牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超硬材料領(lǐng)域，具體為牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物。
【背景技術(shù)】
[0002]硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500 °C的溫度下也基本保持不變，在1000°C時仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。
[0003]硬質(zhì)合金具有很高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性，被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”，用于制造切削工具、刀具、鈷具和耐磨零部件，廣泛應(yīng)用于軍工、航天航空、機(jī)械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領(lǐng)域，伴隨下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硬質(zhì)合金市場需求不斷加大。并且未來高新技術(shù)武器裝備制造、尖端科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及核能源的快速發(fā)展，將大力提高對高技術(shù)含量和高質(zhì)量穩(wěn)定性的硬質(zhì)合金產(chǎn)品的需求。
[0004]硬質(zhì)合金是使用最廣泛的一類高速加工(HSM)刀具材料，此類材料是通過粉末冶金工藝生產(chǎn)的，由硬質(zhì)碳化物(通常為碳化鎢WC)顆粒和質(zhì)地較軟的金屬結(jié)合劑組成。目前，有數(shù)百種不同成分的WC基硬質(zhì)合金，它們中大部分都采用鈷(Co)作為結(jié)合劑，鎳(Ni)和鉻(Cr)也是常用的結(jié)合劑元素，另外還
[0005]可以添加其他一些合金元素。
[0006]高效切削是20世紀(jì)90年代迅速走向?qū)嶋H應(yīng)用的先進(jìn)加工技術(shù)，在航空航天、精密模具、汽車零部件，以及精密機(jī)械等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在金屬切削領(lǐng)域，
(I)刀具價格降低30%，最終產(chǎn)品的單件成本降低1%; (2)刀具壽命提高50%，單件成本降低1%; (3)切削效率提高20%，單件成本可降低20%?？梢钥闯觯咝邢骺梢酝ㄟ^提高加工效率，來達(dá)到在產(chǎn)品生命周期內(nèi)減少相應(yīng)的人工成本、能源消耗、設(shè)備折舊等各方面支出的目的，從而大大降低產(chǎn)品成本。不僅如此，高效的生產(chǎn)效率可以幫助企業(yè)抓住市場機(jī)遇，從而提升企業(yè)的綜合競爭力。
[0007]硬質(zhì)合金刀具物理性能均衡，是非常理想的刀具材料。事實(shí)上，硬質(zhì)合金在過去90年的時間中，一直在提高切削速度和切削效率方面扮演著重要的角色。隨著刀具涂層技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，硬質(zhì)合金的切削性能發(fā)生了本質(zhì)的變化，在高效切削加工中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。作為刀具材料，硬質(zhì)合金是目前高速切削技術(shù)中最重要的組成部分，在切削實(shí)踐中發(fā)揮著不可或缺的作用。
[0008]硬質(zhì)合金在兼具硬度和韌性方面具有獨(dú)到優(yōu)勢。碳化鎢(WC)本身具有很高的硬度(超過剛玉或氧化鋁)，而且在工作溫度升高時其硬度也很少下降。但是，它缺乏足夠的韌性，而這對于切削刀具是必不可少的性能。為了利用碳化鎢的高硬度，并改善其韌性，人們利用金屬結(jié)合劑將碳化鎢結(jié)合在一起，從而使這種材料既具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過高速鋼的硬度，同時又能夠承受在大多數(shù)切削加工中的切削力。此外，它還能承受高速加工所產(chǎn)生的切削高溫O
[0009]硬質(zhì)合金工件可采用多種工藝方法成型。根據(jù)工件的尺寸、形狀復(fù)雜水平和生產(chǎn)批量，大部分切削刀片都是采用頂壓和底壓式剛性模具模壓成型。在每一次壓制時，為了保持工件重量和尺寸的一致性，必須保證流入模腔的粉料量(質(zhì)量和體積)都完全相同。粉料的流動性主要通過團(tuán)塊的尺寸分布和有機(jī)結(jié)合劑的特性來控制。通過在裝入模腔的粉料上施加10 — SOksi(千鎊/平方英尺)的成型壓力，就可以形成模壓工件(或稱“坯件”)。對坯件進(jìn)行加工，就可以得到可廣泛影響的硬質(zhì)合金工具，如硬質(zhì)合金刀具等。
[0010]硬質(zhì)合金刀具比高速鋼切削速度高4?7倍，刀具壽命高5?80倍。制造模具、量具，壽命比合金工具鋼高20?150倍?？汕邢?0HRC左右的硬質(zhì)材料，但硬質(zhì)合金脆性大，不能進(jìn)行切削加工，難以制成形狀復(fù)雜的整體刀具，因而常制成不同形狀的刀片，采用焊接、粘接、機(jī)械夾持等方法安裝在刀體或模具體上使用。
[0011]現(xiàn)階段大部分硬質(zhì)合金刀具都是采用焊接、粘接等方法將硬質(zhì)合金刀片安裝到刀體上的，但這種方式支持的硬質(zhì)合金刀具在使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)由于硬質(zhì)合金刀片與刀體結(jié)合不好，進(jìn)而出現(xiàn)斷裂和裂紋出現(xiàn)，影響了硬質(zhì)合金刀具的應(yīng)用范圍和使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]針對上述問題，本實(shí)用新型提供一種牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物及其使用方法，改變原來直接將硬質(zhì)合金刀片安裝到刀體上的做法，在合金刀片和刀體之間增加一層中間物質(zhì)，中間物質(zhì)作為媒介既能與硬質(zhì)合金刀片很好地結(jié)合，又能與刀體很好地結(jié)合。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案
[0014]牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，其包括，硬質(zhì)合金I，中間介質(zhì)2，鋼部件3。
[0015]所述硬質(zhì)合金I與中間介質(zhì)2固定連接，所述中間介質(zhì)2與鋼部件3固定連接。
[0016]所述硬質(zhì)合金I是以平均粒徑為0.2— 3微米的碳化鎢(WC)粉為原料粉，再加入TaC粉、NbC粉、Cr3C2粉混合攪拌，投入球磨器中濕磨72小時，干燥后壓制成型，并在10MPa的壓力、1400攝氏度的溫度、惰性氛圍中燒結(jié)I小時，冷卻后制成硬質(zhì)合金構(gòu)件。
[0017]所述中間介質(zhì)2為鎳鐵系統(tǒng)材料組成內(nèi)容的組件，包括含鎳的合金、鎳的化合物。
[0018]所述鋼部件3鋼構(gòu)件是一種鐵系統(tǒng)材料，優(yōu)選為兼具硬度和韌性的合金工具鋼、結(jié)構(gòu)鋼、高速鋼、模具鋼。
[0019]所述硬質(zhì)合金I與中間介質(zhì)2焊接，所述中間介質(zhì)2與鋼部件3焊接。
[0020]牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，在使用中，硬質(zhì)合金I與刀片固定連接。
[0021]牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，在使用中，鋼部件3面與刀體固定連接。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果。
[0023]1、改變原來直接將硬質(zhì)合金刀片安裝到刀體上的做法，本實(shí)用新型作為中間媒介，既能與硬質(zhì)合金刀片很好地結(jié)合，又能與刀體很好地結(jié)合，有效地避免了硬質(zhì)合金刀片與刀體結(jié)合不好，出現(xiàn)的諸多問題。
[0024]2、改進(jìn)了傳統(tǒng)硬質(zhì)合金構(gòu)件的不足，增加了硬質(zhì)合金和金屬基體的固定結(jié)合性。
[0025]3、延長了硬質(zhì)合金工具的使用壽命，減低了生產(chǎn)成本。
[0026]4、提高了硬質(zhì)合金工具的高溫使用性能，擴(kuò)展了硬質(zhì)合金工具的應(yīng)用范圍。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0028]其圖中:1-硬質(zhì)合金，2-中間介質(zhì)，3-鋼部件。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1所示，牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，其包括，硬質(zhì)合金I，中間介質(zhì)2，鋼部件3。
[0030]所述硬質(zhì)合金I與中間介質(zhì)2固定連接，所述中間介質(zhì)2與鋼部件3固定連接。
[0031]所述硬質(zhì)合金I是以平均粒徑為0.2— 3微米的碳化鎢(WC)粉為原料粉，再加入TaC粉、NbC粉、Cr3C2粉混合攪拌，投入球磨器中濕磨72小時，干燥后壓制成型，并在10MPa的壓力、1400攝氏度的溫度、惰性氛圍中燒結(jié)I小時，冷卻后制成硬質(zhì)合金構(gòu)件。
[0032]所述中間介質(zhì)2為鎳內(nèi)容組件，包括含鎳的合金、鎳的化合物，所述中間介質(zhì)2是硬質(zhì)合金I和鋼部件3的媒介物。
[0033]所述鋼部件3鋼構(gòu)件是一種鐵系統(tǒng)材料，優(yōu)選為兼具硬度和韌性的合金工具鋼、結(jié)構(gòu)鋼、高速鋼、模具鋼。
[0034]所述硬質(zhì)合金I與中間介質(zhì)2焊接，所述中間介質(zhì)2與鋼部件3焊接。
[0035]牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，在使用中，牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物的硬質(zhì)合金I面，與硬質(zhì)合金刀片固定連接。連接方式可采用物理法，就是將硬質(zhì)合金刀片插入到牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物的硬質(zhì)合金I，也可以采用焊接法，就是將硬質(zhì)合金刀片焊接到牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物的硬質(zhì)合金I面上，一般優(yōu)選為物理法與焊接法同時采用的方式。
[0036]牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，在使用中，牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物的鋼部件3面，與刀體固定連接。連接方式可采用物理法，就是將牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物插入到刀體中，也可以采用焊接法，就是將固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物焊接到牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物的鋼部件3面上，一般優(yōu)選為物理法與焊接法同時采用的方式。
[0037]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，其特征在于，其包括，硬質(zhì)合金(I)，中間介質(zhì)(2)，鋼部件(3);所述硬質(zhì)合金(I)與中間介質(zhì)(2)固定連接，所述中間介質(zhì)(2)與鋼部件(3)固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，其特征在于，所述中間介質(zhì)(2)為鎳內(nèi)容組件，包括含鎳的合金、鎳的化合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，其特征在于，所述鋼部件(3)鋼構(gòu)件是一種鐵系統(tǒng)材料，為兼具硬度和韌性的合金工具鋼、結(jié)構(gòu)鋼、高速鋼、模具鋼中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物，其特征在于，所述硬質(zhì)合金(I)與中間介質(zhì)(2)焊接，所述中間介質(zhì)(2)與鋼部件(3)焊接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及超硬材料領(lǐng)域，具體為牢固連接硬質(zhì)合金刀片與刀體的中間媒介物。其包括：硬質(zhì)合金、中間介質(zhì)、鋼部件，硬質(zhì)合金1與中間介質(zhì)2固定連接，中間介質(zhì)與鋼部件固定連接；使用時硬質(zhì)合金與刀片固定連接，鋼部件面與刀體固定連接。本實(shí)用新型改變了原來直接將硬質(zhì)合金刀片安裝到刀體上的做法，在合金刀片和刀體之間增加一層中間物質(zhì)，中間物質(zhì)作為媒介既能與硬質(zhì)合金刀片很好地結(jié)合，又能與刀體很好地結(jié)合，有效地避免了硬質(zhì)合金刀片與刀體結(jié)合不好，出現(xiàn)的諸多問題。
【IPC分類】B32B15/01, B32B7/08, B32B15/18, B32B37/00, B32B9/04
【公開號】CN205310944
【申請?zhí)枴緾N201521022527
【發(fā)明人】連新蘭, 毛占
【申請人】河南廣度超硬材料有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月10日