一种粉末冶金高速钢刀具用复合制造技术

本发明专利技术公开了一种粉末冶金高速钢刀具用复合

【技术实现步骤摘要】
一种粉末冶金高速钢刀具用复合CBN砂轮及其制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末冶金高速钢加工，具体为粉末冶金高速钢刀具用复合结合剂
CBN
砂轮，属于
CBN
砂轮领域
。

技术介绍

[0002]粉末冶金高速钢
(HSS)
是指通过高压惰性气体或高压水雾化高速钢水而得到的细小的高速钢粉末，然后在高温
、
高压下压制成形，再经烧结而成的高速钢
。
熔炼高速钢容易出现碳化物偏析，硬而脆的碳化物在高速钢中分布不均匀，而且晶粒粗大
(8
～
20
μ
m)
，对高速钢刀具的耐磨性
、
韧性和切削性能会产生不利影响
。
粉末冶金高速钢改变传统的熔铸工艺，采用粉末冶金技术生产的高性能高速钢或直接成型的刀具材料，成分可与一般高速钢接近
。
组织特点是不存在化学成分的偏析，碳化物颗粒很细，分布均匀，使韧性明显改善，从而允许增加碳化物的体积分数，提高耐磨性
。
热处理温度范围宽，能在很高温度下加热而不出现过热
。
热处理变形小，锻造
、
轧制和磨削性得到改善，常用来生产常规方法难以制造的含钒
、
铌较高的高速钢
。
还可在粉末中添加耐磨的超硬微粉，获得介于高速钢和硬质合金之间的高性能特种高速钢
。
粉末冶金高速钢特殊而先进的冶炼方法是高速钢冶炼的一种创新，它造就了性能介于硬质合金和普通高速钢之间的新钢种
。
[0003]粉末冶金高速钢具有的优点：（1）粉末冶金高速钢能解决碳化物偏析的问题
。
由于碳化物颗粒均匀分布的表面积较大，使耐磨性提高了
20%
～
30%。
（2）磨削加工性好
。
由于碳化物细小均匀，粉末冶金高速钢磨削加工性好
。
（3）能制造超硬高速钢
。
热处理后硬度可达
67
～
70HRC
，可在现有高速钢中加入高碳化物（
TiC
和
NbC
），制造出超硬高速钢新材料
。
（4）能保证物理
、
力学性能各向同性
。 （5）能节约钢材和工时
。
[0004]粉末冶金高速钢制造的切削刀具（刀具包括钻头
、
铣刀
、
铰刀
、
丝锥
、
镗刀等一些列刀具）性能优于普通高速钢，使用寿命高于普通高速钢（一般为2～3倍），在冲击负荷大的切削加工场合可替代硬质合金刀具，粉末冶金高速钢在工具行业的应用前景十分看好，越来越受到人们的关注
。
在目前的
3C
刀具领域，刀具直径普遍较小
(
φ
≤3 mm)
，长径比较大
(≥20)
，对材料的强度提高更多的要求
。
尤其是加工钛铝等有色金属合金，硬质合金的脆性太大，常容易出现断针情况
。
因此粉末冶金
HSS
越来越多的替代硬质合金，而应用于
3C
小径刀具上
。
[0005]在高速钢磨削的过程中，一般选用白刚玉砂轮，单晶刚玉砂轮
、
树脂
CBN
砂轮等
。
现有技术公开了一种磨削加工高速钢轧辊的方法，所使用的砂轮为低粒度复合磨料树脂软砂轮
。
现有技术公开了一种用于磨削高速钢的砂轮，包括第一圆板，所述第一圆板的侧面开设有第一通孔，所述第一通孔的外侧呈九十度环形设有第二通孔，所述第二通孔贯穿第一圆板；该用于磨削高速钢的砂轮，通过第一圆板
、
第二圆板
、
第一砂轮和第二砂轮之间的配合，使得该用于磨削高速钢的砂轮具有两种目数
。
现有技术公开了一种钢轨打磨列车专用砂轮及其制备方法，具体涉及砂轮制造
，采用改性锆刚玉
、
改性棕刚玉为磨料，混合树脂为结合剂
。
现有技术开了一种用于加工硬质合金和高速钢的超硬材料砂轮，包括转轴
、
过
渡轮甲
、
沟槽
、
白刚玉砂轮
。
现有技术公开了一种磨料砂轮的制备方法，涉及砂轮模具领域，由
SG
磨料
、
结合剂和气孔组成，通过
SG
磨料砂轮替代其他普通磨料砂轮，以此来达到对高速钢
、
不锈钢等钢材的磨削目的
。
[0006]现有文献没有公开针对粉末冶金
HSS
加工的砂轮，传统的树脂结合剂易出现碎屑粘住，砂轮自锐性差，导致加工烧伤
、
工件退火等情况，进而缩短使用寿命，而金属结合剂无法应用于此类加工，陶瓷结合剂虽然能够实现连续加工的性能，但是存在加工过程出现刃口崩碎
、
卷边等情况，基本不能用
。
因此，需要研发新的砂轮，用以加工粉末冶金高速钢刀具
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种用于粉末冶金
HSS
刀具的复合
CBN
砂轮，该复合砂轮中通过高温烧结好的陶瓷结合剂
CBN
坯体，再破碎后复合树脂，陶瓷结合剂能够牢牢包裹住磨料，树脂结合剂填充破碎体孔隙，能够形成整体无气孔而局部有气孔的组织结构
。
这样在加工粉末冶金
HSS
刀具时，既能够保证锋利性，自锐性而持续加工，又不会使得加工的刀具刃口出现崩碎
、
卷边等情况，兼具了两者的优点，在加工过程中具备超高的磨削效率与加工质量
。
[0008]为达到上述目的，本专利技术具体的技术方案是：一种粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮，其磨削层包括树脂
、
陶瓷磨料复合物；所述陶瓷磨料复合物由陶瓷粉以及磨料烧结得到
。
作为常识，砂轮还含有基体，具体的，粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮由基体及设置在基体上的磨削层构成，具体结构为常规技术
。
[0009]本专利技术中，所述磨削层由树脂粉
、
陶瓷磨料复合物制备得到；磨料为立方氮化硼（
CBN
）
。
[0010]本专利技术公开了上述粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮的制备方法，包括以下步骤：（1）将陶瓷粉
、
磨料混合后烧结，再将得到的烧结坯体粉碎，得到陶瓷磨料复合物；（2）将树脂粉与陶瓷磨料复合物混合后热压成型，得到粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮，其特征在于，所述粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮的磨削层包括树脂
、
陶瓷磨料复合物；所述陶瓷磨料复合物由陶瓷粉以及磨料烧结得到
。2.
根据权利要求1所述粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮，其特征在于，所述磨削层由树脂粉
、
陶瓷磨料复合物热压制备得到
。3.
权利要求1所述粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将陶瓷粉
、
磨料混合后烧结，再将得到的烧结坯体粉碎，得到陶瓷磨料复合物；（2）将树脂粉与陶瓷磨料复合物混合后热压成型，得到粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮
。4. 根据权利要求3所述粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮的制备方法，其特征在于，烧结的温度曲线为
0.5
～
1 h
由室温升温至
450
～
550℃
，保温1～
2 h
，然后1～
2h
升温至
700
～
800 ℃
，保温4～
6 h
，再随炉冷却
。5.
根据权利要求3所述粉末冶金高速钢刀具用复合
CBN
砂轮的制备方法，其特征在于，热压的...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚文，王凯平，涂俊群，
申请(专利权)人：江苏赛扬精工科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：