[发明专利]一种用于高速铣削镍基合金的整体式陶瓷铣刀及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于高速铣削镍基合金的整体式陶瓷铣刀及其制造方法，具体步骤为，先将原料进行超声分散、球磨；快速干燥后，冷压成形获得粉末棒坯；将得到的棒坯在真空热压烧结中进行烧结制备，获得烧结体棒坯；对棒坯进行修磨、开刃，完成铣刀的加工成形。原料为Al₂O₃粉、SiC_w粉、Si₃N₄粉、Y₂O₃粉、CeO₂和La₂O₃混合粉、PVP和PVB混合粉。加工成形后的棒坯进行喷砂处理。本发明制备的陶瓷陶瓷铣刀与镍基合金等难加工材料有着极高的加工匹配性。切削刃不崩刃，排屑量增大。抗冲击性能提高，有效延长铣刀寿命。

技术领域

本发明属于机械加工相关技术领域，具体涉及一种用于高速铣削镍基合金的整体式陶瓷铣刀及其制造方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，高速切削技术已广泛应用于航空航天、汽车船舶、轨道交通等各种机械制造业的生产加工中。镍基合金等难加工材料有抗氧化和热腐蚀性好等优点，能够提高机器设备的使用寿命和工作性能。目前在该类材料的铣削加工中，主要采用涂层硬质合金刀具。但由于刀具材料在高温高压的严酷的环境中进行服役，刀具耐用度和加工效率面临极大挑战。陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性好、高温下物理化学性能稳定等诸多优点，在镍基合金等难加工材料时，切削性能优于硬质合金刀具、高速钢刀具等，已被广泛应用于高速切削加工中。陶瓷铣刀在断续切削加工过程中，受到快速的周期性冲击，易产生脆性损伤；热应力急剧变化，易产生热裂纹。切削液的使用会加剧热裂纹的产生，导致刀具失效。

目前市面上的整体式陶瓷铣刀多为金属陶瓷铣刀，然而金属陶瓷刀具由于其抗粘结性不足，在高速切削加工镍基合金等难加工材料时易产生粘结，刀具材料发生破裂后被工件材料带走，大大降低了刀具的耐用度。金属陶瓷刀具材料对拉应力较为敏感，为了降低刀具边缘区域的拉应力，常选用较小的切削用量，最终材料去除率降低，整体的加工效率降低。陶瓷材料硬度高、耐磨性好，同时脆性大，耐冲击性一般。因此在自身成形加工过程中面临诸多问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于高速铣削镍基合金的整体式陶瓷铣刀及其制造方法。利用该方法能够高效地制造整体式陶瓷刀具，填补了整体式陶瓷铣刀中几乎没有以纯陶瓷材料制成的领域空白，能更大程度上提高铣削镍基合金等难加工材料的刀具寿命以及材料去除率，并同时具备高精度、易制造、低成本及可回收的特点。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种用于高速铣削镍基合金的整体式陶瓷铣刀，由如下重量份数的原料制成：60份～68份的Al₂O₃粉，15份～23份的SiC_w粉，10份～17份的Si₃N₄粉，0份＜Y₂O₃粉≤5份，0份＜CeO₂和La₂O₃混合粉≤5份，0份＜PVP和PVB混合粉≤3份。

本发明制备了一种陶瓷铣刀，不同于金属陶瓷铣刀和硬质合金刀具，本发明的陶瓷铣刀不仅具有硬度高、耐磨性好、高温下物理化学性能稳定等诸多优点，而且在镍基合金等难加工材料时，配合性较好，克服了脆性大，耐冲击性一般的问题。

第二方面，本发明提供上述用于高速铣削镍基合金的整体式陶瓷铣刀的制造方法，具体步骤为：

(1)将原料进行超声分散、球磨；

(2)快速干燥后，冷压成形获得粉末棒坯；