一种用于切削钛合金用高效率铣刀及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铣刀(IPC分类号：B23P15/34)，尤其涉及一种用于切削钛合金用高效率铣刀及其制备方法。主要包括以下原料：钴，碳化物。所述碳化物，按重量份计，原料包括：碳化钨50～60份，碳化钒5～10份，碳化铬5～10份，碳化钛10～20份，碳化钽2～3份。本发明专利技术制备的用于切削钛合金用高效率铣刀具有优异的横断裂强度，硬度以及韧性，其表面较低的粗糙度，改善了对钛合金加工的性能，强化了抗震的能力，同时，提高了铣刀的使用寿命。提高了铣刀的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于切削钛合金用高效率铣刀及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种铣刀(IPC分类号：B23P15/34)，尤其涉及一种用于切削钛合金用高效率铣刀及其制备方法。

技术介绍

[0002]钛合金作为一种新兴的材料，由于具有高强度，强耐蚀性，高耐热性等优秀的物理和化学性质，近几十年来被大量开发利用，广泛用于航空航天领域以及火箭零部件。但是钛合金的优异的性能也为钛合金的切削加工带来了很大的困难。加工时刀
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屑接触面积小、应力大、温度高，刀具粘结磨损、扩散磨损严重。因此，刀具材料的选择是对钛合金加工的首要问题。实际刀具的耐用性以及整体的切割效果不佳，同时会产生严重的粘刀现象，容易引起到刀具强烈的粘着磨损，严重降低刀具的使用寿命。
[0003]专利申请CN201711059833.5公开了一种钨钢抛光铣刀，此专利制备的铣刀在刀刃面增加了金刚石涂层，提高了耐磨的性能，但是金刚石涂层由于考虑与基材的结合能力，对基材的要求挺高，此外，在此专利中设置一层涂层，因此，当涂层一旦受到破坏，也将影响这个铣刀的使用，同时也增大的成本。
[0004]因此，本专利技术制备的用于切削钛合金用高效率铣刀具有优异的横断裂强度，硬度以及韧性，其表面较低的粗糙度，改善了对钛合金加工的性能，强化了抗震的能力，同时，提高了铣刀的使用寿命。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种用于切削钛合金用高效率铣刀，主要包括以下原料：钴，碳化物。按质量百分比计，所述原料：钴11～13％，余量为碳化物。
[0006]作为一种优选的方案，所述碳化物为碳化钨，碳化钒，碳化铬，碳化钛，碳化铌，碳化钽的混合物。
[0007]作为一种优选的方案，所述碳化物，按重量份计，原料包括：碳化钨50～60份，碳化钒5～10份，碳化铬5～10份，碳化钛10～20份，碳化钽2～3份。
[0008]作为一种优选的方案，所述碳化铬，碳化钒，碳化钽的重量比为 (2～4)：(2～4)：1。
[0009]作为一种优选的方案，所述钴的平均粒径为0.9～1.3μm。
[0010]作为一种优选的方案，所述碳化钨的平均粒径为0.7～1.0μm。
[0011]作为一种优选的方案，所述碳化钒的平均粒径为1.0～2.0μm。
[0012]作为一种优选的方案，所述碳化铬的平均粒径为0.5～1.5μm。
[0013]作为一种优选的方案，所述碳化钛的平均粒径为1.5～2.5μm。
[0014]作为一种优选的方案，所述碳化铌的平均粒径为1.5～2.5μm。
[0015]作为一种优选的方案，所述碳化钽的平均粒径为1.0～2.0μm。
[0016]本专利技术的第二方面提供一种用于切削钛合金用高效率铣刀的制备方法，其步骤主要包括：
[0017](1)预处理：将钴和碳化物放入硬质合金的球磨罐中，球磨，得到复合粉。
[0018](2)烧结：将复合粉压制成圆柱形胚料，烧结，炉冷。
[0019](3)切削：将步骤(2)得到的圆柱形胚料切割，得到粗制铣刀。
[0020](4)淬火：将粗制铣刀预热，保温，空冷至室温。
[0021](5)回火：将步骤(4)中得到的粗制铣刀加热，进行回火，每次回火均利用空气冷却到室温。
[0022](6)后处理：对回火后的粗制铣刀进行喷砂，抛光。
[0023]作为一种优选的方案，所述球磨的时间为18～20h，球磨的温度
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10～
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3℃；球磨的转速为300～400r/min。
[0024]作为一种优选的方案，所述步骤(1)中预处理的原料还包括无水酒精和液体石蜡。
[0025]作为一种优选的方案，所述无水酒精占碳化物总质量的30％。
[0026]作为一种优选的方案，所述液体石蜡占碳化物总质量的3％。
[0027]作为一种优选的方案，所述步骤(2)中烧结的工艺参数：以10～20℃ /min的升温速度，升温至400～500℃，充氢气，保温20～40min。继续升温，以10～20℃/min的升温速度，升温至1300～1400℃，冲氩气，烧结20～40min。
[0028]作为一种优选的方案，所述步骤(4)中预热的温度为800～900℃；保温的温度为1000～1200℃。
[0029]作为一种优选的方案，所述步骤(5)中回火的次数为3～5次。
[0030]作为一种优选的方案，所述步骤(6)抛光后的铣刀的表面粗糙度参数Ra为0.1a～0.2a。
[0031]在本专利技术中，申请人发现，当钴的质量百分比为11～13％以及钴的平均粒径为0.9～1.3μm时，其抗断裂性能与硬度和耐磨的性能可以达到平衡，当钴的质量百分比大于13％，以及钴的平均粒径大于 1.3μm时，其硬质合金的抗冲击性能以及断裂韧性都有增加的趋势, 无形中也使其硬度降低，耐磨性也下降。同时，本申请人也意外发现，当碳化钨的平均粒径为0.7～1.0μm，有效地避免的碳化钨的团聚，从而提高了碳化物的力学性能，这可能是由于碳化钨的团聚不利于WC 晶粒在基体中的均匀分布。
[0032]有益效果：
[0033]1.本专利技术通过限定钴的质量百分比为11～13％以及钴的平均粒径为0.9～1.3μm时，可以提高了铣刀的致密性，因此在提高铣刀的抗断裂性能的同时，也改善了铣刀的硬度和耐磨的性能。
[0034]2.本专利技术通过限定碳化钨的平均粒径为0.7～1.0μm，有效地避免的碳化钨在钴和其他碳化物体系中的团聚，从而提高了碳化物的耐磨性能和韧性。
[0035]3.本专利技术通过限定碳化铬，碳化钒，碳化钽的重量比为(2～4)： (2～4)：1时，可以有效地抑制碳化钨晶粒的异常生长，从而提高了抗压强度，韧性的同时，也降低了烧结时钴对固溶体的润湿角，从而改善了烧结的性能。同时碳化钽的加入可以提高铣刀抗疲劳的能力，从而改善铣削的性能。
[0036]4.本专利技术通过限定烧结中升温速度的10～20℃/min，烧结温度为 1300～1400℃，
烧结20～40min，有效地避免了碳化钨晶粒长大的现象，减小钴相所受的拉应力，从而提高了铣刀的抗弯强度和韧性。
[0037]5.本专利技术采用超细粒径的碳化钨与其他的碳化钨与钴的协同作用制备了用于切削钛合金用高效率铣刀，该铣刀的横断裂强度可达 4047.4N/mm2，硬度可达92.7HRa。
具体实施方式
[0038]实施例
[0039]实施例1
[0040]本专利技术的实施例1提供了一种用于切削钛合金用高效率铣刀，包括以下原料：钴，碳化物。所述原料所占的质量百分比含量为：钴 12％，余量为碳化物。
[0041]所述碳化物，按重量份计，原料包括：碳化钨55份，碳化钒7 份，碳化铬8份，碳化钛15份，碳化钽2.5份。
[0042]所述钴的平均粒径为1.2μm。所述碳化钨的平均粒径为0.8μm。所述碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于切削钛合金用高效率铣刀，其特征在于，按质量百分比计，所述原料：钴11～13％，余量为碳化物。2.根据权利要求1所述的用于切削钛合金用高效率铣刀，其特征在于，所述碳化物，按重量份计，原料包括：碳化钨50～60份，碳化钒5～10份，碳化铬5～10份，碳化钛10～20份，碳化钽2～3份。3.根据权利要求2所述的用于切削钛合金用高效率铣刀，其特征在于，所述碳化铬，碳化钒，碳化钽的重量比为(2～4)：(2～4)：1。4.根据权利要求1所述的用于切削钛合金用高效率铣刀，其特征在于，所述钴的平均粒径为0.9～1.3μm。5.根据权利要求2所述的用于切削钛合金用高效率铣刀，其特征在于，所述碳化钨的平均粒径为0.7～1.0μm。6.根据权利要求1
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5任一项所述的用于切削钛合金用高效率铣刀的制备方法，其特征在于，其步骤包括：(1)预处理：将钴和碳化物放入硬质合金的球磨罐中，球磨，得到复合粉；(2)烧结：将复合粉压制成圆柱形胚料，烧结，炉冷；(3)切削：将步骤(2)得到的圆柱形胚料切割，得到粗制铣刀；(4)淬火：将粗制铣刀预...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧芬，
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：