[发明专利]一种多元金属复合高机械性能划片刀及其制造方法

摘要

本发明公开了一种多元金属复合高机械性能划片刀及其制造方法，该高机械性能划片刀包括韧性内结合纤维网、铝合金复合材料、致密微弧氧化膜层三个部分；其中韧性内结合纤维网具体为铝青铜QAl10‑4‑4、粒径0.01mm‑0.03mm的竹炭粉末、聚丙烯腈树脂、聚氧化乙烯熔聚而成的胶柔化铜丝再经冷拨丝处理获得的冷作硬化复合铜基材料编织而成；铝合金复合材料具体为7A75铝合金混末混合聚乙烯醇后二次烧结而成；所述铝合金复合材料包裹着韧性内结合纤维网，致密微弧氧化层固定生长在铝合金复合材料表面。本发明表面硬度高、心部韧性好、抗冲击能力强、自结合力好、散热性能好、切削生热小、自润滑。

主权项

1.一种多元金属复合高机械性能划片刀的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)韧性内结合纤维网的制造①选用铝青铜QAl10‑4‑4为金属母料、粒径0.01mm‑0.03mm的竹炭粉末为功能辅料、聚丙烯腈树脂为胶合剂、聚氧化乙烯为反应助剂；②在纯氮气保护气氛下将步骤①获得的金属母料加热至1060℃‑1070℃至母料完全熔化，搅拌除气后获得母金属液；③在步骤②获得的母金属液中按母金属液总质量计加入质量分数2.2％‑2.5％的竹炭粉末、质量分数3.5％‑3.8％聚丙烯腈树脂，然后采用100rpm/min‑120rpm/min的速率搅拌20min‑30min，获得物理混合熔池；④在步骤③获得的物理混合熔池中滴加步骤①准备的与聚丙烯腈树脂相同质量的聚氧化乙烯，以聚氧化乙烯质量计0.2％/s‑0.3％/s的滴速逐渐滴加，滴加时搅拌速率提升至200rpm/min‑250rpm/min，滴加完成后继续搅拌3min‑5min，获得反应后复合金属熔池；⑤将步骤④获得的反应后复合金属熔池通过孔径2mm‑3mm的喷孔加压喷入距喷口30mm‑50mm的冰水混合物凝固浴中，喷出压力范围为8bar‑10bar，获得预制复合铜丝；⑥将步骤⑤获得的预制复合铜丝冷拔丝成直径1mm‑1.2mm的冷作硬化铜丝，将铜丝按切片刀轮廓外径尺寸单边缩小5mm‑7mm，切片刀轮廓内径尺寸单边放大3mm‑5mm编织成网格间隙2mm‑3mm、层网间隔1mm‑1.5mm的多层金属网盘结构，该结构即为所需韧性内结合纤维网；2)高强主体刀刃的制造①按重量份准备足量7A75铝合金微粉、铝合金微粉总质量3％‑5％的聚乙烯醇；②将阶段1)获得的韧性内结合纤维网放置于旋转托盘上，采用超音速火焰喷涂设备，以7A75铝合金微粉为原料，在真空度1×10‑1Pa‑1×10‑3Pa的环境下对韧性内结合纤维网进行均匀化喷涂，喷涂厚度0.1mm‑0.15mm，获得预制心部骨架；③将步骤②获得的预制心部骨架置于与高机械性能划片刀外形尺寸相匹配的模具中，使预制心部骨架与模具空间形状同轴，并在模具剩余空间内填充满步骤①准备的7A75铝合金微粉和聚乙烯醇的均匀混合物，获得待烧结模具；④将步骤③获得的待二次烧结模具置于700℃‑705℃、真空度1×10‑2Pa‑1×10‑3Pa的环境下，保温2h‑3h，获得预制毛坯；⑤将步骤④获得的预制毛坯在炉温T不低于500℃时随炉冷却；炉温T处于500℃≤T＜200℃半开炉门冷却；炉温T＜200℃出炉空冷，冷却至室温后，即获得所需内部固化有韧性内结合纤维网的铝合金复合材料；3)高机械性能划片刀制造①准备以镍板作为阴极材料，具备400V‑500V输出电压、25A‑30A输出电流的微弧氧化处理槽；槽液为硅酸钠、磷酸钠、硼酸钠以质量比7:2:1混合后溶入纯净水中的溶质总质量分数8％‑10％的溶液；②将阶段2)中获得的内部固化有韧性内结合纤维网的铝合金复合材料作为阳极材料浸入步骤①准备的微弧氧化处理槽的槽液中，并以35℃‑45℃的处理温度、70min‑75min的处理时间进行微弧氧化处理，处理结束后取出即获得所需高机械性能划片刀。