超細硬質合金盲孔棒材的製備方法
2023-08-10 01:58:06 2
超細硬質合金盲孔棒材的製備方法
【專利摘要】本發明涉及超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，採用擠壓成型方式製備出直孔超細硬質合金棒材軟坯，採用擠壓或者模壓方法製備出實心棒材軟坯，實心棒材軟坯的直徑比直孔棒材軟坯的直孔直徑小，實心棒材軟坯的收縮係數比直孔棒材軟坯的收縮係數小，將實心棒材軟坯截至給定長度放入直孔棒材軟坯一端孔中並固定，放置於低壓燒結爐中燒結，燒結時直孔棒材軟坯內孔比放入的實心棒材軟坯的收縮係數大，燒結過程中產生的預應力使直孔棒材軟坯和實心棒材軟坯通過冶金結合緻密化，製備出不同直徑和深度的超細硬質合金盲孔棒材。製備得到的超細硬質合金盲孔棒材用於製造汽車、航空機械及其他機械設備零部件加工用非標、高效硬質合金整體內冷鑽頭。
【專利說明】超細硬質合金盲孔棒材的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，應用該方法製備的超細硬質合金盲孔棒材可用於製造汽車、航空機械及其他機械設備零部件加工用非標、高效硬質合金整體鑽頭。
【背景技術】
[0002]鑽孔是現代自動加工線或者加工中心上最常見的工序。鑽頭是鑽孔常用工具，其在使用過程中，由於承受的力較大，容易發熱、磨損，尤其是在刀尖頂部位置。
[0003]為了延長鑽頭的使用壽命，人們使用了一系列的方法，最常見的是外部冷卻工藝。但是在這種工藝下，因為加工過程中碎屑的不斷排出，冷卻劑難以到達頂端，達不到理想的冷卻效果。隨著加工深度和難度的增加，這種冷卻工藝所設想的效果越來越難以表現出來。
[0004]因此，國外出現的帶內冷卻直孔的硬質合金鑽頭，進一步提高了深孔加工的效率，滿足了自動加工線及加工中心的需要。在切削加工過程中，可以及時的除掉加工面上的金屬碎屑，延長硬質合金工具壽命。但是近年來，隨著對鑽孔效率、鑽孔深度及鑽孔質量的日益提高，直孔內冷鑽頭逐漸滿足不了高效孔加工對鑽頭的性能要求。為了滿足深孔和特殊孔的鑽孔要求，提高排屑效率，目前設計了各種類型的側孔內冷刀具，這種刀具傳統製作方法一是將實心超細硬質合金棒材用電火花加工的辦法先打出一定深度的內冷盲孔，然後根據需要在側面打通內孔的方法製作刀具，由於此類鑽頭盲孔較深，用電火花方法加工盲孔生產效率極低，且浪費材料，產品尺寸不易控制，成品率低；二是將帶直孔的超細硬質合金棒材一端用其它材料堵上形成盲孔，這種方法由於要採用加熱的方式其他材料熔化把孔堵上，由於硬質合金屬於脆性材料，在加熱時很容易形成熱裂紋，且堵孔材料與硬質合金棒材之間結合狀態不容易精確掌握，這都影響了此類鑽頭使用壽命的提高和推廣應用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，旨在為製作內冷側孔超細硬質合金鑽頭提供一種盲孔硬質合金棒材，以提高鑽頭加工質量、加工效率及成品率，進而提高側孔內冷硬質合金鑽頭的使用壽命。
[0006]本發明的目的通過以下技術方案來實現:
超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，特點是:採用擠壓成型方式製備出直孔超細硬質合金棒材軟坯，採用擠壓或者模壓方法製備出實心棒材軟坯，實心棒材軟坯的直徑比直孔棒材軟坯的直孔直徑小，實心棒材軟坯的收縮係數比直孔棒材軟坯的收縮係數小,將實心棒材軟坯截至給定長度放入直孔棒材軟坯一端孔中並固定，放置於低壓燒結爐中燒結，燒結時直孔棒材軟坯內孔比放入的實心棒材軟坯的收縮係數大,燒結過程中產生的預應力使直孔棒材軟坯和實心棒材軟坯通過冶金結合緻密化，製備出不同直徑和深度的超細硬質合金盲孔棒材。
[0007]進一步地，上述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，超細硬質合金盲孔棒材的WC晶粒度為0.2?0.8 μ m，Co含量為6?14%，VC含量為O?0.8%, Cr3C2含量為0.3?1.2%。
[0008]更進一步地，上述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，採用真空活塞式擠壓或者真空螺杆式擠壓成型方式製備出直孔超細硬質合金棒材軟坯。
[0009]更進一步地，上述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，直孔超細硬質合金棒材軟坯的收縮係數為20?40%。
[0010]更進一步地，上述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，實心棒材軟坯通過調整超細混合料中成型劑含量或者壓制壓力，使實心棒材軟坯收縮係數比直孔棒材小2?11%。
[0011]更進一步地，上述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，實心棒材軟坯的直徑比直孔棒材軟坯的直孔直徑小I?10%。
[0012]再進一步地，上述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，燒結前將實心短棒軟坯按設計尺寸要求放入直孔棒材軟坯一端孔中並固定，放置在低壓燒結爐中於1340?1420°C溫度下燒結36?60h，燒結壓力為I?lOMPa，使實心短棒軟坯與直孔棒材軟坯在收縮預應力作用下通過冶金結合緻密化，從而形成盲孔。
[0013]本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在:
本發明方法生產的超細硬質合金盲孔棒材可精確控制盲孔的深度，並可保證盲孔端合金組織均勻緻密，因而可大幅提高各種側孔內冷鑽頭的生產效率和產品質量，最終提高了側孔內冷硬質合金鑽頭的使用壽命。與傳統生產方法相比，簡化了生產工藝，提高了盲孔的尺寸控制精度，並保證了合金質量。所述超細硬質合金盲孔棒材用於製造汽車、航空機械及其他機械設備零部件加工用非標、高效硬質合金整體內冷鑽頭。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明:
圖1:盲孔超細硬質合金棒材製備過程示意圖；
圖中附圖標記的含義:1為直孔棒材軟坯；2為實心棒材軟坯；3為超細硬質合金盲孔棒材；
圖2:棒材盲孔處合金金相組織照片。
【具體實施方式】
[0015]超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，如圖1所示，採用真空活塞式擠壓或者真空螺杆式擠壓成型方式製備出直孔超細硬質合金棒材軟坯1，直孔超細硬質合金棒材軟坯I的收縮係數為20?40%，採用擠壓或者模壓方法製備出實心棒材軟坯2，實心棒材軟坯2的直徑比直孔棒材軟坯I的直孔直徑小I?10%，實心棒材軟坯2通過調整超細混合料中成型劑含量或者壓制壓力使實心棒材軟坯收縮係數比直孔棒材小2?11%，將實心棒材軟坯2截至給定長度放入直孔棒材軟坯I 一端孔中並固定，放置在低壓燒結爐中於1340?1420°C溫度下燒結36?60h，高溫燒結時通過氬氣加壓促使合金緻密化，燒結壓力為I?lOMPa，使實心短棒軟坯與直孔棒材軟坯在收縮預應力作用下通過冶金結合緻密化，從而形成盲孔，製備出不同直徑和深度的超細硬質合金盲孔棒材3。
[0016]超細硬質合金盲孔棒材的WC晶粒度為0.2?0.8 μ m，Co含量為6?14%，VC含量為 O ?0.8%, Cr3C2 含量為 0.3 ?1.2%。
[0017]因直孔棒材軟坯收縮比放入的實心棒材軟坯大，因此在燒結過程中直孔棒材燒結收縮產生預緊力作用在實心棒材上，使兩者在燒結過程中產生冶金結合，實現緻密化，合金金相組織照片如圖2所示，製備出不同規格的超細硬質合金盲孔棒材。
實施例
[0018]首先，真空活塞式擠壓或者螺杆真空擠壓方式成型規定尺寸的直孔超細硬質合金圓棒軟坯，超細硬質合金WC晶粒度為0.2?0.8 μ m，Co含量為6?14%，VC含量為O?
0.8%，Cr3C2含量為0.3?1.2%，軟坯收縮係數控制在20?40% ;同時採用同樣配方的混合料，通過調整超細混合料中成型劑含量或者壓制壓力的方式，採用擠壓或者模壓方式製備直徑比內孔直徑小1-10%的實心棒材軟坯，軟坯收縮係數比直孔超細硬質合金棒材軟坯小2-11%，將實心棒材軟坯截至規定長度放入直孔棒材軟坯一端孔中並固定，放置在低壓燒結爐中，於1340?1420°C溫度下燒結36?60h，高溫燒結時通過氬氣加壓促使合金緻密化，壓力為flOMPa。燒結時，因直孔棒材軟坯收縮比放入的實心棒材軟坯大，因此在燒結過程中直孔棒材燒結收縮產生預緊力作用於實心棒材上，使兩者在燒結過程中產生冶金結合，實現緻密化，從而製備出不同規格的超細硬質合金盲孔棒材。使用該超細硬質合金盲孔棒材製作汽車發動機孔加工鑽頭，鑽頭製作效率提高了 30%，合格率提高了 25%，鑽頭使用壽命提高了 60%，取得了良好的經濟和社會效益。
[0019]綜上所述，上述方法生產的盲孔棒材可精確控制盲孔的深度，並可保證盲孔端合金組織均勻緻密，與傳統生產方法相比，簡化了生產工藝，提高了盲孔的尺寸控制精度，並保證了合金質量，因而可大幅提高各種側孔內冷鑽頭的生產效率和產品質量，最終提高了側孔內冷硬質合金鑽頭的使用壽命，值得在業內廣泛推廣應用。超細硬質合金盲孔棒材用於製造汽車、航空機械及其他機械設備零部件加工用非標、高效硬質合金整體內冷鑽頭。
[0020]需要理解到的是:上述說明並非是對本發明的限制，在本發明構思範圍內，所進行的添加、變換、替換等，也應屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，其特徵在於:採用擠壓成型方式製備出直孔超細硬質合金棒材軟坯，採用擠壓或者模壓方法製備出實心棒材軟坯，實心棒材軟坯的直徑比直孔棒材軟坯的直孔直徑小，實心棒材軟坯的收縮係數比直孔棒材軟坯的收縮係數小，將實心棒材軟坯截至給定長度放入直孔棒材軟坯一端孔中並固定，放置於低壓燒結爐中燒結，燒結時直孔棒材軟坯內孔比放入的實心棒材軟坯的收縮係數大，燒結過程中產生的預應力使直孔棒材軟坯和實心棒材軟坯通過冶金結合緻密化，製備出不同直徑和深度的超細硬質合金盲孔棒材。
2.根據權利要求1所述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，其特徵在於:超細硬質合金盲孔棒材的WC晶粒度為0.2?0.8 μ m，Co含量為6?14%，VC含量為O?0.8%，Cr3C2含量為0.3?1.2%ο
3.根據權利要求1所述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，其特徵在於:採用真空活塞式擠壓或者真空螺杆式擠壓成型方式製備出直孔超細硬質合金棒材軟坯。
4.根據權利要求1或3所述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，其特徵在於:直孔超細硬質合金棒材軟坯的收縮係數為20?40%。
5.根據權利要求1所述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，其特徵在於:實心棒材軟坯通過調整超細混合料中成型劑含量或者壓制壓力，使實心棒材軟坯收縮係數比直孔棒材小2?11%。
6.根據權利要求1所述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，其特徵在於:實心棒材軟坯的直徑比直孔棒材軟坯的直孔直徑小I?10%。
7.根據權利要求1所述的超細硬質合金盲孔棒材的製備方法，其特徵在於:燒結前將實心短棒軟坯按設計尺寸要求放入直孔棒材軟坯一端孔中並固定，放置在低壓燒結爐中於1340?1420°C溫度下燒結36?60h，燒結壓力為I?lOMPa，使實心短棒軟坯與直孔棒材軟坯在收縮預應力作用下通過冶金結合緻密化，從而形成盲孔。
【文檔編號】B22F3/16GK103934458SQ201410199792
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】徐純芳, 武發績, 鄒宇星, 李友軍, 黃慶明 申請人:蘇州新銳合金工具股份有限公司