【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于硬质合金刀具制备，具体涉及一种高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法。
技术介绍
1、道岔是高速铁路轨道的重要组成部分，但由于道岔的主要组成材料为高锰钢，属难加工材料，对刀具材料的硬度、强度、韧性、耐高温等性能提出了很高要求，而常用硬质合金刀具的强度(或硬度)与韧性存在相互“倒置”关系以及抗高温软化、氧化性能较弱的工程问题，限制了其在高铁道岔加工领域的应用；因此，寻找一种新方法，平衡强度和韧性的关系并优化高温性能，对于提高其高铁道岔加工性能至关重要。
2、通过硬质相硬化、添加晶粒抑制剂、两步烧结和去应力热处理，提高硬质合金刀具的红硬性和韧性，是解决上述工程问题的关键手段。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法。
2、为达到以上目的，本专利技术是采取如下技术方案予以实现的：
3、本专利技术实施例提供一种高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，所述包括：
4、对材料采用液相溶解、蒸发制胶、焙烧、球磨和还原碳化得到纳米wc-wb-co复合粉末；
5、将纳米复合粉末与晶粒抑制剂混合均匀，再通过两步烧结法烧制成形，得到纳米晶硬质合金刀具毛坯；
6、将所述纳米晶硬质合金刀具毛坯进行去应力处理，最终得到高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料。
7、上述方案中，所述材料为偏钨酸铵或仲钨酸铵、硼酸、硝酸钴或硫酸钴
8、上述方案中，所述对材料采用液相溶解、蒸发制胶、焙烧、球磨和还原碳化得到纳米wc-wb-co复合粉末，具体为：将所述材料均匀溶解于温度为46℃～59℃去离子水中，然后通过搅拌加热器在130℃～145℃温度、180～230转/分速度下蒸发溶液并制成胶状物，再将所述胶状物在真空炉中560℃～620℃下焙烧35～45分钟，随即在行星球磨机中400转/分、球料比5：1条件下球磨4～6小时，最后在真空炉中1350℃～1400℃下还原碳化25～30分钟，得到纳米wc-wb-co复合粉末。
9、上述方案中，所述晶粒抑制剂为tac或vc，质量百分比为0.5～1％。
10、上述方案中，所述晶粒抑制剂为tac或vc，质量百分比为0.5～1％。
11、上述方案中，所述将纳米复合粉末与晶粒抑制剂混合均匀，再通过两步烧结法烧制成形，得到纳米晶硬质合金刀具毛坯，具体为：将纳米复合粉末与晶粒抑制剂混合均匀后通过放电等离子烧结和真空无压烧结，得到纳米晶硬质合金刀具毛坯；其中，所述放电等离子烧结温度为1050℃～1120℃，保温时间为1～2.5分钟，所述真空无压烧结温度为1070℃～1140℃，保温2.1～2.6小时。
12、上述方案中，所述将所述纳米晶硬质合金刀具毛坯进行去应力处理，具体为：采用微塑性变形技术，在大于硬质合金毛坯压弹性极限并不超过缩屈服强度3130～3180mpa压应力载荷下反复加载5～8次，升压与卸压速率为170～230mpa/min。
13、上述方案中，制得的所述硬质合金刀具材料具有纳米晶结构，材料的断裂韧性大于等于13.5mpa·m1/2，显微硬度大于等于21.3gpa，弯曲强度大于等于3460mpa，高温1000℃硬度大于等于17.6gpa。
14、与现有技术相比，本专利技术制得的硬质合金刀具材料具有纳米晶结构，材料的断裂韧性大于等于13.5mpa·m1/2，显微硬度大于等于21.3gpa，弯曲强度大于等于3460mpa，高温(1000℃)硬度大于等于17.6gpa。
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1.一种高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述包括：
2.根据权利要求1所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述材料为偏钨酸铵或仲钨酸铵、硼酸、硝酸钴或硫酸钴、蔗糖或焦糖，按W：C：B：Co元素摩尔比1：29～36：0.4～0.7：2～3组成。
3.根据权利要求2所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述对材料采用液相溶解、蒸发制胶、焙烧、球磨和还原碳化得到纳米WC-WB-Co复合粉末，具体为：将所述材料均匀溶解于温度为46℃～59℃去离子水中，然后通过搅拌加热器在130℃～145℃温度、180～230转/分速度下蒸发溶液并制成胶状物，再将所述胶状物在真空炉中560℃～620℃下焙烧35～45分钟，随即在行星球磨机中400转/分、球料比5：1条件下球磨4～6小时，最后在真空炉中1350℃～1400℃下还原碳化25～30分钟，得到纳米WC-WB-Co复合粉末。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述晶粒抑制剂为TaC或VC，质量百分比为0.5～1％。
6.根据权利要求5所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述将纳米复合粉末与晶粒抑制剂混合均匀，再通过两步烧结法烧制成形，得到纳米晶硬质合金刀具毛坯，具体为：将纳米复合粉末与晶粒抑制剂混合均匀后通过放电等离子烧结和真空无压烧结，得到纳米晶硬质合金刀具毛坯；其中，所述放电等离子烧结温度为1050℃～1120℃，保温时间为1～2.5分钟，所述真空无压烧结温度为1070℃～1140℃，保温2.1～2.6小时。
7.根据权利要求6所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述将所述纳米晶硬质合金刀具毛坯进行去应力处理，具体为：采用微塑性变形技术，在大于硬质合金毛坯压弹性极限并不超过缩屈服强度3130～3180MPa压应力载荷下反复加载5～8次，升压与卸压速率为170～230MPa/min。
8.根据权利要求7所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，制得的所述硬质合金刀具材料具有纳米晶结构，材料的断裂韧性大于等于13.5MPa·m1/2，显微硬度大于等于21.3GPa，弯曲强度大于等于3460MPa，高温1000℃硬度大于等于17.6GPa。
...【技术特征摘要】
1.一种高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述包括：
2.根据权利要求1所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述材料为偏钨酸铵或仲钨酸铵、硼酸、硝酸钴或硫酸钴、蔗糖或焦糖，按w：c：b：co元素摩尔比1：29～36：0.4～0.7：2～3组成。
3.根据权利要求2所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述对材料采用液相溶解、蒸发制胶、焙烧、球磨和还原碳化得到纳米wc-wb-co复合粉末，具体为：将所述材料均匀溶解于温度为46℃～59℃去离子水中，然后通过搅拌加热器在130℃～145℃温度、180～230转/分速度下蒸发溶液并制成胶状物，再将所述胶状物在真空炉中560℃～620℃下焙烧35～45分钟，随即在行星球磨机中400转/分、球料比5：1条件下球磨4～6小时，最后在真空炉中1350℃～1400℃下还原碳化25～30分钟，得到纳米wc-wb-co复合粉末。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，其特征在于，所述晶粒抑制剂为tac或vc，质量百分比为0.5～1％。
5.根据权利要求4所述的高铁道岔加工用高红硬性硬质合金刀具材料的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：麻继昌，张海龙，陈顺权，董洪峰，艾桃桃，
申请(专利权)人：陕西航空硬质合金工具有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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