專利名稱：一種微池石墨自潤滑陶瓷刀具的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于機械切削刀具制造技術領域，特別是涉及一種微池石墨自潤滑陶瓷刀具的制備工藝。
背景技術：
自潤滑刀具是指刀具材料本身具有減摩、抗磨和潤滑功能，可在無外加潤滑液或潤滑劑的條件下實現自潤滑切削加工。由于自潤滑刀具的應用可減小摩擦與磨損，省去冷卻潤滑系統，減少設備投資，避免切削液造成的環境污染，實現清潔化生產。微池自潤滑刀具是指在刀具前刀面刀-屑接觸區域加工出微孔，在微孔中添加固體潤滑劑，切削時由于高溫的作用使微孔中的固體潤滑劑軟化而拖敷于刀具表面，在刀-屑接觸區形成連續的固態潤滑膜，從而實現刀具本身的自潤滑。中國專利“申請號200710017168. 3”報道了一種微池自潤滑刀具及其制備方法， 它是采用微細電火花技術或激光加工技術在刀具前刀面刀-屑接觸區加工出多個微孔，將固體潤滑劑填充到微孔中，在切削時潤滑劑析出形成潤滑膜從而起到潤滑作用。中國專利 “申請號201110089826. 6”報道了一種微織構自潤滑鉆頭及其制備方法，它是采用飛秒激光加工技術在鉆頭前刀面刀-屑接觸區加工出不同形貌的槽或孔微織構，然后在槽和孔中填充固體潤滑劑，從而實現鉆頭的自潤滑。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種微池石墨自潤滑陶瓷刀具的制備工藝。本發明該工藝采用熱壓燒結法制備陶瓷刀具，熱壓用上、下石墨壓頭表面帶有多個圓形微凸起圓形柱，石墨微凸起圓形柱在熱壓燒結后殘留在陶瓷刀具試樣中；采用該工藝方法制備的微池自潤滑陶瓷刀具，石墨作為固體潤滑劑直接燒結在陶瓷刀具中，一次熱壓燒結成型，從而省去在刀具表面用激光或微細電火花加工出微孔，再在微孔中添加固體潤滑劑等多個工序，可達大大降低生產成本。干切削時，陶瓷刀具表面的石墨由于高溫的作用而拖覆于刀具前刀面，產生微池潤滑效應，在刀具前刀面刀-屑接觸區形成連續的固態潤滑層，從而可達到阻止粘結、減小摩擦、降低磨損和提高刀具壽命的目的。本發明是通過以下方式實現的。—種微池石墨自潤滑陶瓷刀具的制備工藝，采用熱壓燒結工藝，其特征是熱壓用上、下石墨壓頭表面帶有多個微凸起圓形柱，其制備工藝步驟如下(I)采用數控加工工藝，在熱壓用上、下石墨壓頭表面四個角的邊緣上加工出多個微凸起圓形柱，微凸起圓形柱的數量為I 15，直徑為30 μ m 60 μ m，高度為30 μ m 80 μ m,孑L間距為 40 μ m 120 μ m ；(2)將配置好的陶瓷混合料裝入工藝步驟(I)中的上、下石墨壓頭模具中，采用熱壓燒結工藝進行燒結；
(3)燒結后冷卻至室溫，取出陶瓷試樣，對熱壓陶瓷刀具試樣表面進行磨削，即可制備出微池石墨自潤滑陶瓷刀具。本發明通過改變圓形微凸起圓形柱的數量、大小、高度或間距，可得到具有不同潤滑性能的微池石墨自潤滑陶瓷刀具。石墨作為固體潤滑劑直接燒結在陶瓷刀具中，一次熱壓燒結成型，從而省去在刀具表面用激光或微細電火花加工出微孔，再在微孔中添加固體潤滑劑等多個工序，可達大大降低生產成本。
四

圖I為本發明的微池石墨自潤滑陶瓷刀具熱壓石墨模具裝配示意圖，圖2(1)為本發明的微池石墨自潤滑陶瓷刀具示意圖，圖2 (2)為本發明的微池石墨自潤滑陶瓷刀具A-A 剖面結構示意圖，其中1為上石墨壓頭、2為石墨模具、3為下石墨壓頭、4為微凸起圓形柱、 5為陶瓷混合料、6為刀具前刀面、7為微池石墨。
五具體實施例方式下面給出本發明的二個最佳實施例實施例I :一種微池石墨自潤滑陶瓷刀具的制備工藝，其制備工藝步驟如下(I)采用數控加工工藝，在熱壓用上、下石墨壓頭表面四個角的邊緣上加工出多個微凸起圓形柱，微凸起圓形柱的數量為3，直徑為60 μ m,高度為70 μ m,孔間距為100 μ m ;(2)將配置好的Al203/TiC陶瓷混合料裝入工藝步驟(I)中的上、下石墨壓頭模具中，采用熱壓燒結工藝進行燒結；(3)燒結后冷卻至室溫，取出陶瓷試樣，對熱壓陶瓷刀具試樣表面進行磨削，即可制備出微池石墨自潤滑Al203/TiC陶瓷刀具。實施例2:一種微池石墨自潤滑陶瓷刀具的制備工藝，其制備工藝步驟如下(I)采用數控加工工藝，在熱壓用上、下石墨壓頭表面四個角的邊緣上加工出多個微凸起圓形柱，微凸起圓形柱的數量為9，直徑為30 μ m,高度為50 μ m,孔間距為60 μ m ;(2)將配置好的Al2O3/(W，Ti)C陶瓷混合料裝入工藝步驟(I)中的上、下石墨壓頭模具中，采用熱壓燒結工藝進行燒結；(3)燒結后冷卻至室溫，取出陶瓷試樣，對熱壓陶瓷刀具試樣表面進行磨削，即可制備出微池石墨自潤滑Al2O3/(W，Ti) C陶瓷刀具。
權利要求
1.一種微池石墨自潤滑陶瓷刀具的制備工藝，采用熱壓燒結工藝，其特征是熱壓用上、 下石墨壓頭表面帶有多個微凸起圓形柱，其制備工藝步驟如下(1)采用數控加工工藝，在熱壓用上、下石墨壓頭表面四個角的邊緣上加工出多個微凸起圓形柱，微凸起圓形柱的數量為I 15，直徑為30 μ m 60 μ m，高度為30 μ m 80 μ m， 孔間距為40 μ m 120 μ m ；(2)將配置好的陶瓷混合料裝入工藝步驟(I)中的上、下石墨壓頭模具中，采用熱壓燒結工藝進行燒結；(3)燒結后冷卻至室溫，取出陶瓷試樣，對熱壓陶瓷刀具試樣表面進行磨削，即可制備出微池石墨自潤滑陶瓷刀具。
全文摘要
本發明屬于機械切削刀具制造技術領域，涉及一種微池石墨自潤滑陶瓷刀具的制備工藝。該工藝采用熱壓燒結法制備陶瓷刀具，熱壓用上、下石墨壓頭表面帶有多個微凸起圓形柱，石墨微凸起圓形柱在熱壓燒結后殘留在陶瓷刀具試樣中；采用該工藝方法制備的微池石墨自潤滑陶瓷刀具，石墨作為固體潤滑劑直接燒結在陶瓷刀具中，一次熱壓燒結成型。干切削時，陶瓷刀具表面的石墨由于高溫的作用而拖覆于刀具前刀面，產生微池潤滑效應，在刀具前刀面刀-屑接觸區形成連續的固態潤滑層，從而可達到阻止粘結、減小摩擦、降低磨損和提高刀具使用壽命。
文檔編號B28B7/00GK102603308SQ20121000361
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者鄧建新 申請人:山東大學