一种高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法，包括以下步骤：准备硬质合金刀具制备用原料；对制备原料进行压制成型操作；对压制成型的刀具棒料进行烧结操作；对刀具棒料进行磨削操作；对刀具进行喷砂操作；对刀具进行清洗操作；对刀具切削部涂层的加工。本发明专利技术的有益效果是，本技术方案提供的高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法，将刀具基体与硬质涂层相结合，从而使刀具性能大大提高,涂层刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延长刀具使用寿命、降低加工成本，涂层刀具既保持了基体良好的韧性和较高的强度，又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数，此外，运用此加工方法加工出的刀具，刀具的切削速度和刀具寿命显著提高。命显著提高。命显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法


[0001]本专利技术涉及硬质合金刀具加工
，特别是一种高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]随着现代高性能材料制备技术的飞速发展，各种难加工材料的使用数量日益增多，难加工材料具有热传导率较低的特点，切削时产生热量很难扩散，致使刀具刃尖温度很高，切削刃受热影响非常明显，导致刀具材料高温下粘结强度下降，加速刀具磨损，此外，难加工材料与刀具材料的某些成分在切削高温条件下将产生化学反应，出现成分析出、脱落或生成其他化合物，也将加速刀具磨损，因而对切削工具的切削性能提出了更高要求，在切削工具表面涂覆硬质耐磨涂层是提升其使用寿命和加工效率的有效方法，为此，需要设计一种高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法，来降低刀具在使用过程中的磨损，延长刀具的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法。
[0005]实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种高硬度涂层硬质合金刀具，其特征在于，包括安装部、设置在安装部一端的切削部，所述切削部上设置有高硬度涂层，所述切削部上设置有排屑机构。
[0006]作为本技术方案的进一步描述，所述安装部包括刀具安装柄，所述切削部包括设置在刀具安装柄另一端的切削刃，所述排屑机构包括设置在所述切削刃上的排屑槽。
[0007]作为本技术方案的进一步描述，所述切削刃的刃数为两刃或三刃或四刃或六刃。
[0008]一种高硬度涂层硬质合金刀具的加工方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：准备硬质合金刀具制备用原料；
[0010]步骤二：对制备原料进行压制成型操作；
[0011]步骤三：对压制成型的刀具棒料进行烧结操作；
[0012]步骤四：对刀具棒料进行磨削操作；
[0013]步骤五：对刀具进行喷砂操作；
[0014]步骤六：对刀具进行清洗操作；
[0015]步骤七：刀具切削部的涂层的加工。
[0016]作为本技术方案的进一步描述，所述步骤一中，制备原料如下：钨粉90
‑
95份，钴粉5
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10份，石蜡1
‑
5份，准备90
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95份钨粉、5
‑
10份钴粉、1
‑
5份石蜡，放入混料机进行搅拌混匀，备用。
[0017]作为本技术方案的进一步描述，所述步骤二中，将混料机内的混合料经出料口倒入压制成型模具中，通过压制成型模具对棒料进行压制成型操作，最大压力达到600KN,通过压制成型模具压制出硬质合金棒料。
[0018]作为本技术方案的进一步描述，所述步骤三中，将压制成型的硬质合金棒料放入烧结炉中进行烧结，烧结炉内真空度为5Pa,同时向烧结炉内充入50kg的氩气,烧结的温度从室温升至350℃，升温速率600℃/H，保温3H，进行脱蜡；随后，从350℃上升至1450℃，升温的速率为500℃/H，进行烧结，保温时间1.5H；最后，从1450℃降温至100℃，降温速率270℃/H。
[0019]作为本技术方案的进一步描述，所述步骤四中，对烧结后的棒料进行无心磨削和外圆磨削操作，对棒料进行刃型磨削，将棒料按照加工要求磨削成两刃或三刃或四刃或六刃刀具，并磨削形成排屑槽，所述步骤五中，采用喷砂机对成型后的刀具进行喷砂操作，以提高刀具的光洁度，消除刃口的应力，提升刀具的排屑性能和刃口强度。
[0020]作为本技术方案的进一步描述，所述步骤六中，将若干组喷砂后的刀具放置在清洗机的清洗槽中，向清洗槽中添加刀具清洗液，对刀具进行清洗操作。
[0021]作为本技术方案的进一步描述，所述步骤七中，刀具的涂层设置有多层,分别为设置在刀具切削部外侧的结合层，设置在结合层外侧的支撑层，设置在支撑层外侧的功能层；
[0022]结合层，将清洗后的刀具放置在刀架上，在氮气下沉积形成CrN结合层7；
[0023]支撑层，在CrN结合层的表面制备TiSiN支撑层8；
[0024]功能层，在TiSiN支撑层的表面制备TiSiVN功能层9。
[0025]其有益效果在于，本技术方案提供的高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法，将刀具基体与硬质涂层相结合，从而使刀具性能大大提高,涂层刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延长刀具使用寿命、降低加工成本，涂层刀具既保持了基体良好的韧性和较高的强度，又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数，此外，运用此加工方法加工出的刀具，刀具的切削速度和刀具寿命显著提高。
附图说明
[0026]图1是本专利技术硬质合金刀具的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术硬质合金刀具的涂层结构示意图；
[0028]图3是本专利技术硬质合金刀具的涂层微观结构示意图。
[0029]图中，1、安装部；2、切削部；3、排屑机构；4、刀具安装柄；5、切削刃；6、排屑槽；7、结合层；8、支撑层；9、功能层。
具体实施方式
[0030]首先说明本专利技术的设计初衷，难加工材料具有热传导率较低的特点，切削时产生热量很难扩散，致使刀具刃尖温度很高，切削刃受热影响非常明显，导致刀具材料高温下粘结强度下降，加速刀具磨损，此外，难加工材料与刀具材料的某些成分在切削高温条件下将
产生化学反应，出现成分析出、脱落或生成其他化合物，也将加速刀具磨损，因而对切削工具的切削性能提出了更高要求，因此，本专利技术设计了一种高硬度涂层硬质合金刀具及其加工方法。
[0031]下面结合附图对本专利技术进行具体描述，如图1
‑
图3所示，一种高硬度涂层硬质合金刀具，包括安装部1、设置在安装部1一端的切削部2，安装部1包括刀具安装柄4，切削部2包括设置在刀具安装柄4一端的切削刃5，在所述切削部2上设置有高硬度涂层，所述切削部2上设置有排屑机构3，所述所述排屑机构3包括设置在所述切削刃5上的排屑槽6。
[0032]所述切削刃5的刃数为两刃或三刃或四刃或六刃。
[0033]一种高硬度涂层硬质合金刀具的加工方法，包括以下步骤：
[0034]步骤一：准备硬质合金刀具制备用原料；在所述步骤一中，制备原料如下：钨粉90
‑
95份，钴粉5
‑
10份，石蜡1
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5份，准备90
‑
95份钨粉、5
‑
10份钴粉、1
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5份石蜡，放入混料机进行搅拌混匀，备用。
[0035]步骤二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硬度涂层硬质合金刀具，其特征在于，包括安装部(1)、设置在安装部(1)一端的切削部(2)，所述切削部(2)上设置有高硬度涂层，所述切削部(2)上设置有排屑机构(3)。2.根据权利要求1所述的一种高硬度涂层硬质合金刀具，其特征在于，所述安装部(1)包括刀具安装柄(4)，所述切削部(2)包括设置在刀具安装柄(4)另一端的切削刃(5)，所述排屑机构(3)包括设置在所述切削刃(5)上的排屑槽(6)。3.根据权利要求2所述的一种高硬度涂层硬质合金刀具，其特征在于，所述切削刃(5)的刃数为两刃或三刃或四刃或六刃。4.一种高硬度涂层硬质合金刀具的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：准备硬质合金刀具制备用原料；步骤二：对制备原料进行压制成型操作；步骤三：对压制成型的刀具棒料进行烧结操作；步骤四：对刀具棒料进行磨削操作；步骤五：对刀具进行喷砂操作；步骤六：对刀具进行清洗操作；步骤七：刀具切削部的涂层的加工。5.根据权利要求4所述的一种高硬度涂层硬质合金刀具的加工方法，其特征在于，所述步骤一中，制备原料如下：钨粉90
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95份，钴粉5
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10份，石蜡1
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5份，准备90
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95份钨粉、5
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10份钴粉、1
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5份石蜡，放入混料机进行搅拌混匀，备用。6.根据权利要求5所述的一种高硬度涂层硬质合金刀具的加工方法，其特征在于，所述步骤二中，将混料机内的混合料经出料口倒入压制成型模具中，通过压制成型模具对棒料进行压制成型操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明星，岳彩旭，刘献礼，陈志涛，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：