一种整体立方碳化硼合金刀具及其制备方法技术

一种整体立方碳化硼合金刀具的制备方法，包括如下步骤：A)将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；B)将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；C)将刀具原料加压11‑13.5Gpa，加温1600‑1900℃，时间为110‑150s；所述刀具原料由75％重量、粒度为1‑10μm的立方碳化硼微粉，3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的二氧化硅，12％重量、具有金刚石结构的碳组成；本发明专利技术由于采用立方碳化硼为主要原料，并且加入了高纯度微晶粉末状的二氧化硅和硼，以及具有金刚石结构的碳，在超高压和高温条件下制备而成，硬度强，耐磨性和耐热性有显著提高，用于车削HRC为48～53之间的高硬度合金材料，尤其对镍铬合金材料效果更佳。

【技术实现步骤摘要】
一种整体立方碳化硼合金刀具及其制备方法
本专利技术涉及刀具
，具体涉及一种整体立方碳化硼合金刀具及其制备方法。
技术介绍
在现代加工技术不断发展的大潮流下，加工材料的硬度和强度也在不断的提高。采用硬质合金和陶瓷工具在加工高硬度材料时就会出现硬度不足、耐磨性差等缺陷，从而影响使用寿命，并且难以达到加工要求，立方碳化硼具有硬度和导热性接近金刚石并具有与黑色金属的反应能力较金刚石低的优异性能，因此在加工硬度较高的黑色金属时，希望采用含有这种材料的刀具进行加工。采用这种材料能大大提高刀具的硬度、耐热性和耐候性。
技术实现思路
为了有效解决上述问题，本专利技术提供一种整体立方碳化硼合金刀具及其制备方法。本专利技术的技术方案在于，一种整体立方碳化硼合金刀具的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：A)将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；B)将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；C)将刀具原料加压11-13.5Gpa，加温1600-1900℃，时间为110-150s；所述刀具原料由75％重量、粒度为1-10μm的立方碳化硼微粉，3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的二氧化硅，12％重量、具有金刚石结构的碳组成。进一步地，所述立方碳化硼微粉粒度为5-7μm。进一步地，一种立方碳化硼合金刀具，所述刀具包括刀具主体及刀柄，所述刀具主体包括排屑槽、切削刃及钻芯。进一步地，在刀具主体的垂直于器轴线的截面上，排屑槽包括四段依次相切的圆弧R1、R2、R3、R4，四段圆弧半径与刀刃d的关系为，R1＝0.9-1.1d，R2＝0.14-0.19d，R3＝0.7-0.8d，R4＝1.3-1.6d。进一步地，所述切削刃包括依次相连的主切削刃、齿隙刃及横刃，所述主切削刃和齿隙刃通过圆角连接；所述钻芯直径d1与刀具刃径d的关系为d1＝0.2-0.22d。进一步地，在刀具肢体的垂直于其轴线的截面上，所述排屑槽两端的圆心角a＝72°-78°。进一步地，所述主切削刃与齿隙刃之间的圆角半径Rb与刀具刃径d的关系d1＝0.1-1.18d。本专利技术的有益效果在于：本专利技术由于采用立方碳化硼为主要原料，并且加入了高纯度微晶粉末状的二氧化硅和硼，以及具有金刚石结构的碳，在超高压和高温条件下制备而成，硬度强，耐磨性和耐热性有显著提高，用于车削HRC为48～53之间的高硬度合金材料，尤其对镍铬合金材料效果更佳；相比于传统钻头，上述孔加工钻头的卷屑、断屑性能大大提高，卷屑、断屑效果更好，有利于卷屑的顺利排出，同时保证切削液顺利进入切削区，最终提升刀具的使用寿命和钻孔质量。有效增大排屑槽的容屑空间以及钻头的整体刚性。切削刃整体流畅过渡，使切屑在切削刃形成时保证完整流畅，有利于后续卷屑的进行。附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2为本专利技术所述刀具立体图；图3为本专利技术所述刀具刀头示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，并不限定本专利技术的应用范围，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图将本专利技术应用于其他类似场景；如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词语并非特指单数，也可以包括复数。一般来说，术语“包括”或“包含”仅提示包括已明确标识的流程和元素，而这些流程和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的流程或元素。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。如图1所示，为本专利技术提供的一种整体立方碳化硼合金刀具的制备方法的流程图，所述制备方法包括如下流程所述制备方法包括如下步骤：A)将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；B)将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；C)将刀具原料加压11-13.5Gpa，加温1600-1900℃，时间为110-150s；所述刀具原料由75％重量、粒度为1-10μm的立方碳化硼微粉，3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的二氧化硅，12％重量、具有金刚石结构的碳组成。所述立方碳化硼微粉粒度为5-7μm。如图2、图3所示，本实施例的结构包括刀具主体2和刀柄1，刀具主体2包括排屑槽3、切削刃4及钻芯5，在刀具主体2的垂直于其轴线的截面上，排屑槽3包括三段依次相切的圆弧R1、R2、R3，如图2所示，切屑先后依次流过圆弧R1、R2、R3、R4，四段圆弧半径与刀刃d的关系为，R1＝0.9-1.1d，R2＝0.14-0.19d，R3＝0.7-0.8d，R4＝1.3-1.6d。切削刃4包括依次相连的主切削刃6、齿隙刃7和横刃8，主切削刃6和齿隙刃7通过圆角连接；钻芯5直径d1与刀具刃径d的关系为d1＝0.2-0.22d。在本实施例中，在刀具主体2的垂直于其轴线的截面上，排屑槽3两端的圆心角a＝72°-78°。在本实施例中，主切削刃6和齿隙刃7之间的圆角半径Rb与刀具刃径d的关系为d1＝0.1-1.18d。本实施例提供的一种优化排屑槽的孔加工钻头，其排屑槽截面形状包含三段圆弧R1、R2、R3、R4,依次相切，在切削过程中，材料通过切削刃形成切屑后，切屑先经过R1，R1＝0.9-1.1d，R1圆弧半径较大，保证了切削前段流畅通过，切屑通过R1后，进入R2卷屑范围，R2＝R2＝0.14-0.19d，由于R2值较小，且与R1值相差较大，切削顺着R2流过时会产生急剧的弯曲变形并折断，实现理想的断屑效果。折断的铁屑最终顺着R3、R4进入排屑槽，并顺利排出，R3＝0.7-0.8d，R4＝1.3-1.6d，较大的R3、R4保证切屑最终顺畅的进入排屑槽。在刀具主体的垂直于其轴线的截面上，排屑槽两端的圆心角α设定为a＝72°-78°，使整个排屑槽收得较窄，有利于提升排屑槽的卷屑功能，同时获得较好的刀具整体刚性。为降低较小的排屑槽圆心角对容屑空间的影响，选取了合适钻芯直径d1，确保槽的容屑空间足够。切削刃部分包含的齿隙刃和主切削刃采用圆角圆滑过渡，保证了切削刃整体流畅过渡，使切屑在切削刃形成时保证完整流畅，为后续的卷屑做准备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整体立方碳化硼合金刀具的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：A)将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；B)将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；C)将刀具原料加压11‑13.5Gpa，加温1600‑1900℃，时间为110‑150s；所述刀具原料由75％重量、粒度为1‑10μm的立方碳化硼微粉，3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的二氧化硅，12％重量、具有金刚石结构的碳组成。

【技术特征摘要】
1.一种整体立方碳化硼合金刀具的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：A)将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；B)将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；C)将刀具原料加压11-13.5Gpa，加温1600-1900℃，时间为110-150s；所述刀具原料由75％重量、粒度为1-10μm的立方碳化硼微粉，3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的二氧化硅，12％重量、具有金刚石结构的碳组成。2.根据权利要求1所述的一种整体立方碳化硼合金刀具的制备方法，其特征在于，所述立方碳化硼微粉粒度为5-7μm。3.应用权利要求1-2任一所述制备方法的一种立方碳化硼合金刀具，其特征在于，所述刀具包括刀具主体及刀柄，所述刀具主体包括排屑槽、切削刃及钻芯。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文喆，王英海，金福龙，
申请(专利权)人：金合钻石刀具深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44