[发明专利]一种整体立方碳化硼合金刀具及其制备方法

说明书

一种整体立方碳化硼合金刀具的制备方法，包括如下步骤：A)将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；B)将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；C)将刀具原料加压11‑13.5Gpa，加温1600‑1900℃，时间为110‑150s；所述刀具原料由75％重量、粒度为1‑10μm的立方碳化硼微粉，3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的二氧化硅，12％重量、具有金刚石结构的碳组成；本发明由于采用立方碳化硼为主要原料，并且加入了高纯度微晶粉末状的二氧化硅和硼，以及具有金刚石结构的碳，在超高压和高温条件下制备而成，硬度强，耐磨性和耐热性有显著提高，用于车削HRC为48～53之间的高硬度合金材料，尤其对镍铬合金材料效果更佳。

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，具体涉及一种整体立方碳化硼合金刀具及其制备方法。

背景技术

在现代加工技术不断发展的大潮流下，加工材料的硬度和强度也在不断的提高。采用硬质合金和陶瓷工具在加工高硬度材料时就会出现硬度不足、耐磨性差等缺陷，从而影响使用寿命，并且难以达到加工要求，立方碳化硼具有硬度和导热性接近金刚石并具有与黑色金属的反应能力较金刚石低的优异性能，因此在加工硬度较高的黑色金属时，希望采用含有这种材料的刀具进行加工。采用这种材料能大大提高刀具的硬度、耐热性和耐候性。

发明内容

为了有效解决上述问题，本发明提供一种整体立方碳化硼合金刀具及其制备方法。

本发明的技术方案在于，一种整体立方碳化硼合金刀具的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

A)将刀具原料放入石墨模具中，石墨模具由石墨密封；

B)将模具放入超高压合成腔体中，形成超高压组装块；

C)将刀具原料加压11-13.5Gpa，加温1600-1900℃，时间为110-150s；

所述刀具原料由75％重量、粒度为1-10μm的立方碳化硼微粉，3％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的硼，10％重量、纯度为99.5％以上的微晶粉末状的二氧化硅，12％重量、具有金刚石结构的碳组成。

进一步地，所述立方碳化硼微粉粒度为5-7μm。

进一步地，一种立方碳化硼合金刀具，所述刀具包括刀具主体及刀柄，所述刀具主体包括排屑槽、切削刃及钻芯。

进一步地，在刀具主体的垂直于器轴线的截面上，排屑槽包括四段依次相切的圆弧R1、R2、R3、R4，四段圆弧半径与刀刃d的关系为，R1＝0.9-1.1d，R2＝0.14-0.19d，R3＝0.7-0.8d，R4＝1.3-1.6d。

进一步地，所述切削刃包括依次相连的主切削刃、齿隙刃及横刃，所述主切削刃和齿隙刃通过圆角连接；所述钻芯直径d1与刀具刃径d的关系为d1＝0.2-0.22d。

进一步地，在刀具肢体的垂直于其轴线的截面上，所述排屑槽两端的圆心角a＝72°-78°。

进一步地，所述主切削刃与齿隙刃之间的圆角半径Rb与刀具刃径d的关系d1＝0.1-1.18d。

本发明的有益效果在于：本发明由于采用立方碳化硼为主要原料，并且加入了高纯度微晶粉末状的二氧化硅和硼，以及具有金刚石结构的碳，在超高压和高温条件下制备而成，硬度强，耐磨性和耐热性有显著提高，用于车削HRC为48～53之间的高硬度合金材料，尤其对镍铬合金材料效果更佳；相比于传统钻头，上述孔加工钻头的卷屑、断屑性能大大提高，卷屑、断屑效果更好，有利于卷屑的顺利排出，同时保证切削液顺利进入切削区，最终提升刀具的使用寿命和钻孔质量。有效增大排屑槽的容屑空间以及钻头的整体刚性。切削刃整体流畅过渡，使切屑在切削刃形成时保证完整流畅，有利于后续卷屑的进行。

附图说明