一種硬質合金分切刀具用材料及其制備方法與流程
本發明涉及一種硬質合金分切刀具用材料及其制備方法，具體是涉及一種用于瓦楞紙分切生產行業的新型硬質合金刀具。
背景技術：
硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質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。硬質合金屬于復合材料，主要由硬質相和粘結相組成，其中，硬質相賦予材料硬度和耐磨性，而基體粘結相賦予材料一定的塑韌性和強度。能作為硬質合金粘結相的金屬，不僅需要對硬質相具有良好的潤濕性，還要對硬質相具有一定的固溶度，鐵族元素Fe、Ni和Co滿足以上條件。
但是，現有硬質合金的抗疲勞性能和韌性不夠高；因為現今鈷資源有限且鈷的市場價格較高，從而使硬質合金生產成本高居不下，同時提高了硬質合金的成本；現有硬質合金均以Co為粘結劑；原料干燥前應該充分混合均勻；現有硬質合金石墨舟皿存在應力變形和堆疊效果不明顯的問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：提供一種抗疲勞性能和韌性較高的硬質合金材料，同時提高現有硬質合金的硬度、提高產品的使用壽命。
為了解決上述技術問題，本發明公開了一種硬質合金分切刀具用材料及其制備方法，包括以下步驟：
步驟一，配料：將Fe、Co、Ni、Tic和WC加入濕磨機進行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:5％～30％，Co:5～20％，Ni:0.5～5％，TiC:3～15％，余量:WC；；
步驟二，濕磨：將步驟一配制好的原料、濕磨介質和成型劑一同加入濕磨機中混合均勻，濕磨時間為24h～28h；
步驟三，干燥制粒：將濕磨好的混合料在噴霧干燥塔內進行混合料干燥制粒；
步驟四，壓制:將干燥制粒好的混合料經壓力機壓制成型，壓力值為：0.3MPa～1.0MPa；
步驟五，燒結:將壓制成型的毛坯用石墨材質舟皿裝好放入真空燒結爐中，經1360℃～1420℃的高溫燒結，制成新型硬質合金材料；
步驟六，焠火:將燒結好的硬質合金材料放入淬火爐中進行淬火處理，溫度900℃～1100℃，保溫15min～20min，之后放入淬火專用油內極速冷卻，冷卻時間為1min～2min；
步驟七，深冷:步驟六淬火處理后的材料放入深冷爐內進行深冷處理，深冷溫度為-160℃～-190℃，深冷時間為:12h～24h；
進一步的，所述步驟一中Fe粉的粒度為0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co為粘結相。
進一步的，所述步驟二中濕磨介質為≥95％的無水乙醇，無水乙醇的加入比例為：330ml酒精/kg原料；成型劑為:PEG，加入比例為2％～3％。
進一步的，所述步驟三中噴霧干燥塔頂進口溫度為：180℃～230℃，塔底出口溫度為：90℃～100℃，干燥塔內部壓力為：1.6kpa～2.0kpa。
進一步的，所述步驟三中噴霧干燥塔還可以是真空干燥機，其真空度≥0.95MPa，干燥時間為8h～12h；混合料經過真空干燥機干燥后制粉，制粉是用40目～80目的篩網過篩制粉。
進一步的，所述步驟六中淬火專用油為ZZ-1型淬火專用油。
本發明還公開了一種硬質合金分切刀具用材料及其制備方法中步驟四壓制過程的專用石墨舟皿，包括盤底、外檐、均勻分布在外檐上表面的孔、均勻分布在外檐下表面的筋板和設置在筋板下表面的圓柱，所述圓柱適配于孔，所述孔與圓柱的數量和規則均相同，所述筋板均由外檐側面延伸到底盤中心線并重合。
進一步的，所述孔與圓柱的數量均為3個。
進一步的，所述筋板的高度為5mm～8mm；所述孔的深度為3mm或4mm；所述圓柱的高度為3mm或4mm。
與現有技術相比，本發明可以獲得以下技術效果：
(1)本發明中TiC的加入是為了提高合金的硬度，從而提高產品的使用壽命。
(2)本發明中濕磨可以將各組分原料充分的混合均勻。
(3)本發明中復合粘結相Fe-Ni-Co可有效的改善合金的抗疲勞性能和韌性，在滿足使用性能的同時可以有效的降低生產成本。
(4)本發明中混合料干燥速度快，料液經霧化后表面積大大增加，在熱風氣流中，瞬間就可蒸發95％-98％的水份，完成干燥時間僅需數秒鐘，物料具有良好的均勻度和流動性，產品純度高，質量好；生產過程簡化，操作控制方便。
(5)本發明中專用石墨舟皿的所述筋板均由外檐側面延伸到底盤中心線并重合，降低了石墨舟皿存在應力變形的可能。
(6)本發明中專用石墨舟皿的孔和圓柱的結構能夠保障石墨舟皿的堆疊效果好。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明流程示意圖。
圖2是本發明專用石墨舟皿的立體示意圖。
圖3是本發明專用石墨舟皿另一角度的立體示意圖。
其中：1.盤底，2.外檐，3.圓柱，4.筋板，5.孔。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
下面結合附圖及具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。
實施例一
如圖1所示，一種硬質合金分切刀具用材料及其制備方法，包括以下步驟：
步驟一，配料：將Fe、Co、Ni、Tic和WC加入濕磨機進行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:18％、Co:8.0％、Ni:4.0％、Tic:8.0％，余量為WC；
步驟二，濕磨：將步驟一配制好的原料、濕磨介質和成型劑一同加入濕磨機中混合均勻，濕磨時間為24h～28h；
步驟三，干燥制粒：將濕磨好的混合料在噴霧干燥塔內進行混合料干燥制粒；
步驟四，壓制:將干燥制粒好的混合料經壓力機壓制成型，壓力值為：0.3MPa～1.0MPa；
步驟五，燒結:將壓制成型的毛坯用石墨材質舟皿裝好放入真空燒結爐中，經1360℃～1420℃的高溫燒結，制成新型硬質合金材料；
步驟六，焠火:將燒結好的硬質合金材料放入淬火爐中進行淬火處理，溫度900℃～1100℃，保溫15min～20min，之后放入淬火專用油內極速冷卻，冷卻時間為1min～2min；
步驟七，深冷:步驟六淬火處理后的材料放入深冷爐內進行深冷處理，深冷溫度為-160℃～-190℃，深冷時間為:12h～24h；
步驟八，檢測。
其中：所述步驟一中Fe粉的粒度為0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co為粘結相。所述步驟二中濕磨介質為≥95％的無水乙醇，無水乙醇的加入比例為：330ml酒精/kg原料；成型劑為:PEG，加入比例為2％～3％。所述步驟三中噴霧干燥塔頂進口溫度為：180℃～230℃，塔底出口溫度為：90℃～100℃，干燥塔內部壓力為：1.6kpa～2.0kpa。所述步驟六中淬火專用油為ZZ-1型淬火專用油。
經檢測得出硬質合金分切刀具材料的密度D＝11.25g/cm2，洛氏硬度HRA＝87.5，抗彎強度TRS＝1985.0N/mm2。
實施例二
如圖1所示，一種硬質合金分切刀具用材料及其制備方法，包括以下步驟：
步驟一，配料：將Fe、Co、Ni、Tic和WC加入濕磨機進行混合；所述新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:20％、Co:5.0％、Ni:0.5％、Tic:5.0％，余量為WC；
步驟二，濕磨：將步驟一配制好的原料、濕磨介質和成型劑一同加入濕磨機中混合均勻，濕磨時間為24h～28h；
步驟三，真空干燥機并制粉，將濕磨好的混合料在真空干燥機內干燥，其真空度≥0.95MPa，干燥時間為8h～12h；混合料經過真空干燥機干燥后制粉，制粉是用40目～80目的篩網過篩制粉；
步驟四，壓制:將干燥制粒好的混合料經壓力機壓制成型，壓力值為：0.3MPa～1.0MPa；
步驟五，燒結:將壓制成型的毛坯用石墨材質舟皿裝好放入真空燒結爐中，經1360℃～1420℃的高溫燒結，制成新型硬質合金材料；
步驟六，焠火:將燒結好的硬質合金材料放入淬火爐中進行淬火處理，溫度900℃～1100℃，保溫15min～20min，之后放入淬火專用油內極速冷卻，冷卻時間為1min～2min；
步驟七，深冷:步驟六淬火處理后的材料放入深冷爐內進行深冷處理，深冷溫度為-160℃～-190℃，深冷時間為:12h～24h；
步驟八，檢測。
其中：所述步驟一中Fe粉的粒度為0.8um～1.0um，Co粒度≤1.0um，Ni粒度≤1.0um，所述Fe-Ni-Co為粘結相。所述步驟二中濕磨介質為≥95％的無水乙醇，無水乙醇的加入比例為：330ml酒精/kg原料；成型劑為:PEG，加入比例為2％～3％。所述步驟六中淬火專用油為ZZ-1型淬火專用油。
經檢測得出硬質合金分切刀具材料的密度D＝11.45g/cm2，洛氏硬度HRA＝87.5，抗彎強度TRS＝1647.0N/mm2。
實施例三
實施例三與實施例一或二步驟基本相同，區別在于，步驟一中新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:30％、Co:5.0％、Ni:0.5％、Tic:10％，余量為WC。
實施例四
實施例四與實施例一或二步驟基本相同，區別在于，步驟一中新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:5.0％、Co:10％、Ni:5.0％、Tic:15％，余量為WC。
實施例五
實施例四與實施例一或二步驟基本相同，區別在于，步驟一中新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:10％、Co:20％、Ni:3.0％、Tic:12％，余量為WC。
實施例六
實施例四與實施例一或二步驟基本相同，區別在于，步驟一中新型材料按重量百分比由如下原料制備而成：Fe:10％、Co:10％、Ni:0.5％、Tic:3.0％，余量為WC。
實施例七
如圖2和圖3所示，一種用于壓制過程的專用石墨舟皿，包括盤底1、外檐2、均勻分布在外檐2上表面的孔5、均勻分布在外檐2下表面的筋板4和設置在筋板4下表面的圓柱3，所述圓柱3適配于孔5，所述孔5與圓柱3的數量和規則均相同，所述筋板3均由外檐2側面延伸到底盤1中心線并重合。
其中：所述孔5與圓柱3的數量均為3個；所述筋板4的高度為5mm；所述孔5的深度為4mm；所述圓柱3的高度為4mm。
實施例八
如圖2和圖3所示，一種用于壓制過程的專用石墨舟皿，包括盤底1、外檐2、均勻分布在外檐2上表面的孔5、均勻分布在外檐2下表面的筋板4和設置在筋板4下表面的圓柱3，所述圓柱3適配于孔5，所述孔5與圓柱3的數量和規則均相同，所述筋板3均由外檐2側面延伸到底盤1中心線并重合。
其中：所述孔5與圓柱3的數量均為3個；所述筋板4的高度為8mm；所述孔5的深度為3mm；所述圓柱3的高度為3mm。
本發明中的有益效果是這樣實現的：
(1)本發明中TiC的加入是為了提高合金的硬度，含TiC的硬質合金刀具硬度高、耐磨性好，這樣切削速度可以提高，故適用于精加工，從而提高產品的使用壽命。
(2)本發明中濕磨是配制好的原料、濕磨介質和成型劑一同加入濕磨機中混合，可以將各組分原料充分的混合均勻。
(3)本發明中復合粘結相Fe-Ni-Co可有效的改善合金的抗疲勞性能和韌性，在滿足使用性能的同時可以有效的降低生產成本。
(4)本發明中混合料干燥速度快，料液經霧化后表面積大大增加，在熱風氣流中，瞬間就可蒸發95％-98％的水份，完成干燥時間僅需數秒鐘，物料具有良好的均勻度和流動性，產品純度高，質量好；生產過程簡化，操作控制方便。
(5)本發明中專用石墨舟皿的所述筋板均由外檐側面延伸到底盤中心線并重合，降低了石墨舟皿存在應力變形的可能。
(6)本發明中專用石墨舟皿的孔和圓柱的結構能夠保障石墨舟皿的堆疊效果好。
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