粉体装入石墨模具中压制成型，然后放入真空烧结炉中进行热压烧结，在预压压强为20-30MPa，烧结温度为1650-1750℃，保温40-80min后进行自动降温至80-100℃，开炉取出刀具坯体，利用磨床精密加工后得到半成品刀具。步骤2.5：清洗将步骤2.4中得到的半成品刀具经过金属清洗液超声波清洗、完成后用去离子水漂洗、再用酒精超声清洗，烘干。步骤2.6：镀膜将步骤2.5中清洗干净的半成品刀具固定在支架上，装入镀膜机中，调节工件支架转动，同时打开加热器，打开Ar气流量阀，在流量250-350sccm、温度550-850℃、工作压力0.8-1.0Pa条件下，沉积二硼化钛膜；完成镀膜后，随炉降温至90-100℃取出，常温冷却即得到成品刀具。本专利技术的特点还在于，步骤2.6中工件支架的转速为8-10rpm；加热器的温度为450-750℃；二硼化钛膜的沉积时间保持在120-150min；二硼化钛膜的厚度为3-5μm。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的钛合金中增加了钼、铋、铋、钽、铌等合金元素，提高了合金的强度、耐蚀性、耐热性等性能，用于制作刀具，重量轻且耐用。(2)本专利技术的钛合金中增加了钕，提高了合金的耐高温和耐腐蚀性能。(3)本专利技术的钛合金刀具的制备过程中，在刀具的外表涂覆二硼化钛膜，使刀具耐磨，使用寿命更长。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的一种制备刀具用钛合金，按质量百分比由以下组分组成：不锈钢粉：30-45％、碳化钒：1.5-2.5％、碳化钼：1.0-1.5％、碳化铋：0.08-0.12％、碳化锡0.05-0.75％、碳化钽：0.09-0.45％、碳化铌：0.1-0.5％、碳化钕：0.1-0.55％、余量为钛粉，上述组分质量百分比之和为100％。上述钛合金刀具的具体制备方法为：步骤2.1：取料按质量百分比分别称取：不锈钢粉：30-45％、碳化钒：1.5-2.5％、碳化钼：1.0-1.5％、碳化铋：0.08-0.12％、碳化锡0.05-0.75％、碳化钽：0.09-0.45％、碳化铌：0.1-0.5％、碳化钕：0.1-0.55％、余量为钛粉，上述组分质量百分比之和为100％；步骤2.2：球磨、混粉使用球磨机将步骤2.1中称取的原料磨成粉体，并使用混料机将粉体混合均匀；步骤2.3：制造型粉体将步骤2.2中的混合粉体过100-150目筛网后，制成造型粉体；步骤2.4：铸造将步骤2.3中的造型粉体装入石墨模具中压制成型，然后放入真空烧结炉中进行热压烧结，在预压压强为20-30MPa，烧结温度为1650-1750℃，保温40-80min后进行自动降温至80-100℃，开炉取出刀具坯体，利用磨床精密加工后得到半成品刀具。步骤2.5：清洗将步骤2.4中得到的半成品刀具经过金属清洗液超声波清洗、完成后用去离子水漂洗、再用酒精超声清洗，烘干。步骤2.6：镀膜将步骤2.5中清洗干净的半成品刀具固定在支架上，装入镀膜机中，调节工件支架转动，同时打开加热器，打开Ar气流量阀，在流量250-350sccm、温度550-850℃、工作压力0.8-1.0Pa条件下，沉积二硼化钛膜；完成镀膜后，随炉降温至90-100℃取出，常温冷却即得到成品刀具。步骤2.6中工件支架的转速为8-10rpm；加热器的温度为450-750℃；二硼化钛膜的沉积时间保持在120-150min；二硼化钛膜的厚度为3-5μm。实施例1一种制备刀具用钛合金，按质量百分比由以下组分组成：不锈钢粉：30％、碳化钒：1.5％、碳化钼：1.0％、碳化铋：0.08％、碳化锡0.05％、碳化钽：0.09％、碳化铌：0.1％、碳化钕：0.1％、钛粉67.08％，上述组分质量百分比之和为100％。上述钛合金刀具的具体制备方法为：步骤2.1：取料按质量百分比分别称取：不锈钢粉：30％、碳化钒：1.5％、碳化钼：1.0％、碳化铋：0.08％、碳化锡0.05％、碳化钽：0.09％、碳化铌：0.1％、碳化钕：0.1％、钛粉67.08％，上述组分质量百分比之和为100％；步骤2.2：球磨、混粉使用球磨机将步骤2.1中称取的原料磨成粉体，并使用混料机将粉体混合均匀；步骤2.3：制造型粉体将步骤2.2中的混合粉体过100目筛网后，制成造型粉体；步骤2.4：铸造将步骤2.3中的造型粉体装入石墨模具中压制成型，然后放入真空烧结炉中进行热压烧结，在预压压强为20MPa，烧结温度为1650℃，保温40min后进行自动降温至80℃，开炉取出刀具坯体，利用磨床精密加工后得到半成品刀具。步骤2.5：清洗将步骤2.4中得到的半成品刀具经过金属清洗液超声波清洗、完成后用去离子水漂洗、再用酒精超声清洗，烘干。步骤2.6：镀膜将步骤2.5中清洗干净的半成品刀具固定在支架上，装入镀膜机中，调节工件支架转速为8rpm；同时打开加热器，加热为温度为450℃；打开Ar气流量阀，在流量250sccm、温度550℃、工作压力0.8Pa条件下，沉积二硼化钛膜，沉积时间保持在120min，二硼化钛膜的厚度为3μm，完成镀膜后，随炉降温至90℃取出，常温冷却即得到成品刀具。实施例2一种制备刀具用钛合金，按质量百分比由以下组分组成：不锈钢粉：40％、碳化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备刀具用钛合金，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：不锈钢粉：30‑45％、碳化钒：1.5‑2.5％、碳化钼：1.0‑1.5％、碳化铋：0.08‑0.12％、碳化锡0.05‑0.75％、碳化钽：0.09‑0.45％、碳化铌：0.1‑0.5％、碳化钕：0.1‑0.55％、余量为钛粉，上述组分质量百分比之和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种制备刀具用钛合金，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：不锈钢粉：30-45％、碳化钒：1.5-2.5％、碳化钼：1.0-1.5％、碳化铋：0.08-0.12％、碳化锡0.05-0.75％、碳化钽：0.09-0.45％、碳化铌：0.1-0.5％、碳化钕：0.1-0.55％、余量为钛粉，上述组分质量百分比之和为100％。2.制备如权利要求1所述的钛合金刀具的方法，其特征在于，具体的操作步骤为：步骤2.1：取料按质量百分比分别称取：不锈钢粉：30-45％、碳化钒：1.5-2.5％、碳化钼：1.0-1.5％、碳化铋：0.08-0.12％、碳化锡0.05-0.75％、碳化钽：0.09-0.45％、碳化铌：0.1-0.5％、碳化钕：0.1-0.55％、余量为钛粉，上述组分质量百分比之和为100％；步骤2.2：球磨、混粉使用球磨机将步骤2.1中称取的原料磨成粉体，并使用混料机将粉体混合均匀；步骤2.3：制造型粉体将步骤2.2中的混合粉体过100-150目筛网后，制成造型粉体；步骤2.4：铸造将步骤2.3中的造型粉体装入石墨模具中压制成型，然后放入真空烧结炉中进行热压烧结，在预压压强为20-30MPa，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈小利，牛会梅，
申请(专利权)人：宝鸡市铭坤有色金属有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61