[发明专利]轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料，包括以下重量百分比的原料：WC 15%，TiC 51.5%，Si3N4 0.5%，Co粉末8%，Mo粉末10%，Ni粉末15%。通过上述，本发明的轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料及其制备工艺，产品配方中合理的钛含量，使得硬质合金棒材料整体密度达到较低的理想水平，且晶粒度变细，使得产品整体硬度更佳；保证了原料粉末颗粒无团聚，组织分部均匀，在制备过程中易于快速烧结，避免与粘结剂发生有害反应，且采用该硬质合金材料制作的刀具具有硬度好、强度高、质量低、耐磨性高、使用寿命长等优良特性，非常符合硬质合金钻头、铣刀、合金钢、钛合金等加工要求。

技术领域

本发明属于硬质合金材料技术领域，尤其涉及一种刀具用的轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料及其制备工艺，该产品主要应用于各类高端装备部件切削加工、机加工用刀具制作领域。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，装备制造业得到快速发展，给相关配套产业企业带来重大发展商机。作为装备制造领域专用机加工刀具、钻头专用硬质合金棒材料制造厂家，也面临着重大发展机遇。但是，机遇也伴随着竞争，国内外相关产业企业针对硬质合金棒材料技术的研究也在不断加大，以实现行业技术的重大突破，抢占技术和市场先机。

虽然，当今国内各类大中小型硬质合金产业制造企业已达上百家，但是专注于轻质硬质合金棒材料开发和技术攻关的国内企业并不多，绝大部分行业企业处于中低端水平，与国外相比较，差距明显。国外行业企业更加注重技术创新和产品性能，尤其是欧美日等技术先进地区，具有较大的技术优势和市场竞争优势，具有代表性的有瑞典 SANDVIK、德国KENNAHERTEL 以及TITEXPLUS 等业界知名厂家，而诸多国内高端装备制造用刀具制造企业依然青睐于进口国外同类产品，成本较大，不适合广泛使用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料，产品配方中合理的钛含量，使得硬质合金棒材料整体密度达到较低的理想水平，且晶粒度变细，使得产品整体硬度更佳；保证了原料粉末颗粒无团聚，组织分部均匀，在制备过程中易于快速烧结，避免与粘结剂发生有害反应，且采用该硬质合金材料制作的刀具具有硬度好、强度高、质量低、耐磨性高、使用寿命长等优良特性，非常符合硬质合金钻头、铣刀、合金钢、钛合金等加工要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料，包括以下重量百分比的原料：WC 15%，TiC 51.5%，Si3N4 0.5%，Co粉末8%，Mo粉末 10%，Ni粉末15%。

在本发明一个较佳实施例中，所述的轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料的硬度平均达92.4HRA，抗弯强度达1040MPa，密度为6.63g/cm³的较低密度。

在本发明一个较佳实施例中，所述的轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料在600℃以上切削温度下红硬度指标达到HRC硬度60以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种轻质高强度钛基细晶粒硬质合金棒材料的制备工艺，包括以下具体步骤：

a、原料：WC 15%，TiC 51.5%，Si3N4 0.5%，Co粉末8%，Mo粉末 10%，Ni粉末15%；

b、球磨：将上述重量百分比的原料进行混合后进行球磨，球磨时间为70小时；

c、干燥制粉：将球磨后的原料进行真空干燥或喷雾干燥制粉处理，使其粉末粒径为3-3.5μm；

d、混料：将上述制粉后的原料与挤压成型剂进行混料；

e、挤压成型：结合棒料尺寸、形状、压缩比，设计制造挤压模，利用螺杆式挤压机棒料螺旋孔挤压成型；

f、挤压坯条的干燥，对成型后的坯条进行干燥处理；