一种自润滑合金刀具材料及制备方法

1.本发明涉及一种自润滑合金刀具材料及制备方法，适用于在金属切削时提高刀具的综合力学性能和切削性能。


背景技术：

2.硬质合金和立方氮化硼是机械制造领域最常用到的刀具材料，但是，二者都有不足之处：硬质合金耐高温和耐磨性较低，摩擦系数较大（0.5左右），立方氮化硼涂层韧性差、抗冲击性能(较脆)不足，且涂层易脱落，但是，耐高温和耐磨性都很好，摩擦系数较小（0.15左右），具有自润滑特性，二者刚好可以优缺点互补。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于：针对上述问题，汲取二者优点于一身，提供一种合金刀具材料及其制备方法，使刀具充分发挥更加优越的综合力学性能和切削性能。
4.本发明所采用的技术方案是:一种自润滑合金刀具材料及制备方法，将硬质合金原料粉末（wc或tic，颗粒度2μm）与立方氮化硼颗粒（cbn，颗粒度20μm），按照 2:1体积比进行混合配料；在配料中加入镍粉（体积占比2%）和聚酰胺蜡（体积占比1%）作为混合粘结剂，充分搅拌混合，以保证合金组织材料组织的一致性，再加热到50℃进行真空干燥制得混合原料；将混合原料加热到粘结金属镍粉熔点（1450℃），使硬化材料与粘结金属形成共晶合金，倒入模具压制成型，再进行60min保温后冷却，硬质合金和立方氮化硼硬化相即可均匀分布在粘结金属网格中，形成自润滑合金组织材料。
5.本发明的有益效果是：将硬质合金与立方氮化硼结合在一起，综合了硬质合金的韧性和立方氮化硼的高硬度、高耐磨性、低摩擦系数，刀具材料摩擦系数只有0.2，让刀具不仅具有良好的自润滑性能，而且耐磨性和耐高温性能得到提升，进一步提高了刀具切削速度和耐用度，使刀具的综合力学性能和切削性能比硬质合金和立方氮化硼都更加优越。
具体实施方式
6.将硬质合金原料粉末（wc或tic，颗粒度2μm）与立方氮化硼颗粒（cbn，颗粒度20μm），按照 2:1体积比进行混合配料；在配料中加入镍粉（体积占比2%）和聚酰胺蜡（体积占比1%）作为混合粘结剂，充分搅拌混合，加热到145℃进行真空干燥制得混合原料；将混合原料加热到粘结金属镍粉熔点（1450℃），使硬化材料与粘结金属形成共晶合金，倒入模具进行压制成型，再进行60min保温后冷却，硬质合金和立方氮化硼硬化相即可均匀分布在粘结金属网格中，形成自润滑合金组织材料。


技术特征：
1.本发明涉及一种自润滑合金刀具材料及制备方法，其特征在于，将硬质合金粉末和立方氮化硼颗粒采用一定的烧结工艺，形成自润滑合金组织，其制备方法如下：（1）将硬质合金原料粉末（wc或tic，颗粒度2μm）与立方氮化硼颗粒（cbn，20μm），按照 2:1体积比进行混合配料；（2）在配料中加入镍粉（体积占比2%）和聚酰胺蜡（体积占比1%）作为混合粘结剂，充分搅拌混合，加热到145℃进行真空干燥制得混合原料；（3）将混合原料加热到粘结金属镍粉熔点（1450℃），使硬化材料与粘结金属形成共晶合金，倒入模具压制成型，再进行60min保温后冷却，硬质合金和立方氮化硼硬化相即可均匀分布在粘结金属网格中，形成自润滑合金组织材料。

技术总结
本发明涉及一种自润滑合金刀具材料及制备方法，所采用的技术方案是:将硬质合金原料粉末（WC或TiC，颗粒度2μm）与立方氮化硼颗粒（CBN，颗粒度20μm），按照2:1体积比进行混合配料；在配料中加入镍粉（体积占比2%）和聚酰胺蜡（体积占比1%）作为混合粘结剂，充分搅拌混合，以保证合金组织材料组织的一致性，加热到145℃进行真空干燥制得混合原料；将混合原料加热到粘结金属镍粉熔点（1450℃），使硬化材料与粘结金属形成共晶合金，倒入模具进行压制成型，再进行60min保温后冷却，硬质合金和立方氮化硼硬化相即可均匀分布在粘结金属网格中，形成自润滑合金组织材料。自润滑合金组织材料。


技术研发人员：马跃林 牛文莉 王占领
受保护的技术使用者：陕西理工大学
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/6/28