[发明专利]一种用于切割碳纤维复合材料的硬质合金刀具主体制备方法

权利要求书

1.一种用于切割碳纤维复合材料的硬质合金刀具主体制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一：制备混合料，将钴粉、碳化铬粉、碳化钨粉、碳化钽粉、碳化钛粉及碳化铌粉混合，其中钴粉质量占比为11.7-26.1％，碳化铬粉质量占比12.5-20.4％，碳化钨粉质量占比56.2-67.6％，碳化钽粉质量占比0.04-0.97％，碳化钛粉质量占比0.12-0.89％，碳化铌粉质量占比0.02-0.80％，其中，钴粉外观呈均匀一致的深灰色，无肉眼可见的夹杂物及结块，过120目筛网，钴粉中Co+Ni(％)99、N(％)≤1.0、O(％)≤0.5、C(％)≤0.1、Fe(％)≤0.3，且松装密度(g/cm³)≥0.75；碳化铬粉外观呈灰色，粒度均匀，无肉眼可见的夹杂物及结块，过120目筛网，碳化铬粉中Cr₃C₂(％)99.2，总碳含量(％)为11.68±0.05，化合碳含量(％)≥11.12，游离碳含量(％)≤0.56，其他杂质含量(％)不大于0.082；碳化钨粉外观呈深灰色，颜色应均匀一致，无机械杂物，具体地，WC(％)≥99.8、总碳含量(％)为6.13±0.05，化合碳含量(％)≥6.07，游离碳含量(％)≤0.06，其他杂质含量(％)不大于0.044；碳化钽粉外观呈均匀一致的浅黄色，无肉眼可见的杂质，过150目筛网，碳化钽粉中总碳含量(％)≥6.20、游离碳含量(％)≤0.20、Fe(％)≤1.0、O(％)≤0.15；碳化钛粉外观呈均匀一致的浅灰色，无肉眼可见的杂质，过150目筛网，碳化钛粉中总碳含量(％)≥24.14、游离碳含量(％)≤0.63；碳化铌粉外观呈均匀一致的黑灰色，无肉眼可见的杂质，过150目筛网，碳化铌粉中总碳含量(％)≥11、游离碳含量(％)≤0.30、N(％)≤0.10、松比g/cm³≤3.5；

步骤二：湿磨混合料，将上述混合料装入球磨机中，采用合金球，设置转速34-36r/min，每湿磨8小时取样分析，直至连续随机取样五次磨制粒度均匀且直径小于1.0μm；

步骤三：湿磨料的干燥，料浆沉淀12-24小时后，抽出上层清酒精，将下层料浆转往干燥；料浆采用湿法合批，即将两批料均匀装入震干器的两个圆筒内，装料量应小于圆筒容积的90％；

步骤四：混合料的鉴定，取样1kg，一部分做化学分析Co、C、O、Ni、Fe、Ti元素，另一部分掺入5.5-6.3％橡胶汽油溶液并在120-160℃下过60-80目，擦碎压成抗弯条，编号试烧，将合金磨片后，然后进行金相分析和物理性能测定；

步骤五：混合料的掺胶或掺蜡制粒，为了增加压制品强度和改善混合料的压制成型性能，在压制前加入橡胶或石蜡汽油溶液混合，然后干燥、擦碎、制粒后以便自压机用料；

步骤六：压制成型，将混合料装入压膜框内并置于压机上，使粉末压缩而成所需形状及尺寸；所述压机可为杠杆自压机、双向自压机或油压机，收缩系数要求：自压机：1.185-1.22；油压机1.21-1.27；

步骤七：为消除压制品内部应力，对压制品脱蜡或脱胶预烧，再去除残存橡胶汽油和石蜡汽油，以增加制品强度，便于后续加工、转移、检查；在钟罩式氢气炉中对压制品进行脱蜡或脱胶预烧；

步骤八：对完成预烧后的压制品进行真空烧结，设定真空度13.33-26.66Pa，在200min内将温度从室温升至1150℃，在1100-1150℃之间保温45min，再设定真空度为6.66-13.33Pa，在130min内将温度从1150℃升至1410℃，在1400-1410℃之间保温40min；烧结成品喷砂后表面无氧化现象，颜色均匀；断口组织应均匀一致，无黑心、孔洞、严重渗碳、脱碳、欠烧、过烧、分层、裂纹、未压好和麻孔等缺陷，断口脏化率小于8％。

2.根据如权利要求1所述的一种用于切割碳纤维复合材料的硬质合金刀具主体制备方法，在步骤五中，根据所采用的成型剂不同，掺入方法有两种：a、橡胶汽油溶液，将一定浓度的橡胶汽油溶液均匀地加入到搅拌的混合料中，为了达到一定的均匀性，必须控制加入速度，保证橡胶汽油溶液的连续加入时间不少于10s，混合时间大于1min；b、石蜡汽油溶液：将一定浓度的石蜡汽油溶液均匀地加入到搅拌的混合料中，为达到均匀性，必须控制加入速度，保证石蜡汽油溶液的连续加入时间大于10s，混合时间大于1min；擦碎：1)自压机用料过40-50目；2)异型油压机用料过80-100目；3)难压产品按压制要求擦碎；制粒：1)自压机料要求制粒、干燥，然后过30目震动筛；2)油压掺胶干燥后过80目擦碎即可；干燥:掺胶或掺蜡混合后的料每盘16kg分两盘放入干燥柜中进行干燥，干燥时间按蒸气压大小而定，一般在196.13-294.2kPa(即2-3个大气压)干燥0.5-1.5h，并在干燥时要翻动1-2次，干燥程度以不占光面金属为宜。