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专利号: 2020109308954
申请人: 南京智悟智能科技有限责任公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-04-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种切削工具,主要由金属陶瓷基体层和基体层外侧的碳化钨基硬质合金表面层所组成,其特征在于:所述金属陶瓷基体层中由以下百分含量的组分组成,5-10wt.%的Co,2-5wt.%粒径的Ni,10-15wt.%的碳化钨,5-10wt.%的钼,余量为碳氮化钛;

所述碳化钨基硬质合金表面层由以下百分含量的组分组成,70.0-80.0vol.%的碳化钨,5.0-10.0vol.%碳氮化物,15.0-20.0vol.%粘结相;其中,所述粘结相中Co的含量60-

70wt.%,Ni的含量20-25wt.%,Cr的含量为8-12wt.%,余量为Ti、W、Mo的至少一种。

2.根据权利要求1所述的切削工具,其特征在于:

所述外侧的碳化钨基硬质合金表面层位于所述金属陶瓷基体层的两侧,并且每侧碳化钨基硬质合金表面层的厚度为切削工具整体厚度的0.15-0.25倍。

3.根据权利要求1所述的切削工具,其特征在于:所述金属陶瓷基体层与碳化钨基硬质合金表面层烧结后的在与各层平行方向的最大和最小收缩尺寸之差,与所述切削工具的厚度之比小于0.8%。

4.根据权利要求1所述的切削工具,其特征在于:在所述碳化钨基硬质合金表面层外涂布有2-3μm的(Ti,Al)N硬质膜。

5.一种切削工具的制备方法,其特征在于:具体包括以下步骤,

1)准备碳化钨基硬质合金粉末原料,所述碳化钨基硬质合金粉末原料中,碳化钨的含量为70.0-80.0vol.%、碳氮化物的含量为5.0-10.0vol.%、粘结相的含量为15.0-

20.0vol.%;同时,碳化钨的粒径为0.3-0.5μm、碳氮化物的粒径为0.1-0.4μm;所述粘结相中Co的含量60-70wt.%,Ni的含量20-25wt.%,Cr的含量为8-12wt.%,余量为Ti、W、Mo的至少一种

2)准备碳氮化物基金属陶瓷粉末原料,由以下百分含量的粉末原料混合制得,5-

10wt.%粒径在1.0μm以下的Co,2-5wt.%粒径在2.5μm以下的Ni,10-15wt.%粒径在2.0μm以下的碳化钨,5-10wt.%粒径在2.0μm以下的钼,余量为1.0-2.0μm的碳氮化钛;

3)将所述碳化钨基硬质合金粉末原料和碳氮化物基金属陶瓷粉末原料置于切削工具模具中层压成型,以得到成型体,所述成型体中,每层碳化钨基硬质合金层的厚度为成型体总厚度的0.15-0.25倍;

4)将所述成型体在氮气保护条件下进行热压烧结,以得到硬质合金复合材料;所述热压烧结,是先将成型体以4-5℃/min的升温速度从室温加热至480-500℃,以脱除成型剂,随后在0.1kPa以下的真空条件下以8-10℃/min的升温速度升温至1220-1250℃,随后以25-30℃/min的升温速度升温至1300-1350℃,随后在1.3kPa的氮气保护条件随后以2-5℃/min的升温速度升温至1420-1450℃,随后继续烧结0.5-1小时。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:

所述碳化钨基硬质合金中碳氮化物为含有Ti和W的复合碳氮化物,并且氮原子含量与(氮原子含量+碳原子含量)的比值在0.2-0.4范围内。

7.根据权利要求5所述的切削工具,其特征在于:

所述混合制得,是将上述粉末原料先装入球磨罐中,按照球料比6:1装入磨球,并倒入乙醇溶剂进行球磨处理;并且,特别优选的,所述球磨处理为分段处理,第一段采用5-10mm直径的大磨球,球磨处理时间为0.5-1小时,第二段采用小直径的小磨球,球磨处理时间为

1-5小时,并且小磨球与大磨球的直径比为0.10-0.15。