一種精密加工用合金數(shù)控刀片及其制備工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種精密加工用合金數(shù)控刀片及其制備工藝。一種精密加工用合金數(shù)控刀片的制備工藝包括以下步驟：球磨混合原料并真空熔煉、噴射激光束進行熔化再造粒、加入石墨烯并壓制成型、燒結(jié)并噴砂毛化和激光熔覆保護涂層并濕噴砂處理。本發(fā)明專利技術(shù)通過將金屬原料球磨后經(jīng)過真空熔煉制成條狀合金，再通過激光束將旋轉(zhuǎn)的條狀合金熔化成熔體液滴，該液滴迅速冷卻固化后，得到的合金粉末成分分布均勻、粒度可控，利用該合金粉末制作的數(shù)控刀片精密度較高，且具備優(yōu)異的耐磨性能和抗沖擊韌性。具備優(yōu)異的耐磨性能和抗沖擊韌性。具備優(yōu)異的耐磨性能和抗沖擊韌性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種精密加工用合金數(shù)控刀片及其制備工藝


[0001]本專利技術(shù)涉及數(shù)控刀片領(lǐng)域，具體涉及一種精密加工用合金數(shù)控刀片及其制備工藝。

技術(shù)介紹

[0002]數(shù)控刀片是可轉(zhuǎn)位車削刀片的總稱，主要應(yīng)用在金屬的車削、銑削、切斷切槽、螺紋車削等領(lǐng)域，它可分為金屬陶瓷刀片、非金屬陶瓷刀片和硬質(zhì)合金刀片等，具有高效率、高耐磨和耐高溫等性能。
[0003]現(xiàn)有的硬質(zhì)合金刀片通常是由高熔點高硬度的碳化鎢和金屬鈷等為原料，經(jīng)過球磨、壓制和燒結(jié)等制作而成的，僅僅進行球磨無法使混合合金粉末的各成分分布均勻，使得壓制時各位置密度不一致，以導(dǎo)致燒結(jié)后數(shù)控刀片發(fā)生形變，從而導(dǎo)致制得的數(shù)控刀片精密度不高。
[0004]因此，我們提出了一種使各成分分布均勻以提高精密度的精密加工用合金數(shù)控刀片及其制備工藝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種精密加工用合金數(shù)控刀片及其制備工藝。
[0006]一種精密加工用合金數(shù)控刀片的制備工藝，包括如下步驟：S1：球磨混合原料并真空熔煉將WC、Co、TiCN和W均勻分散混合后，進行球磨，然后經(jīng)過真空熔煉和自然冷卻，得到條狀合金；S2：噴射激光束進行熔化再造粒通過旋轉(zhuǎn)夾持架將上述條狀合金轉(zhuǎn)動，再通過激光束將旋轉(zhuǎn)的條狀合金熔化，形成熔體液滴，快速冷卻后，得到合金粉末；S3：加入石墨烯并壓制成型將石墨烯和粘結(jié)劑分別加入上述合金粉末中，均質(zhì)混合，均勻分散后，再進行壓制成型，得到前驅(qū)合金胚體；S4：燒結(jié)并噴砂毛化壓制成型后，將上述裝有前驅(qū)合金胚體的壓制模具取出，再放入放電等離子燒結(jié)爐中，燒結(jié)30
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40min，得到合金基體，然后對該合金基體進行脫模和表面噴砂毛化，得到毛化基體；S5：激光熔覆保護涂層并濕噴砂處理將Fe粉、Cr粉、Si粉、Ni粉、C粉和Co粉球磨混合制備混合粉末，再通過激光熔覆將該混合粉末熔覆在上述毛化基體表面，經(jīng)過濕噴砂處理后，得到精密加工用合金數(shù)控刀片。
[0007]進一步地，步驟S1的球磨混合原料并真空熔煉，具體包括如下步驟：
S1.1：將WC、Co、TiCN和W按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為70
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80:10
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13:1.3
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2:5.1
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6.3一起加入高速分散機中，均勻分散10
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15min，得到混合金屬物料；S1.2：打開高速分散機的出料閥門，將上述混合金屬物料投入球磨機中，直至球磨機內(nèi)的第一重力傳感器檢測球磨機內(nèi)的重力不再增加時，第一重力傳感器向控制器發(fā)送信號；S1.3：控制器接收到第一重力傳感器發(fā)送的信號后，控制球磨機開啟，球磨3
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5h后，得到混合金屬粉體；S1.4：隨后控制器控制球磨機停止球磨，并控制球磨機的出料組件打開，通過出料組件將上述混合金屬粉體送入非自耗電極真空電弧爐中；S1.5：直至混合金屬粉體全部進入非自耗電極真空電弧爐內(nèi)后，控制器控制非自耗電極真空電弧爐以1350
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1580℃的溫度對混合金屬粉體真空熔煉2
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3h，自然冷卻后，得到條狀合金。
[0008]進一步地，步驟S2的噴射激光束進行熔化再造粒，具體包括如下步驟：S2.1：通過旋轉(zhuǎn)夾持架將步驟S1.5制得的條狀合金橫向夾持在造粒箱內(nèi)壁上，然后通過真空閥對造粒箱進行抽真空處理；S2.2：通過氣泵向造粒箱內(nèi)充入氬氣，直至造粒箱內(nèi)的氣壓傳感器檢測到造粒箱內(nèi)部壓力為0.02
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0.05MPa，氣壓傳感器向控制器發(fā)送信號；S2.3：控制器接收到氣壓傳感器發(fā)送的信號后，控制旋轉(zhuǎn)夾持架對條狀合金施加4
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5V的電壓和1000
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1200A的電流，同時，控制旋轉(zhuǎn)夾持架以2870
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3500r/min的速率進行旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)夾持架帶動條狀合金進行旋轉(zhuǎn)；S2.4：隨后控制器控制激光噴槍開啟，激光噴槍向旋轉(zhuǎn)的條狀合金上噴射激光束，將條狀合金熔化，再通過條狀合金旋轉(zhuǎn)的離心力將熔化后的條狀合金以熔體液滴形態(tài)甩出；S2.5：熔體液滴被甩出后在氬氣中迅速冷卻固化，得到合金粉末，并掉落在造粒箱底部的收集室內(nèi)，進行收集。
[0009]進一步地，步驟S3的加入石墨烯并壓制成型，具體包括如下步驟：S3.1：條狀合金全部熔化后，關(guān)閉電壓、電流、旋轉(zhuǎn)夾持架和激光噴槍，并啟動收集室的傳送組件；S3.2：通過傳送組件將步驟S2.5制得的合金粉末送入均質(zhì)機中，直至均質(zhì)機內(nèi)的第二重力傳感器檢測到均質(zhì)機內(nèi)的重力開始增加時，第二重力傳感器向控制器發(fā)送信號；S3.3：控制器接收到第二重力傳感器發(fā)送的信號后，控制均質(zhì)機頂部的噴霧器開啟，同時控制均質(zhì)機的進料組件開啟，通過進料組件將石墨烯加入均質(zhì)機中，并通過噴霧器將粘結(jié)劑噴入均質(zhì)機中，與合金粉末進行充分混合；S3.4：直至第二重力傳感器檢測到均質(zhì)機內(nèi)的重力不再增加時，第二重力傳感器再次向控制器發(fā)送信號；S3.5：控制器再次接收到第二重力傳感器發(fā)送的信號后，控制噴霧器關(guān)閉，并控制均質(zhì)機開啟，均質(zhì)5
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10min后，得到預(yù)處理物料；S3.6：隨后控制器控制均質(zhì)機關(guān)閉，并控制均質(zhì)的出料閥門打開，將上述預(yù)處理物料加入壓制模具中；
S3.7：將含預(yù)處理物料的壓制模具放入成型壓力機，進行壓制成型，得到前驅(qū)合金胚體。
[0010]進一步地，步驟S5的激光熔覆保護涂層并濕噴砂處理，具體包括如下步驟：S5.1：將Fe粉、Cr粉、Si粉、Ni粉、C粉和Co粉一起加入行星球磨機中，以100
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200r/min的速率球磨1
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3h，得到混合粉末；S5.2：將上述混合粉末裝入激光熔覆機的送粉器中，設(shè)定激光器的輸出功率為2000
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3000W，激光光斑直徑為4
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5mm，激光掃描速度為400
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500mm/min，送粉速度為20
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40g/min；S5.3：將步驟S4制得的毛化基體進行刃口鈍化，再放入激光熔覆機內(nèi)；S5.4：隨后向激光熔覆機內(nèi)充入氬氣，直至激光熔覆機內(nèi)的氣體濃度分析儀檢測到機內(nèi)氬氣濃度為95
?
99.9%，氣體濃度分析儀向控制器發(fā)送信號；S5.5：控制器接收到氣體濃度分析儀發(fā)送的信號后，控制激光熔覆機開啟，送粉器吸入氬氣并對其進行壓縮；S5.6：通過氬氣將混合粉末輸送到毛化基體表面，進行激光熔覆保護涂層，得到附涂層基體；S5.7：待上述附涂層基體自然冷卻后，通過砂水泵對附涂層基體進行濕噴砂處理，得到精密加工用合金數(shù)控刀片。
[0011]進一步地，步驟S2.2中的氣泵從造粒箱的下部向造粒箱內(nèi)充入常溫氬氣，將熔體液滴冷卻固化后，氬氣溫度相對升高，并通過造粒箱上部的抽氣機將升溫氬氣抽出，再通入步驟S5.4的激光熔覆機內(nèi)，以將激光熔覆機內(nèi)的空氣排出，待激光熔覆完成后，再通過儲氣箱上的進氣閥將激光熔覆機內(nèi)的氬氣吸入儲氣箱內(nèi)，自然冷卻至室溫后，再通過氣泵將儲氣箱內(nèi)的常溫氬氣充入造粒箱內(nèi)，以此不斷循環(huán)。...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種精密加工用合金數(shù)控刀片的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：S1：球磨混合原料并真空熔煉將WC、Co、TiCN和W均勻分散混合后，進行球磨，然后經(jīng)過真空熔煉和自然冷卻，得到條狀合金；S2：噴射激光束進行熔化再造粒通過旋轉(zhuǎn)夾持架將上述條狀合金轉(zhuǎn)動，再通過激光束將旋轉(zhuǎn)的條狀合金熔化，形成熔體液滴，快速冷卻后，得到合金粉末；S3：加入石墨烯并壓制成型將石墨烯和粘結(jié)劑分別加入上述合金粉末中，均質(zhì)混合，均勻分散后，再進行壓制成型，得到前驅(qū)合金胚體；S4：燒結(jié)并噴砂毛化壓制成型后，將上述裝有前驅(qū)合金胚體的壓制模具取出，再放入放電等離子燒結(jié)爐中，燒結(jié)30
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40min，得到合金基體，然后對該合金基體進行脫模和表面噴砂毛化，得到毛化基體；S5：激光熔覆保護涂層并濕噴砂處理將Fe粉、Cr粉、Si粉、Ni粉、C粉和Co粉球磨混合制備混合粉末，再通過激光熔覆將該混合粉末熔覆在上述毛化基體表面，經(jīng)過濕噴砂處理后，得到精密加工用合金數(shù)控刀片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密加工用合金數(shù)控刀片的制備工藝，其特征在于，步驟S1的球磨混合原料并真空熔煉，具體包括如下步驟：S1.1：將WC、Co、TiCN和W按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為70
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80:10
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13:1.3
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2:5.1
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6.3一起加入高速分散機中，均勻分散10
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15min，得到混合金屬物料；S1.2：打開高速分散機的出料閥門，將上述混合金屬物料投入球磨機中，直至球磨機內(nèi)的第一重力傳感器檢測球磨機內(nèi)的重力不再增加時，第一重力傳感器向控制器發(fā)送信號；S1.3：控制器接收到第一重力傳感器發(fā)送的信號后，控制球磨機開啟，球磨3
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5h后，得到混合金屬粉體；S1.4：隨后控制器控制球磨機停止球磨，并控制球磨機的出料組件打開，通過出料組件將上述混合金屬粉體送入非自耗電極真空電弧爐中；S1.5：直至混合金屬粉體全部進入非自耗電極真空電弧爐內(nèi)后，控制器控制非自耗電極真空電弧爐以1350
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1580℃的溫度對混合金屬粉體真空熔煉2
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3h，自然冷卻后，得到條狀合金。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精密加工用合金數(shù)控刀片的制備工藝，其特征在于，步驟S2的噴射激光束進行熔化再造粒，具體包括如下步驟：S2.1：通過旋轉(zhuǎn)夾持架將步驟S1.5制得的條狀合金橫向夾持在造粒箱內(nèi)壁上，然后通過真空閥對造粒箱進行抽真空處理；S2.2：通過氣泵向造粒箱內(nèi)充入氬氣，直至造粒箱內(nèi)的氣壓傳感器檢測到造粒箱內(nèi)部壓力為0.02
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0.05MPa，氣壓傳感器向控制器發(fā)送信號；S2.3：控制器接收到氣壓傳感器發(fā)送的信號后，控制旋轉(zhuǎn)夾持架對條狀合金施加4
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5V的電壓和1000
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1200A的電流，同時，控制旋轉(zhuǎn)夾持架以2870
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3500r/min的速率進行旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)夾持架帶動條狀合金進行旋轉(zhuǎn)；
S2.4：隨后控制器控制激光噴槍開啟，激光噴槍向旋轉(zhuǎn)的條狀合金上噴射激光束，將條狀合金熔化，再通過條狀合金旋轉(zhuǎn)的離心力將熔化后的條狀合金以熔體液滴形態(tài)甩出；S2.5：熔體液滴被甩出后在氬氣中迅速冷卻固化，得到合金粉末，并掉落在造粒箱底部的收集室內(nèi)，進行收集。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種精密加工用合金數(shù)控刀片的制...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：譚征，張利平，曾添，陳德箭，劉金露，劉劍，郭謠，
申請(專利權(quán))人：贛州海盛硬質(zhì)合金有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：