技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金刀具材料，尤其與用于深孔加工用鉆頭的刀具材料及其制備方法有關(guān)。

背景技術(shù)：
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隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，核電作為一種低碳清潔能源發(fā)展迅速。核電關(guān)鍵零部件蒸汽發(fā)生器管板材料主要是由鎳基合金 EQNiCrFe-7A制造而成，由于其具有抗高溫氧化和高溫耐蝕性的特殊性能，屬于典型的難加工材料。同時由于深孔加工系統(tǒng)有著半封閉、切削溫度高、切削熱不易傳散、排屑困難的特殊性，因此深孔鉆鉆削時切削力大,切削溫度高, 現(xiàn)有的硬質(zhì)合金，其成分包括：9%Co，22.5%（W，Ti）C,5.5%TaC,其余WC，按比例配制成粉末，球磨、干燥、制粒后以1.0T/cm3壓制壓力將粉末壓成刀片毛坯，在溫度1450℃，5MPa低壓燒結(jié)1.5h。制成的刀片抗彎強(qiáng)度2017MPa；洛氏硬度91.4。鉆削刀刃的磨料磨損、擴(kuò)散磨損乃至氧化磨損都較嚴(yán)重,尤其當(dāng)工件中存在一些硬質(zhì)化合物時，磨損更加嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高溫紅硬性好、耐磨性好的用于深孔加工硬質(zhì)合金刀具材料及其制備方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

用于深孔加工硬質(zhì)合金刀具材料，由如下重量百分比的原料制成：粘結(jié)相Co，8%-12%，四元固溶體（W，Ti，Ta，Nb）C1，5%-22%，余量為WC，其中WC晶粒度1-1.5um，Co晶粒度1-1.5um，四元固溶體晶粒度1.4-2.5um。

四元固溶體（W，Ti，Ta，Nb）C中WC：TiC：TaC：NbC的質(zhì)量比為:1:2:1:1。

四元固溶體（W，Ti，Ta，Nb）C的制備方法：將WC、TiO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅按照12-20:40-50:10-20:10-20重量比進(jìn)行配制，另加炭黑作為還原劑，在干式球磨機(jī)中均勻混合10小時，然后在1700-1800℃溫度下還原反應(yīng)，最終于2000℃~2200℃條件下真空固溶3-5小時制備出四元固溶體粉末。

用于深孔加工硬質(zhì)合金刀具材料的制備方法，將平均粒徑分別為1-1.5μm的WC、1.5-2.5μm的四元固溶體（（W，Ti，Ta，Nb）C、以及1μm的Co混合，以正己烷為濕磨介質(zhì)，每公斤粉末加350毫升正己烷，球料比為4:1，球磨時間82h，再加入重量百分比2%蠟混合2h，干燥制粒后的粉末以1-1.2T/cm³的壓力壓制成型，在低壓爐中經(jīng)1450℃-1475℃燒結(jié)1.5h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)如下：

本發(fā)明從化學(xué)成分上添加了四元（W，Ti，Ta，Nb）C固溶體，能夠充分發(fā)揮Ti，Ta，Nb的優(yōu)良性能，抑制晶粒長大，提高合金硬度和強(qiáng)度，同時改善合金的高溫性能和耐磨性。

附圖說明：

圖1為深孔鉆鉆頭主視圖。

圖2為圖1的左視圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

將2umWC粉末、1umTiO₂粉末、1umTa₂O₅粉末、1um Nb₂O₅按照16.43:43.8:18.97:20.82重量比進(jìn)行配制，另加重量百分比29.88%的炭黑。在干式球磨機(jī)中均勻混合10小時，然后在1800℃溫度下還原反應(yīng)，最終于2100℃條件下真空固溶4小時制備出四元固溶體粉末（W_0.1Ti_0.63Ta_0.09Nb_0.18）C。

將制得的（W，Ti，Ta，Nb）C固溶體粉末，制備深孔加工用硬質(zhì)合金刀片。步驟如下：

按照9%Co，20%（W，Ti，Ta，Nb）C，71%WC的重量百分比，將平均粒徑分別為1μm的WC、1.5μm的（W，Ti，Ta，Nb）C、以及1μm的Co混合，以己烷為濕磨介質(zhì)，每公斤粉末加350毫升，球料比為4:1，球磨時間64h，球磨時間64h后，再參蠟混合2h，干燥制粒后以1.0T/cm³壓制壓力將粉末壓成刀片毛坯，在溫度1450℃，5MPa低壓燒結(jié)1.5h。制成的刀片抗彎強(qiáng)度2178MPa；洛氏硬度91.5。

試驗例：

對比硬質(zhì)合金刀片：

一種現(xiàn)有技術(shù)的硬質(zhì)合金，其成分包括：9%Co，22.5%（W，Ti）C,5.5%TaC,其余WC，按比例配制成粉末，球磨、干燥、制粒后以1.0T/cm3壓制壓力將粉末壓成刀片毛坯，在溫度1450℃，5MPa低壓燒結(jié)1.5h。制成的刀片抗彎強(qiáng)度2017MPa；洛氏硬度91.4.

實(shí)驗例1：

將實(shí)施例1硬質(zhì)合金材料和對比硬質(zhì)合金材料分別制作成深孔鉆頭刀片，刀片見附圖.然后再經(jīng)過相同的涂層工藝處理后在實(shí)驗室進(jìn)行切削驗證，其結(jié)果如下表。從表中可以看出，實(shí)施例1制得的硬質(zhì)合金刀片在鉆削長度達(dá)到8.216m之后刀面磨損量僅0.2mm；且排屑情況良好，鉆削性能出色。

實(shí)驗例2：

將實(shí)施例1硬質(zhì)合金刀具材料制作成深孔鉆頭刀片，刀片附圖.與國外鉆頭進(jìn)行現(xiàn)場對比試驗，對各個鉆頭打孔數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，以機(jī)床設(shè)定相同的峰值推力和峰值電流作為判定極限壽命的依據(jù)，統(tǒng)計結(jié)果顯示如下表。從表中可以看出，（1）實(shí)施例1制得的鉆頭平均壽命是24孔（19.2m），高于進(jìn)口鉆頭16.6%，（2）實(shí)施例1鉆頭的磨損，小于進(jìn)口鉆頭，平均磨損小50%以上。（3）實(shí)施例1鉆頭鉆孔垂直度高于進(jìn)口鉆頭。