一种耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺及制得的铣刀制造技术

本发明专利技术公开了一种耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，包括制备钨钢胚材，形成初级铣刀，钝化抛光，涂覆涂层，二次烧结步骤。本发明专利技术采用平均粒径为50nm

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺及制得的铣刀


[0001]本专利技术涉及一种耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，涉及B23P，具体涉及金属的其他加工领域。

技术介绍

[0002]高锰钢的耐磨性能优异，高锰钢在冲击载荷作用的冷变形过程中，由于错位密度大量增大，使得高锰钢的硬化层得到高程度的硬化，因此高锰钢极难加工，对于加工工具的要求较高，使用普通的金属刀具进行高锰钢的加工时，容易使刀钝化，崩刀，缩短加工刀具的使用寿命，因此研制一种专门用于加工高锰钢的刀具至关重要。
[0003]中国专利技术专利CN201510988535.9公开了一种通用性钨钢铣刀的制备方法，通过在铣刀表面进行涂层，降低刀具加工的表面加工摩擦系数，但是制备得到的铣刀韧性不强，在对高锰钢进行加工时，容易在刀具表面造成裂纹，缩短刀具的使用寿命。中国专利技术专利CN201911259824.X公开了一种用于卧式加工中心的钨钢铣刀及其制备方法，在铣刀进行研磨时使用切削液，可以提高其研磨过程中的准确度和表面质量，但是切削液在进行高锰钢的加工过程中，温度升高会造成切削液的挥发，降低切削液的使用效果。

技术实现思路

[0004]为了提高铣刀的断裂韧性，降低铣刀在加工高锰钢过程中的损耗，本专利技术的第一个方面提供了一种耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，包括以下步骤：
[0005](1)将钨钢材料送入烧结炉内进行烧结，烧结炉内的温度750
‑
850℃，反应1
‑
2h，形成钨钢胚材；
[0006](2)将步骤1制得的钨钢胚材使用车床进行外圆磨，热处理，酸洗和轧制沟槽，形成初级铣刀；
[0007](3)将步骤2制得的初级铣刀进行钝化抛光，然后涂覆涂层，最后进行二次烧结，得到用于高锰钢加工的铣刀。
[0008]作为一种优选的实施方式，所述钨钢材料的制备原料中包括碳化钨组合物和钴，所述碳化钨组合物和钴的重量比为(85
‑
95)：(5
‑
15)。
[0009]作为一种优选的实施方式，所述钨钢材料的制备原料中包括碳化钨组合物和钴，所述碳化钨组合物和钴的重量比为(87
‑
93)：(8
‑
12)。
[0010]所述钨钢材料的制备原料中包括碳化钨组合物和钴，所述碳化钨组合物和钴的重量比为90：10。
[0011]作为一种优选的实施方式，所述碳化钨组合物中包括碳化钨和碳化钽，所述碳化钨和碳化钽的重量比为(15
‑
20)：1。
[0012]作为一种优选的实施方式，所述碳化钨组合物中包括碳化钨和碳化钽，所述碳化钨和碳化钽的重量比为16
‑
19：1。
[0013]作为一种优选的实施方式，所述碳化钨组合物中包括碳化钨和碳化钽，所述碳化
钨和碳化钽的重量比为17：1。
[0014]作为一种优选的实施方式，所述碳化钨为超细等级的碳化钨颗粒，所述碳化钨颗粒的平均粒径为50nm
‑
200nm。
[0015]作为一种优选的实施方式，所述碳化钨为超细等级的碳化钨颗粒，所述碳化钨颗粒的平均粒径为50nm
‑
100nm。
[0016]作为一种优选的实施方式，所述碳化钨为超细等级的碳化钨颗粒，所述碳化钨颗粒的平均粒径为80nm。
[0017]作为一种优选的实施方式，所述碳化钨中碳的质量分数为6.05
‑
6.3％。
[0018]作为一种优选的实施方式，所述碳化钨中碳的质量分数为6.25％。
[0019]作为一种优选的实施方式，所述步骤1中的钨钢胚材的断裂韧性为11
‑
15MPa.m
1/2
。
[0020]作为一种优选的实施方式，所述步骤1中的钨钢胚材的断裂韧性为12
‑
13MPa.m
1/2
。
[0021]作为一种优选的实施方式，所述步骤1中的钨钢胚材的断裂韧性为12.8MPa.m
1/2
。
[0022]作为一种优选的实施方式，所述步骤3中的涂层为金属涂层，所述金属涂层选自金属铝、金属钛、金属铬、硅、钛化硅材料中的两种或多种的组合。
[0023]作为一种优选的实施方式，所述步骤3中的涂层为金属铝，金属钛，钛化硅的金属。
[0024]申请人在实验过程中发现，铣刀在切入高锰钢工件时，刀刃的前表面受热发生膨胀，当铣刀脱离高锰钢工件后，温度下降收缩，产生较大的拉应力，拉应力促使铣刀表面发生裂纹，并且在铣刀对高锰钢工件进行切割时还会产生一定的机械应力，机械应力的存在进一步加剧了裂纹的发生，从而降低铣刀的使用寿命。申请人在实验过程中发现碳化钨组合物与质量百分数为10％的钴协同作用可以提高金属铣刀的耐高温性能，避免高温裂纹的产生，猜测可能的原因是：质量百分数为10％的钴与平均粒径为50nm
‑
200nm的碳化钨协同作用可以提高金属材料的断裂韧性和抗冲击强度，使其在受到巨大的拉应力时具有的韧性可以防止裂纹的产生，并且采用铝，钛，氮化硅金属的涂层，可以提高金属材料的耐高温能力，原因是，氮化硅能减少铣刀与高锰钢工件摩擦时发生的氧化作用，提高钢的冷变形硬化率，从而减小温度变化的剧烈性。
[0025]本专利技术的第二个方面提供了一种采用所述耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺制备得到的铣刀，所述铣刀应用于高锰钢的加工工艺中。
[0026]作为一种优选的实施方式，所述铣刀的刀具结构1为五刃结构。
[0027]作为一种优选的实施方式，所述铣刀的排屑槽分为五部分，所述排屑槽上窄下宽。本申请中的排屑槽2采用上窄下宽的设计，能够使加工高锰钢过程中的碎屑进行及时排除，加大排屑容积，避免积屑对高锰钢加工造成的影响。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029](1)本专利技术所述耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，采用平均粒径为50nm
‑
200nm的碳化钨颗粒与质量百分数为10％的钴协同作用，可以提高金属材料的断裂韧性和抗冲击强度。
[0030](2)本专利技术所述耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，采用铝，钛，氮化硅的金属作为涂层，可以提高金属材料的耐高温性能，减少铣刀在加工高锰钢的过程中的损耗，延长铣刀的使用寿命。
[0031](3)本专利技术采用所述耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺制备得到的铣刀，采用不等
对称的五刃刀刀具结构，并且采用上窄下宽的排屑槽，可以大幅增加切削能力，均衡磨损，延长使用寿命，特殊的槽型设计加大了排屑容积，使铣刀具有高转速，高进给，高平整度的优势，显著提高了铣刀的切割质量。
附图说明
[0032]图1为采用所述耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺制备得到的铣刀。
[0033]图中：1.刀具结构；2.排屑槽。
具体实施方式
[0034]下面通过实施例对本专利技术进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)将钨钢材料送入烧结炉内进行烧结，烧结炉内的温度750
‑
850℃，反应1
‑
2h，形成钨钢胚材；(2)将步骤1制得的钨钢胚材使用车床进行外圆磨，热处理，酸洗和轧制沟槽，形成初级铣刀；(3)将步骤2制得的初级铣刀进行钝化抛光，然后涂覆涂层，最后进行二次烧结，得到用于高锰钢加工的铣刀。2.根据权利要求1所述耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，其特征在于，所述钨钢材料的制备原料中包括碳化钨组合物和钴，所述碳化钨组合物和钴的重量比为(85
‑
95)：(5
‑
15)。3.根据权利要求2所述耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，其特征在于，所述碳化钨组合物中包括碳化钨和碳化钽，所述碳化钨和碳化钽的重量比为(15
‑
20)：1。4.根据权利要求3所述耐高温型高锰钢铣刀的制备工艺，其特征在于，所述碳化钨为超细等级的碳化钨颗粒，所述碳化钨颗粒的平均粒径为50n...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯珊珊，
申请(专利权)人：浙江馨治盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：