牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超硬材料领域，具体为牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物及其使用方法。
【背景技术】
[0002]硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500°C的温度下也基本保持不变，在1000°C时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。
[0003]硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，被誉为“工业牙齿”，用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域，伴随下游产业的发展，硬质合金市场需求不断加大。并且未来高新技术武器装备制造、尖端科学技术的进步以及核能源的快速发展，将大力提高对高技术含量和高质量稳定性的硬质合金产品的需求。
[0004]硬质合金是使用最广泛的一类高速加工(HSM)刀具材料，此类材料是通过粉末冶金工艺生产的，由硬质碳化物(通常为碳化钨WC)颗粒和质地较软的金属结合剂组成。目前，有数百种不同成分的WC基硬质合金，它们中大部分都采用钴(Co)作为结合剂，镍(Ni)和铬(Cr)也是常用的结合剂元素，另外还
可以添加其他一些合金元素。
[0005]高效切削是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术，在航空航天、精密模具、汽车零部件，以及精密机械等行业得到广泛的应用。统计数据表明，在金属切削领域，(1)刀具价格降低30%，最终产品的单件成本降低1% ; (2)刀具寿命提高50%，单件成本降低1% ; (3)切削效率提高20%，单件成本可降低20%。可以看出，高效切削可以通过提高加工效率，来达到在产品生命周期内减少相应的人工成本、能源消耗、设备折旧等各方面支出的目的，从而大大降低产品成本。不仅如此，高效的生产效率可以帮助企业抓住市场机遇，从而提升企业的综合竞争力。
[0006]硬质合金刀具物理性能均衡，是非常理想的刀具材料。事实上，硬质合金在过去90年的时间中，一直在提高切削速度和切削效率方面扮演着重要的角色。随着刀具涂层技术的进一步发展，硬质合金的切削性能发生了本质的变化，在高效切削加工中的应用范围不断扩大。作为刀具材料，硬质合金是目前高速切削技术中最重要的组成部分，在切削实践中发挥着不可或缺的作用。
[0007]硬质合金在兼具硬度和韧性方面具有独到优势。碳化钨(WC)本身具有很高的硬度(超过刚玉或氧化铝)，而且在工作温度升高时其硬度也很少下降。但是，它缺乏足够的韧性，而这对于切削刀具是必不可少的性能。为了利用碳化钨的高硬度，并改善其韧性，人们利用金属结合剂将碳化钨结合在一起，从而使这种材料既具有远远超过高速钢的硬度，同时又能够承受在大多数切削加工中的切削力。此外，它还能承受高速加工所产生的切削高温。
[0008]硬质合金工件可采用多种工艺方法成型。根据工件的尺寸、形状复杂水平和生产批量，大部分切削刀片都是采用顶压和底压式刚性模具模压成型。在每一次压制时，为了保持工件重量和尺寸的一致性，必须保证流入模腔的粉料量(质量和体积)都完全相同。粉料的流动性主要通过团块的尺寸分布和有机结合剂的特性来控制。通过在装入模腔的粉料上施加10 — 80ksi (千镑/平方英尺)的成型压力，就可以形成模压工件(或称“坯件”)。对坯件进行加工，就可以得到可广泛影响的硬质合金工具，如硬质合金刀具等。
[0009]硬质合金刀具比高速钢切削速度高4?7倍，刀具寿命高5?80倍。制造模具、量具，寿命比合金工具钢高20?150倍。可切削50HRC左右的硬质材料，但硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
[0010]现阶段大部分硬质合金刀具都是采用焊接、粘接等方法将硬质合金刀片安装到刀体上的，但这种方式支持的硬质合金刀具在使用过程中，经常出现由于硬质合金刀片与刀体结合不好，进而出现断裂和裂纹出现，影响了硬质合金刀具的应用范围和使用寿命。
【发明内容】
[0011]针对上述问题，本发明提供一种牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物及其使用方法，改变原来直接将硬质合金刀片安装到刀体上的做法，在合金刀片和刀体之间增加一层中间物质，中间物质作为媒介既能与硬质合金刀片很好地结合，又能与刀体很好地
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[0012]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，其包括，硬质合金1，中间介质2，钢部件3。
[0013]所述硬质合金1与中间介质2固定连接，所述中间介质2与钢部件3固定连接。
[0014]所述硬质合金1是以平均粒径为0.2 — 3微米的碳化钨(WC)粉为原料粉，再加入TaC粉、NbC粉、Cr3C2粉混合搅拌，投入球磨器中湿磨72小时，干燥后压制成型，并在lOOMPa的压力、1400摄氏度的温度、惰性氛围中烧结1小时，冷却后制成硬质合金构件。
[0015]所述中间介质2为镍铁系统材料组成内容的组件，包括含镍的合金、镍的化合物。
[0016]所述钢部件3钢构件是一种铁系统材料，优选为兼具硬度和韧性的合金工具钢、结构钢、高速钢、模具钢。
[0017]所述硬质合金1与中间介质2焊接，所述中间介质2与钢部件3焊接。
[0018]牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，在使用中，硬质合金1与刀片固定连接。
[0019]牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，在使用中，钢部件3面与刀体固定连接。
[0020]本发明的有益效果。
[0021]1、改变原来直接将硬质合金刀片安装到刀体上的做法，本发明作为中间媒介，既能与硬质合金刀片很好地结合，又能与刀体很好地结合，有效地避免了硬质合金刀片与刀体结合不好，出现的诸多问题。
[0022]2、改进了传统硬质合金构件的不足，增加了硬质合金和金属基体的固定结合性。
[0023]3、延长了硬质合金工具的使用寿命，减低了生产成本。
[0024]4、提高了硬质合金工具的高温使用性能，扩展了硬质合金工具的应用范围。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的结构示意图。
[0026]其图中:1_硬质合金，2-中间介质，3-钢部件。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，其包括，硬质合金1，中间介质2，钢部件3。
[0028]所述硬质合金1与中间介质2固定连接，所述中间介质2与钢部件3固定连接。
[0029]所述硬质合金1是以平均粒径为0.2 — 3微米的碳化钨(WC)粉为原料粉，再加入TaC粉、NbC粉、Cr3C2粉混合搅拌，投入球磨器中湿磨72小时，干燥后压制成型，并在lOOMPa的压力、1400摄氏度的温度、惰性氛围中烧结1小时，冷却后制成硬质合金构件。
[0030]所述中间介质2为镍内容组件，包括含镍的合金、镍的化合物，所述中间介质2是硬质合金1和钢部件3的媒介物。
[0031]所述钢部件3钢构件是一种铁系统材料，优选为兼具硬度和韧性的合金工具钢、结构钢、高速钢、模具钢。
[0032]所述硬质合金1与中间介质2焊接，所述中间介质2与钢部件3焊接。
[0033]牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，在使用中，牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物的硬质合金1面，与硬质合金刀片固定连接。连接方式可采用物理法，就是将硬质合金刀片插入到牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物的硬质合金1，也可以采用焊接法，就是将硬质合金刀片焊接到牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物的硬质合金1面上，一般优选为物理法与焊接法同时采用的方式。
[0034]牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，在使用中，牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物的钢部件3面，与刀体固定连接。连接方式可采用物理法，就是将牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物插入到刀体中，也可以采用焊接法，就是将固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物焊接到牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物的钢部件3面上，一般优选为物理法与焊接法同时采用的方式。
[0035]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，其特征在于，其包括，硬质合金(1)，中间介质(2)，钢部件(3);所述硬质合金(1)与中间介质(2)固定连接，所述中间介质(2)与钢部件(3)固定连接。2.根据权利要求1所述的牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，其特征在于，所述硬质合金(1)是以平均粒径为0.2 — 3微米的碳化钨(WC)粉为原料粉，再加入TaC粉、NbC粉、Cr3C2粉混合搅拌，投入球磨器中湿磨72小时，干燥后压制成型，并在lOOMPa的压力、1400摄氏度的温度、惰性氛围中烧结1小时，冷却后制成硬质合金构件。3.根据权利要求1所述的牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，其特征在于，所述中间介质(2)为镍内容组件，包括含镍的合金、镍的化合物。4.根据权利要求1所述的牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物，其特征在于，所述钢部件(3)钢构件是一种铁系统材料，为兼具硬度和韧性的合金工具钢、结构钢、高速钢、模具钢中的一种。5.根据权利要求1所述的硬质合金和钢构件，其特征在于，所述硬质合金(1)与中间介质(2)焊接，所述中间介质(2)与钢部件(3)焊接。6.根据权利要求1所述牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物的使用方法，其特征在于，硬质合金(1)面与刀片固定连接，钢部件(3)面与刀体固定连接。7.根据权利要求6所述的牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物的使用方法，其特征在于，硬质合金(1)面与刀片、钢部件(3)面与刀体固定连接方式，采用插入法与焊接法共同使用的方式。
【专利摘要】本发明涉及超硬材料领域，具体为牢固连接硬质合金刀片与刀体的中间媒介物及其使用方法。其包括：硬质合金、中间介质、钢部件，硬质合金1与中间介质2固定连接，中间介质与钢部件固定连接；使用时硬质合金与刀片固定连接，钢部件面与刀体固定连接。本发明改变了原来直接将硬质合金刀片安装到刀体上的做法，在合金刀片和刀体之间增加一层中间物质，中间物质作为媒介既能与硬质合金刀片很好地结合，又能与刀体很好地结合，有效地避免了硬质合金刀片与刀体结合不好，出现的诸多问题。
【IPC分类】B32B15/01, B32B37/00, B32B15/18, B32B7/08, B32B9/04
【公开号】CN105398124
【申请号】CN201510910515
【发明人】连新兰, 毛占
【申请人】河南广度超硬材料有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月10日