一种双层立方氮化硼刀具及其制备方法技术

本发明专利技术涉及切削加工技术领域，本发明专利技术提供了一种可用于干式加工钢铁的双层立方氮化硼刀具及其制备方法，所述的双层立方氮化硼刀具由支撑层及其一个表面上的切削层构成，所述切削层具有点状刀尖，主要为立方氮化硼，厚度为0.6

【技术实现步骤摘要】
一种双层立方氮化硼刀具及其制备方法


[0001]本专利技术涉及切削加工
，尤其涉及一种可用于干式加工钢铁的双层立方氮化硼刀具及其制备方法。

技术介绍

[0002]在切削金属等加工领域，刀具直接切除工件上的余量并形成已加工表面。现有的刀具主要有金刚石刀具、立方氮化硼刀具、碳化钨刀具以及其他刀具，这些刀具的一个共同点就是大部分为单一材料组分，如金刚石刀具主要成分是金刚石，立方氮化硼刀具是以立方氮化硼为主要成分。并且，传统的刀具结构只有一层，由于刀具存在磨损只有刀尖部分可以使用，在使用到一定程度时刀具由于不能使用而丢弃，这样既造成极大的资源浪费，又会造成环境污染。
[0003]立方氮化硼刀具一般是利用人工方法在高温高压条件下用立方氮化硼微粉和少量结合剂制成，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它刀具材料。立方氮化硼在刀具中的应用越来越广泛，也有一定的多层刀具出现。例如，申请号为201320305433.9的中国专利文献公开了一种切削用立方氮化硼刀具，该刀具包括位于上、下端面的立方氮化硼聚晶层以及位于上、下端面立方氮化硼聚晶层之间的至少一层硬质合金基体，相邻的硬质合金基体之间用立方氮化硼聚晶层隔开。
[0004]上述的切削用立方氮化硼刀具为三层结构，其可以减少原材料立方氮化硼微粉的用量，降低成本等。但是，在该刀具的一面切削层用过之后，由于尖部磨损的缘故，使用另一面时容易固定不牢导致加工精度不能保证；而且在干加工时，所述刀具的传热性能和耐热性能不足，进而导致使用寿命大大的缩短。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种双层立方氮化硼刀具及其制备方法，本专利技术提供的立方氮化硼刀具可以减少氮化硼原料用量，从而降低成本，同时又不降低切削性能和精度，达到节约成本、提高切削效率的目的，特别适用于干加工。
[0006]本专利技术提供一种双层立方氮化硼刀具，其由支撑层及其一个表面上的切削层构成，所述切削层具有点状刀尖，主要为立方氮化硼，厚度为0.6
‑
1.0毫米；所述切削层中立方氮化硼的质量含量在80％以上；所述支撑层主要为碳化钨，厚度为2.3
‑
2.6毫米。
[0007]优选地，所述切削层组分质量百分比如下：立方氮化硼80％
‑
90％，铝1％
‑
2％、钴4％
‑
6％、钨3％
‑
6％和氮化钛0
‑
1％。
[0008]优选地，所述立方氮化硼粒度小于1μm。
[0009]优选地，所述支撑层组分质量百分比如下：碳化钨85％
‑
95％；和钴5％
‑
15％。
[0010]优选地，所述碳化钨为WC14。
[0011]本专利技术提供如前所述的双层立方氮化硼刀具的制备方法，包括以下步骤：
[0012]将支撑层混合料装于模具中，然后在其一个表面上设置切削层混合料，经过加热
压制与烧结，得到成型刀具；所述切削层混合料包括80wt％以上的立方氮化硼，所述支撑层混合料主要包括碳化钨；
[0013]将所述成型刀具进行磨制，得到所述双层立方氮化硼刀具。
[0014]优选地，所述支撑层混合料和切削层混合料分别经过湿法球磨混料、干燥得到；所述湿法球磨混料均采用碳化钨球，并加入无水乙醇进行；所述干燥依次为烘干和真空干燥。
[0015]优选地，所述支撑层混合料包括：85
‑
95wt％碳化钨粉和5
‑
15wt％钴粉，所述钴粉粒度为0.5
‑
1微米；所述切削层混合料包括：80
‑
90wt％立方氮化硼和余量粘接剂；所述粘接剂包括铝1％
‑
2％、钴4％
‑
6％、钨3％
‑
6％和氮化钛0
‑
1％，粒度小于1μm。
[0016]优选地，所述加热压制与烧结使用六面顶压机进行，先设定温度为550
‑
600℃，力为8.0
‑
8.5Gpa，时间为3
‑
6分钟压制成型；然后设定温度为1800
‑
1900℃，力为8.2
‑
8.3Gpa，时间为25
‑
30分钟烧结。
[0017]优选地，所得到的双层立方氮化硼刀具用于干式加工。
[0018]与现有技术相比，本专利技术所述的立方氮化硼刀具的结构是双层的，上面一层是立方氮化硼切削层(厚度0.6
‑
1.0mm)，主要作用是在加工过程中起到较好的切削作用，下面一层为支撑层(厚度1.8
‑
3.2mm)，其采用碳化钨成分，主要起到支撑作用同时具有较好的导热性能。
[0019]由于刀具在加工过程中是逐渐磨损的，当刀具磨损到一定程度就必须重新修整或丢弃。为了降低材料的费用以及提高材料利用率，减少对立方氮化硼原料的用量，本专利技术将刀具设计成双层结构。同时考虑到刀具的整体强度，以及刀具在加工过程中的传热性能等，本专利技术使用导热性能和强度均较好的碳化钨，以确保刀具的整体性能，这样不但有效的减少了立方氮化硼的用量，同时又不影响刀具的使用性能。因此，本专利技术的双层立方氮化硼刀具既具有较好的切削性能和精度，又具有较好传热等性能，确保了刀具的使用寿命，还降低了成本。实践显示，使用此刀具，一个刀尖可加工600
‑
700只缸套，大大延长了刀具的使用寿命。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1中的刀具实物图。
具体实施方式
[0021]下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0022]本专利技术提供了一种双层立方氮化硼刀具，其由支撑层及其一个表面上的切削层构成，所述切削层具有点状刀尖，主要为立方氮化硼，厚度为0.6
‑
1.0毫米；所述切削层中立方氮化硼的质量含量在80％以上；所述支撑层主要为碳化钨，厚度为1.8
‑
3.2毫米。
[0023]本专利技术提供的立方氮化硼刀具具有良好导热性能和切削性能，并且成本较低，可用于干式加工钢铁等方面。
[0024]本专利技术实施例提供的用于干式加工的刀具分为两层结构，一层为具有点状刀尖的
切削层，该切削层主要为立方氮化硼成分，厚度为0.6
‑
1.0毫米，优选0.6
‑
0.9mm；其依靠氮化硼的高硬度和高强度，以及尖锐的棱角可达到快速切削的目的。
[0025]本专利技术所述切削层中，立方氮化硼的质量含量在80％以上；在本专利技术的实施例中，所述切削层组分质量百分比具体如下：立方氮化硼80％
‑
90％，铝(Al)1％
‑
2％、钴(Co)4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层立方氮化硼刀具，其特征在于，由支撑层及其一个表面上的切削层构成，所述切削层具有点状刀尖，主要为立方氮化硼，厚度为0.6
‑
1.0毫米；所述切削层中立方氮化硼的质量含量在80％以上；所述支撑层主要为碳化钨，厚度为1.8
‑
3.2毫米。2.根据权利要求1所述的双层立方氮化硼刀具，其特征在于，所述切削层组分质量百分比如下：立方氮化硼80％
‑
90％，铝1％
‑
2％、钴4％
‑
6％、钨3％
‑
6％和氮化钛0
‑
1％。3.根据权利要求2所述的双层立方氮化硼刀具，其特征在于，所述立方氮化硼粒度小于1μm。4.根据权利要求1所述的双层立方氮化硼刀具，其特征在于，所述支撑层组分质量百分比如下：碳化钨85％
‑
95％；和钴5％
‑
15％。5.根据权利要求4所述的双层立方氮化硼刀具，其特征在于，所述碳化钨为WC14。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的双层立方氮化硼刀具的制备方法，包括以下步骤：将支撑层混合料装于模具中，然后在其一个表面上设置切削层混合料，经过加热压制与烧结，得到成型刀具；所述切削层混合料包括80wt％以上的立方氮化硼，所述支撑层混合料主要包括碳化钨；将所述成型刀具进行磨制，得到所述双层立方氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜玉领，贺绍府，崔玉奇，曹红星，刘向勇，徐艳玲，李蛟龙，贾金金，
申请(专利权)人：中原内配集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：