一种改性硬质合金粉末、硬质合金刀具及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性硬质合金粉末、硬质合金刀具及其制备方法，属于硬质合金材料技术领域，该改性硬质合金粉末包括硬质相粉末和ZrCuNiAl非晶合金粉末。本发明专利技术提供的改性硬质合金粉末可有效提升硬质合金刀具韧性、耐磨性，延长硬质合金刀具的使用寿命。延长硬质合金刀具的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种改性硬质合金粉末、硬质合金刀具及其制备方法


[0001]本专利技术属于硬质合金材料
，特别涉及一种改性硬质合金粉末、硬质合金刀具及其制备方法。

技术介绍

[0002]硬质合金刀具有高强度、高硬度和高耐冲击韧性以及优良的耐高温性能，在航空航天、汽车零件加工等机械加工领域中得到了广泛的应用。然而，现有的硬质合金刀具大多存在韧性不足的问题，限制其在汽车、航空航天等高端领域的应用。
[0003]因此，急需提供一种韧性高的硬质合金刀具。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中硬质合金刀具韧性不足的问题，本专利技术提供了一种改性硬质合金粉末、硬质合金刀具及其制备方法，本专利技术提供的改性硬质合金粉末可有效提升硬质合金刀具韧性、耐磨性，延长硬质合金刀具的使用寿命。
[0005]本专利技术在第一方面提供了一种改性硬质合金粉末，所述改性硬质合金粉末包括硬质相粉末和ZrCuNiAl非晶合金粉末。
[0006]优选地，所述ZrCuNiAl非晶合金为Zr
51
Cu
24.22
Ni
14.06
Al
10.72
、Zr
51
Cu
24.70
Ni
14.34
Al
9.96
、Zr
51
Cu
20.7
Ni
12
Al
16.3
中的一种或多种。
[0007]优选地，所述改性硬质合金粉末包括以质量分数计的所述硬质相粉末70～90％，ZrCuNiAl非晶合金粉末10～30％；
[0008]优选地，所述改性硬质合金粉末还包括粘结相粉末；
[0009]优选的是，以所述改性硬质合金粉末的总质量计，所述硬质相粉末占70～90％；所述粘结相粉末和ZrCuNiAl非晶合金粉末的质量之和占10～30％。
[0010]优选地，所述硬质相粉末为碳化钨粉末、碳化钛粉末、碳化钽粉末、碳化铌粉末中的至少一种，优选为碳化钨粉末；和/或
[0011]所述改性硬质合金粉末还包括粘结相粉末；优选的是，所述粘结相粉末为钴粉、镍粉、铁粉、铜粉中的至少一种，优选为钴粉。
[0012]本专利技术在第二方面提供了一种硬质合金刀具，所述硬质合金刀具的制备原料包括第一方面所述的改性硬质合金粉末。
[0013]本专利技术在第三方面提供了第二方面的硬质合金刀具的一种制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0014]S1.将硬质相粉末和ZrCuNiAl非晶合金粉末混合，得到改性硬质合金粉末；
[0015]S2.将所述改性硬质合金粉末铺设在成形基板上，形成改性硬质合金粉末层；
[0016]S3.将所述改性硬质合金粉末层进行熔化、凝固成形，得到硬质合金刀具。
[0017]本专利技术在第四方面提供了第二方面的硬质合金刀具的另一种制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0018]S1.将硬质相粉末、粘结相粉末和ZrCuNiAl非晶合金粉末混合，得到改性硬质合金粉末；
[0019]S2.将所述改性硬质合金粉末铺设在成形基板上，形成改性硬质合金粉末层；
[0020]S3.将所述改性硬质合金粉末层进行熔化、凝固成形，得到硬质合金刀具。
[0021]优选地，所述改性硬质合金粉末层的厚度为20～100μm，优选为40～60μm。
[0022]优选地，将所述改性硬质合金粉末铺设在成形基板上之前还包括对基板进行清洁和预热的步骤；优选的是，所述预热的温度为100～140℃；和/或
[0023]所述熔化通过采用激光器发射激光实现；所述激光器的扫描速度为900～1600mm/s，扫描间距为0.08～0.12mm，激光功率为200～300W。
[0024]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0025]本专利技术将ZrCuNiAl非晶合金粉末引入传统硬质合金粉末，可有效提升硬质合金刀具弯曲强度和韧性，延长硬质合金刀具的使用寿命，克服了现有硬质合金刀具韧性不足，长时高冲击容易加剧刀具破坏失效，寿命降低的问题，有利于扩宽其应用场景。
[0026]本专利技术采用包括ZrCuNiAl非晶合金粉末的改性硬质合金粉末制得的硬质合金刀具相比传统硬质合金刀具具有更高的弯曲强度、更好的韧性、更长的使用寿命，可满足其在汽车、航空航天、机械加工等领域的应用。
[0027]本专利技术将改性硬质合金粉末铺层后经熔化、凝固成形即可得到具有高韧性、高强度、高耐磨性的刀具，工艺简单、成本低、效率高，可有效克服现有硬质合金刀具制备方法周期长、成本高、加工难度大的问题。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术在第一方面提供了一种改性硬质合金粉末，所述改性硬质合金粉末包括硬质相粉末和ZrCuNiAl非晶合金粉末。
[0030]本专利技术将ZrCuNiAl非晶合金粉末引入传统硬质合金粉末，可有效提升硬质合金刀具韧性、耐磨性，延长硬质合金刀具的使用寿命，克服了现有硬质合金刀具韧性不足，长时高冲击容易加剧刀具破坏失效，寿命降低的问题，有利于扩宽其应用场景。
[0031]在本专利技术一个优选的实施例中，ZrCuNiAl非晶合金粉末的制备方法包括：将Zr粉、Cu粉、Ni粉、Al粉混合后，进行电弧熔炼，得到母合金锭；将熔炼得到的母合金锭加热至熔化，经保温、加压、分散、冷却，得到ZrCuNiAl非晶合金粉末；其中，所述熔化采用感应加热法实现，所述保温的时间为5～10min；所述加压为采用120kPa的氩气对熔体进行加压；所述分散为采用8MPa的氩气对熔体进行分散；氩气为纯度为纯度为99.9％的高纯氩气。具体为：首先将高纯度的Zr粉、Cu粉、Ni粉、Al粉按配比混合后，并进行电弧熔炼，得到母合金锭；在熔炼过程中进行6次反复熔化，单次持续1分钟，在两次熔炼的间隔翻转合金锭，为了保证最终粉末成分的均匀性，单个合金锭的重量控制在80g左右；随后将熔炼得到的母合金锭切块放入石墨坩埚中，单次重量为200～300g，采用感应加热法对其进行加热至熔化，保温5分钟，
保温完成后，采用压强为120kPa的高纯氩气对坩埚内熔体进行加压，使其从坩埚喷嘴处流出，同时位于坩埚喷嘴处的雾化喷嘴喷出压强为8MPa的高纯氩气(纯度为99.9％)，对熔体进行分散并使其快速冷却形成球状粉末，制备的球形粉末需要经过筛分，最终选取直径60μm以下的ZrCuNiAl非晶合金粉末。
[0032]根据一些优选的实施方式，所述ZrCuNiAl非晶合金为Zr
51
Cu
24.22
Ni
14.06
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性硬质合金粉末，其特征在于，所述改性硬质合金粉末包括硬质相粉末和ZrCuNiAl非晶合金粉末。2.根据权利要求1所述的改性硬质合金粉末，其特征在于，所述ZrCuNiAl非晶合金为Zr
51
Cu
24.22
Ni
14.06
Al
10.72
、Zr
51
Cu
24.70
Ni
14.34
Al
9.96
、Zr
51
Cu
20.7
Ni
12
Al
16.3
中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的改性硬质合金粉末，其特征在于，所述改性硬质合金粉末包括以质量分数计的所述硬质相粉末70～90％，ZrCuNiAl非晶合金粉末10～30％。4.根据权利要求1所述的改性硬质合金粉末，其特征在于，所述改性硬质合金粉末还包括粘结相粉末；优选的是，以所述改性硬质合金粉末的总质量计，所述硬质相粉末占70～90％；所述粘结相粉末和ZrCuNiAl非晶合金粉末的质量之和占10～30％。5.根据权利要求4所述的改性硬质合金粉末，其特征在于，所述硬质相粉末为碳化钨粉末、碳化钛粉末、碳化钽粉末、碳化铌粉末中的至少一种，优选为碳化钨粉末；和/或所述粘结相粉末为钴...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭锦麟，凌喜乐，刘汉祯，张东洋，周鹏，
申请(专利权)人：深圳市蓝海永兴实业有限公司，
类型：发明
国别省市：