超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，采用擠壓成型方式制備出直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯，采用擠壓或者模壓方法制備出實(shí)心棒材軟坯，實(shí)心棒材軟坯的直徑比直孔棒材軟坯的直孔直徑小，實(shí)心棒材軟坯的收縮系數(shù)比直孔棒材軟坯的收縮系數(shù)小，將實(shí)心棒材軟坯截至給定長(zhǎng)度放入直孔棒材軟坯一端孔中并固定，放置于低壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)直孔棒材軟坯內(nèi)孔比放入的實(shí)心棒材軟坯的收縮系數(shù)大，燒結(jié)過程中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力使直孔棒材軟坯和實(shí)心棒材軟坯通過冶金結(jié)合致密化，制備出不同直徑和深度的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材。制備得到的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材用于制造汽車、航空機(jī)械及其他機(jī)械設(shè)備零部件加工用非標(biāo)、高效硬質(zhì)合金整體內(nèi)冷鉆頭。
【專利說明】超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，應(yīng)用該方法制備的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材可用于制造汽車、航空機(jī)械及其他機(jī)械設(shè)備零部件加工用非標(biāo)、高效硬質(zhì)合金整體鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆孔是現(xiàn)代自動(dòng)加工線或者加工中心上最常見的工序。鉆頭是鉆孔常用工具，其在使用過程中，由于承受的力較大，容易發(fā)熱、磨損，尤其是在刀尖頂部位置。
[0003]為了延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命，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?yàn)榧庸み^程中碎屑的不斷排出，冷卻劑難以到達(dá)頂端，達(dá)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(shè)想的效果越來越難以表現(xiàn)出來。
[0004]因此，國(guó)外出現(xiàn)的帶內(nèi)冷卻直孔的硬質(zhì)合金鉆頭，進(jìn)一步提高了深孔加工的效率，滿足了自動(dòng)加工線及加工中心的需要。在切削加工過程中，可以及時(shí)的除掉加工面上的金屬碎屑，延長(zhǎng)硬質(zhì)合金工具壽命。但是近年來，隨著對(duì)鉆孔效率、鉆孔深度及鉆孔質(zhì)量的日益提高，直孔內(nèi)冷鉆頭逐漸滿足不了高效孔加工對(duì)鉆頭的性能要求。為了滿足深孔和特殊孔的鉆孔要求，提高排屑效率，目前設(shè)計(jì)了各種類型的側(cè)孔內(nèi)冷刀具，這種刀具傳統(tǒng)制作方法一是將實(shí)心超細(xì)硬質(zhì)合金棒材用電火花加工的辦法先打出一定深度的內(nèi)冷盲孔，然后根據(jù)需要在側(cè)面打通內(nèi)孔的方法制作刀具，由于此類鉆頭盲孔較深，用電火花方法加工盲孔生產(chǎn)效率極低，且浪費(fèi)材料，產(chǎn)品尺寸不易控制，成品率低；二是將帶直孔的超細(xì)硬質(zhì)合金棒材一端用其它材料堵上形成盲孔，這種方法由于要采用加熱的方式其他材料熔化把孔堵上，由于硬質(zhì)合金屬于脆性材料，在加熱時(shí)很容易形成熱裂紋，且堵孔材料與硬質(zhì)合金棒材之間結(jié)合狀態(tài)不容易精確掌握，這都影響了此類鉆頭使用壽命的提高和推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，旨在為制作內(nèi)冷側(cè)孔超細(xì)硬質(zhì)合金鉆頭提供一種盲孔硬質(zhì)合金棒材，以提高鉆頭加工質(zhì)量、加工效率及成品率，進(jìn)而提高側(cè)孔內(nèi)冷硬質(zhì)合金鉆頭的使用壽命。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，特點(diǎn)是:采用擠壓成型方式制備出直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯，采用擠壓或者模壓方法制備出實(shí)心棒材軟坯，實(shí)心棒材軟坯的直徑比直孔棒材軟坯的直孔直徑小，實(shí)心棒材軟坯的收縮系數(shù)比直孔棒材軟坯的收縮系數(shù)小,將實(shí)心棒材軟坯截至給定長(zhǎng)度放入直孔棒材軟坯一端孔中并固定，放置于低壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)直孔棒材軟坯內(nèi)孔比放入的實(shí)心棒材軟坯的收縮系數(shù)大,燒結(jié)過程中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力使直孔棒材軟坯和實(shí)心棒材軟坯通過冶金結(jié)合致密化，制備出不同直徑和深度的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材。
[0007]進(jìn)一步地，上述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，超細(xì)硬質(zhì)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(jìn)一步地，上述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，采用真空活塞式擠壓或者真空螺桿式擠壓成型方式制備出直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯。
[0009]更進(jìn)一步地，上述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯的收縮系數(shù)為20?40%。
[0010]更進(jìn)一步地，上述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，實(shí)心棒材軟坯通過調(diào)整超細(xì)混合料中成型劑含量或者壓制壓力，使實(shí)心棒材軟坯收縮系數(shù)比直孔棒材小2?11%。
[0011]更進(jìn)一步地，上述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，實(shí)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(jìn)一步地，上述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，燒結(jié)前將實(shí)心短棒軟坯按設(shè)計(jì)尺寸要求放入直孔棒材軟坯一端孔中并固定，放置在低壓燒結(jié)爐中于1340?1420°C溫度下燒結(jié)36?60h，燒結(jié)壓力為I?lOMPa，使實(shí)心短棒軟坯與直孔棒材軟坯在收縮預(yù)應(yīng)力作用下通過冶金結(jié)合致密化，從而形成盲孔。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
本發(fā)明方法生產(chǎn)的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材可精確控制盲孔的深度，并可保證盲孔端合金組織均勻致密，因而可大幅提高各種側(cè)孔內(nèi)冷鉆頭的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，最終提高了側(cè)孔內(nèi)冷硬質(zhì)合金鉆頭的使用壽命。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了盲孔的尺寸控制精度，并保證了合金質(zhì)量。所述超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材用于制造汽車、航空機(jī)械及其他機(jī)械設(shè)備零部件加工用非標(biāo)、高效硬質(zhì)合金整體內(nèi)冷鉆頭。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
圖1:盲孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材制備過程示意圖；
圖中附圖標(biāo)記的含義:1為直孔棒材軟坯；2為實(shí)心棒材軟坯；3為超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材；
圖2:棒材盲孔處合金金相組織照片。
【具體實(shí)施方式】
[0015]超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，如圖1所示，采用真空活塞式擠壓或者真空螺桿式擠壓成型方式制備出直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯1，直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯I的收縮系數(shù)為20?40%，采用擠壓或者模壓方法制備出實(shí)心棒材軟坯2，實(shí)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(shí)心棒材軟坯2通過調(diào)整超細(xì)混合料中成型劑含量或者壓制壓力使實(shí)心棒材軟坯收縮系數(shù)比直孔棒材小2?11%，將實(shí)心棒材軟坯2截至給定長(zhǎng)度放入直孔棒材軟坯I 一端孔中并固定，放置在低壓燒結(jié)爐中于1340?1420°C溫度下燒結(jié)36?60h，高溫?zé)Y(jié)時(shí)通過氬氣加壓促使合金致密化，燒結(jié)壓力為I?lOMPa，使實(shí)心短棒軟坯與直孔棒材軟坯在收縮預(yù)應(yīng)力作用下通過冶金結(jié)合致密化，從而形成盲孔，制備出不同直徑和深度的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材3。
[0016]超細(xì)硬質(zhì)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(shí)心棒材軟坯大，因此在燒結(jié)過程中直孔棒材燒結(jié)收縮產(chǎn)生預(yù)緊力作用在實(shí)心棒材上，使兩者在燒結(jié)過程中產(chǎn)生冶金結(jié)合，實(shí)現(xiàn)致密化，合金金相組織照片如圖2所示，制備出不同規(guī)格的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材。
實(shí)施例
[0018]首先，真空活塞式擠壓或者螺桿真空擠壓方式成型規(guī)定尺寸的直孔超細(xì)硬質(zhì)合金圓棒軟坯，超細(xì)硬質(zhì)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%，軟坯收縮系數(shù)控制在20?40% ;同時(shí)采用同樣配方的混合料，通過調(diào)整超細(xì)混合料中成型劑含量或者壓制壓力的方式，采用擠壓或者模壓方式制備直徑比內(nèi)孔直徑小1-10%的實(shí)心棒材軟坯，軟坯收縮系數(shù)比直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯小2-11%，將實(shí)心棒材軟坯截至規(guī)定長(zhǎng)度放入直孔棒材軟坯一端孔中并固定，放置在低壓燒結(jié)爐中，于1340?1420°C溫度下燒結(jié)36?60h，高溫?zé)Y(jié)時(shí)通過氬氣加壓促使合金致密化，壓力為flOMPa。燒結(jié)時(shí)，因直孔棒材軟坯收縮比放入的實(shí)心棒材軟坯大，因此在燒結(jié)過程中直孔棒材燒結(jié)收縮產(chǎn)生預(yù)緊力作用于實(shí)心棒材上，使兩者在燒結(jié)過程中產(chǎn)生冶金結(jié)合，實(shí)現(xiàn)致密化，從而制備出不同規(guī)格的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材。使用該超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材制作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)孔加工鉆頭，鉆頭制作效率提高了 30%，合格率提高了 25%，鉆頭使用壽命提高了 60%，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0019]綜上所述，上述方法生產(chǎn)的盲孔棒材可精確控制盲孔的深度，并可保證盲孔端合金組織均勻致密，與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了盲孔的尺寸控制精度，并保證了合金質(zhì)量，因而可大幅提高各種側(cè)孔內(nèi)冷鉆頭的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，最終提高了側(cè)孔內(nèi)冷硬質(zhì)合金鉆頭的使用壽命，值得在業(yè)內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用。超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材用于制造汽車、航空機(jī)械及其他機(jī)械設(shè)備零部件加工用非標(biāo)、高效硬質(zhì)合金整體內(nèi)冷鉆頭。
[0020]需要理解到的是:上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)，所進(jìn)行的添加、變換、替換等，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，其特征在于:采用擠壓成型方式制備出直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯，采用擠壓或者模壓方法制備出實(shí)心棒材軟坯，實(shí)心棒材軟坯的直徑比直孔棒材軟坯的直孔直徑小，實(shí)心棒材軟坯的收縮系數(shù)比直孔棒材軟坯的收縮系數(shù)小，將實(shí)心棒材軟坯截至給定長(zhǎng)度放入直孔棒材軟坯一端孔中并固定，放置于低壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)直孔棒材軟坯內(nèi)孔比放入的實(shí)心棒材軟坯的收縮系數(shù)大，燒結(jié)過程中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力使直孔棒材軟坯和實(shí)心棒材軟坯通過冶金結(jié)合致密化，制備出不同直徑和深度的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，其特征在于:超細(xì)硬質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，其特征在于:采用真空活塞式擠壓或者真空螺桿式擠壓成型方式制備出直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，其特征在于:直孔超細(xì)硬質(zhì)合金棒材軟坯的收縮系數(shù)為20?40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，其特征在于:實(shí)心棒材軟坯通過調(diào)整超細(xì)混合料中成型劑含量或者壓制壓力，使實(shí)心棒材軟坯收縮系數(shù)比直孔棒材小2?11%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，其特征在于:實(shí)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(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)硬質(zhì)合金盲孔棒材的制備方法，其特征在于:燒結(jié)前將實(shí)心短棒軟坯按設(shè)計(jì)尺寸要求放入直孔棒材軟坯一端孔中并固定，放置在低壓燒結(jié)爐中于1340?1420°C溫度下燒結(jié)36?60h，燒結(jié)壓力為I?lOMPa，使實(shí)心短棒軟坯與直孔棒材軟坯在收縮預(yù)應(yīng)力作用下通過冶金結(jié)合致密化，從而形成盲孔。
【文檔編號(hào)】B22F3/16GK103934458SQ201410199792
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】徐純芳, 武發(fā)績(jī), 鄒宇星, 李友軍, 黃慶明 申請(qǐng)人:蘇州新銳合金工具股份有限公司