一种精密加工车床车刀用合金及其制备方法与流程

文档序号:11224349阅读:414来源:国知局
本发明涉及合金
技术领域
,具体涉及一种精密加工车床车刀用合金及其制备方法。
背景技术
:数控车床即精密加工车床,是一种高精度、高效率的自动化机床,其配备了多工位刀塔或动力刀塔,机床就具有广泛的加工工艺性能,可加工直线圆柱、斜线圆柱和各种螺纹、槽等复杂工件,具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能,并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。精密加工车床主要用车刀对旋转的工件进行车削加工,车刀在切削时直接和工件相接触,承受着很大的切削压力和冲击,并受到工件的剧烈摩擦,产生很高的切削温度。即车刀切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作。因此,车刀切削部分材料应具备高硬度、高强度和韧性、较好的耐磨、耐热及导热性能。然而,现有技术中的合金无法兼顾以上技术指标。因此,需要提供一种精密加工车床车刀用合金以满足使用需求。技术实现要素:本发明目的在于提供一种精密加工车床车刀用合金及其制备方法,以解决上述背景中提到的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种精密加工车床车刀用合金,由以下按照质量百分比的原料组成:mo12~18%,nb8.6~14.7%,zr10~17%,hf5.6~7.2%,ta2.8~4.9%,si0.1~0.5%,fe0.9~2.1%,余量为ti。作为本发明进一步的方案:所述精密加工车床车刀用合金,由以下按照质量百分比的原料组成:mo13~16%,nb10.2~13.5%,zr12~14%,hf6.1~6.8%,ta3.1~4.4%,si0.2~0.35%,fe1.3~1.9%,余量为ti。作为本发明进一步的方案:所述精密加工车床车刀用合金,由以下按照质量百分比的原料组成:mo15%,nb12.3%,zr13%,hf6.4%,ta3.8%,si0.29%,fe1.6%,余量为ti。一种精密加工车床车刀用合金的制备方法,包括以下步骤:1)配料:按照所述精密加工车床车刀用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料;2)熔融:将原料放入马弗炉中熔炼,温度控制在1250℃精炼3h,得到熔融合金;3)雾化:利用氩气做喷射介质来击碎熔融合金,并在冷却介质中凝固成合金粉末;4)压制:使用超高液压胀管机对合金粉末压制成型,压力参数为100~200mpa;5)烧结:在压制好的合金内加入粘结剂,放入马弗炉中烧结,温度为1000~1200℃,烧结时间为2~4h。作为本发明进一步的方案:步骤4)中,压力参数为150mpa。作为本发明进一步的方案:步骤5)中,粘结剂为0.8wt%聚乙二醇。本发明的精密加工车床车刀用合金,经过试验测试,其物理机械性能如下:1、抗拉强度(σb):650~800mpa2、硬度(hb):200~2303、延伸率(δs):18%~29%4、导热系数(l):15~21w/(m.k)本发明的精密加工车床车刀用合金具有良好的机械性能,尤其具有较好的抗拉强度和硬度。此外,本发明的精密加工车床车刀用合金还具有良好的热强度、抗蚀性及导热性能。本发明的制备方法工艺简单,制得的合金成分均匀,组织细小,无宏观偏析,性能优异。具体实施方式下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。实施例1本发明实施例中,一种精密加工车床车刀用合金,由以下按照质量百分比的原料组成:mo12%,nb8.6%,zr10%,hf5.6%,ta2.8%,si0.1%,fe0.9%,余量为ti。制备时,包括以下步骤:1)配料:按照所述精密加工车床车刀用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料;2)熔融:将原料放入马弗炉中熔炼,温度控制在1250℃精炼3h,得到熔融合金;3)雾化:利用氩气做喷射介质来击碎熔融合金,并在冷却介质中凝固成合金粉末;4)压制:使用超高液压胀管机对合金粉末压制成型,压力参数为150mpa;5)烧结:在压制好的合金内加入粘结剂,放入马弗炉中烧结,温度为1000℃,烧结时间为2h。实施例2本发明实施例中,一种精密加工车床车刀用合金,由以下按照质量百分比的原料组成:mo18%,nb14.7%,zr17%,hf7.2%,ta4.9%,si0.5%,fe2.1%,余量为ti。制备时,包括以下步骤:1)配料:按照所述精密加工车床车刀用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料;2)熔融:将原料放入马弗炉中熔炼,温度控制在1250℃精炼3h,得到熔融合金;3)雾化:利用氩气做喷射介质来击碎熔融合金,并在冷却介质中凝固成合金粉末;4)压制:使用超高液压胀管机对合金粉末压制成型,压力参数为150mpa;5)烧结:在压制好的合金内加入粘结剂,放入马弗炉中烧结,温度为1000℃,烧结时间为2h。实施例3本发明实施例中,一种精密加工车床车刀用合金,由以下按照质量百分比的原料组成:mo15%,nb12.3%,zr13%,hf6.4%,ta3.8%,si0.29%,fe1.6%,余量为ti。制备时,包括以下步骤:1)配料:按照所述精密加工车床车刀用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料;2)熔融:将原料放入马弗炉中熔炼,温度控制在1250℃精炼3h,得到熔融合金;3)雾化:利用氩气做喷射介质来击碎熔融合金,并在冷却介质中凝固成合金粉末;4)压制:使用超高液压胀管机对合金粉末压制成型,压力参数为150mpa;5)烧结:在压制好的合金内加入粘结剂,放入马弗炉中烧结,温度为1000℃,烧结时间为2h。实施例4本发明实施例中,一种精密加工车床车刀用合金,由以下按照质量百分比的原料组成:mo15%,nb12.3%,zr13%,hf6.4%,ta3.8%,si0.29%,fe1.6%,余量为ti。制备时,包括以下步骤:1)配料:按照所述精密加工车床车刀用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料;2)熔融:将原料放入马弗炉中熔炼,温度控制在1250℃精炼3h,得到熔融合金;3)雾化:利用氩气做喷射介质来击碎熔融合金,并在冷却介质中凝固成合金粉末;4)压制:使用超高液压胀管机对合金粉末压制成型,压力参数为150mpa;5)烧结:在压制好的合金内加入粘结剂,放入马弗炉中烧结,温度为1100℃,烧结时间为3h。实施例5本发明实施例中,一种精密加工车床车刀用合金,由以下按照质量百分比的原料组成:mo15%,nb12.3%,zr13%,hf6.4%,ta3.8%,si0.29%,fe1.6%,余量为ti。制备时,包括以下步骤:1)配料:按照所述精密加工车床车刀用合金的原料组成及其质量百分比配比进行配料;2)熔融:将原料放入马弗炉中熔炼,温度控制在1250℃精炼3h,得到熔融合金;3)雾化:利用氩气做喷射介质来击碎熔融合金,并在冷却介质中凝固成合金粉末;4)压制:使用超高液压胀管机对合金粉末压制成型,压力参数为150mpa;5)烧结:在压制好的合金内加入粘结剂,放入马弗炉中烧结,温度为1200℃,烧结时间为4h。将实施例1~5制得的精密加工车床车刀用合金制成相应的测试件,按照国家标准测试,其主要性能如表1所示。表1实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5σb(mpa)650710750800780硬度(hb)200215220230220δs(%)1823202729lw/(m.k)1615192118由表中数据可知实施例4的精密加工车床车刀用合金的综合性能最为优异在保证较高的强度和硬度的同时,兼顾了延伸率和导热系数。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12
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